[发明专利]一种基于有限时间一致性理论的孤岛微电网控制方法

说明书

本发明公开了一种基于有限时间一致性理论的孤岛微电网控制策略的设计方法，属于智能电网控制领域。本发明在基于分布式二级控制策略的孤岛微电网中，利用对等稀疏网络与相邻代理进行通信，并通过有一致性算法处理获得信息和本地信息；并将一致性偏差反馈到由有限时间一致性策略设计的频率和电压控制器；然后，控制器的输出被输入到下垂控制，然后转移到电压和电流控制环路，最后实现频率和电压稳定并跟踪到标称值；其中，在通信中断时，基于改进极限学习机对相邻代理的历史数据进行预测，并将预测结果输入到由有限时间一致性策略设计的频率和电压控制器。以实现通信故障下的二次频率和电压调节。

技术领域

本发明属于智能电网控制领域，具体涉及一种基于有限时间一致性理论的孤岛微电网控制策略的设计方法。

背景技术

随着能源危机和环境污染问题的日益严重，包括分布式发电技术在内的新能源的使用受到了社会的广泛关注，微电网也得到了迅速的发展。

AC微电网的操作可以分为两种模式：并网和孤岛模式。当孤岛模式运行时，使用多个分布式电源并行运行，以改善输出功率质量。孤岛模式时一般采用分层控制对电能质量进行优化，并且使用不同的分层结构来定义和执行不同的控制目标。下垂控制通常用作执行频率和电压调节的主要控制器，并且可以实现功率分配。但是，传统的下垂控制调节效果不佳，当配电线路阻抗不均匀时，功率分配效果较差。一些现有的改进包括虚拟阻抗以平衡线路阻，以及一些自适应下垂控制策略。尽管下垂控制有许多改进的策略，但由于固有误差，简单的下垂控制总是无法精确跟踪参考值。因此，为了获得更精确的控制效果，建议采用二级控制策略。目前，现有的二级控制策略一般分为集中式和分布式，常用于补偿下垂控制。集中式二级控制由微电网中心控制器(MGCC)制定，MGCC收集并计算微电网中的整个网络信息，然后将命令发布到物理层。虽然集中控制精度高，但系统的通信压力很大，可靠性和可扩展性差。分布式二次控制不需要中心节点进行通信，并且大多数使用对等稀疏网络，它只与相邻代理进行通信，因此具有更好的可扩展性和可行性。分布式二次控制策略可以实现频率和电压恢复，准确的功率分配。

但是在通信发生故障而中断时，还是会造成整个系统的不稳定。

发明内容

本发明提出了一种基于有限时间一致性理论的孤岛微电网控制方法，旨在基于一致性理论，并引入有限时间理论，两者结合，提出一种新的二次控制算法，并将通信中断的情况考虑进去，基于改进极限学习机(ELM)对相邻代理的历史数据进行预测，并将预测结果代替已经中断的通信链路信息，实现预测补偿，提高系统稳定性。

为了解决上述技术问题，本发明提供的技术方案为：一种基于有限时间一致性理论的孤岛微电网控制方法，其特征在于，其步骤为：

在基于分布式二级控制策略的孤岛微电网中，利用对等稀疏网络与相邻代理进行通信，并通过有一致性算法处理获得信息和本地信息；并将一致性偏差反馈到由有限时间一致性策略设计的频率和电压控制器；然后，控制器的输出被输入到下垂控制，然后转移到电压和电流控制环路，最后实现频率和电压稳定并跟踪到标称值；

其中，在通信中断时，基于改进极限学习机对相邻代理的历史数据进行预测，并将预测结果输入到由有限时间一致性策略设计的频率和电压控制器。

进一步的技术方案在于，所述孤岛微电网分为物理层和网络层两个部分；所述物理层主要包括控制器和分布式电源，控制器稳定各分布式电源输出，再将分布式电源的输出通过静态转换开关连接到公共耦合点；或控制器稳定各分布式电源输出，再用分布式电源对负载进行供电；所述网络层进行不同电力电子逆变器之间的数据交换，完成整个微电网内分布式电源的输出同步。

进一步的技术方案在于，对代理DG_i的输出误差可以用一致性算法为：