[发明专利]单总线直流微电网的分散式控制器设计方法

权利要求书

1.一种单总线直流微电网的分散式控制器设计方法，其特征在于，包括以下步骤：

①、首先建立具有多个并行分布式电源和负载的单总线直流微电网系统的数学模型；

②、根据具有多个并行分布式电源和负载的单总线直流微电网系统的数学模型设计相应的单总线直流微电网的分散式控制器。

2.根据权利要求1所述的单总线直流微电网的分散式控制器设计方法，其特征在于，在所述的第①步中，

1-1、首先建立单总线直流微电网系统数学模型的LC输出滤波器的动态方程，该方程为：

其中，将输出电压保持在定义的时变范围内，得到：

1-2、设定总负载电流及其变化率为则直流总线的电压跟踪误差为：

e_v＝v_o-v_ref (3)

1-3、将直流总线的电压跟踪误差对时间求导，得到：

1-4、将直流总线的电压跟踪误差保持在定义的时变范围内得到：

1-5、设定一个传递函数，将约束跟踪误差e_v转换为新变量ξ，得到：

该ξ满足下述条件：

简化模型后，得到的如下变换函数：

定义T^-1(·)为T(·)相对于e_v的反函数，得到：

1-6、当ξ同时满足上述式(7)-(9)的条件后，将ξ对时间求导后得到：

1-7、通过公式(4)和(10)，对具有多个并行分布式电源和负载的单总线直流微电网的数学模型进行变换，得到的该单总线直流微电网系统数学模型的LC输出滤波器的最终动态方程为：

上述各公式中：v_o是系统的直流母线电压，i_load是总负载电流，i_j是第j个分布式电源的电感器电流，v_j是第j个分布式电源转换器的控制输入电压，L_j和C_j是第j个分布式电源的电感和电容，R_j是第j个分布式电源电感器的寄生电阻，和v_o是直流母线电压v_o的上下限，I₀和I₁是正的常数，和e_v是输出直流母线电压跟踪误差e_v的上下限。

3.根据权利要求2所述的单总线直流微电网的分散式控制器设计方法，其特征在于，在所述的第②步设计单总线直流微电网的分散式控制器时，

2-1、首先设定第一个候选Lyapunov函数：

2-2、将式(12)对时间求导并带入式(11)中，得到

2-3、设定第j个分布式电源的输出电流跟踪误差为：

2-4、将总负载所需求的电流参考I^*设定为：

其中，的更新定律遵循的投影函数为：

2-5、则第j个分布式电源的当前参考为：

2-6、由式(13)和式(17)得出：

2-7、设定第二个候选Lyapunov函数为：

V₂的时间导数为：

2-8、根据总负载电流及其变化率以及式(16)，得出：

2-9、设定第3个Lyapunov函数为：

上述式(21)、(22)的一阶导数可以写成：

2-10、根据该式(23)得到第j个分布式电源的控制器设计结果为：

上述各式中，k_i是一个正常数，是负载电流i_load的估算值，γ_L是正适应增益，p_j是一个正常数并且满足