[发明专利]一种变拓扑微电网的分布式二次控制器设计方法

说明书

本发明公开了一种变拓扑微电网的分布式二次控制器设计方法，属于控制工程中微电网分布式二次控制器领域。该设计方法包括：构建不同模式下各个节点的分布式二级控制器；然后建立单个节点的分布式二级控制模型、不同模式下完整的微电网分布式二次控制下的模型；根据微电网模型建立新的李雅普诺夫‑克拉索夫斯基函数并给出新的微电网稳定性判据，再根据稳定性判据中的线性矩阵不等式证明变拓扑微电网的稳定性，最后用粒子群优化算法计算出变拓扑微电网在渐进稳定条件下的最大控制器增益；本发明能够更加精确的对每一种拓扑结构实行更好的控制策略，让变拓扑微电网的控制效率能够满足实时性的要求，从而使微电网的变拓扑控制更加智能。

技术领域

本发明属于控制工程中微电网分布式二次控制器领域，具体涉及一种变拓扑微电网的分布式二次控制器设计方法。

背景技术

微电网是指由分布式电源、储能装置、能量转换装置、负荷、监控和保护装置等组成的小型发配电系统。

当微电网运行于孤岛模式，分布式电源通常采用下垂控制，但下垂控制易受到线路阻抗特性、拓扑结构等因素的影响，使功率按比例分配效果不佳，且会导致频率与电压存在偏差，影响系统的稳定性。为了满足频率、电压的无静差控制以及功率按比例分配的控制目标，进而引入微电网分布式二次控制策略，以保证各分布式发电单元的无功功率在运行时保持均衡状态。

当微电网线路出现故障时，继电保护系统通过控制断路器开关切除故障线路，被切断的分布式发电单元可以通过另一条线路与其他分布式单元连接，导致微电网拓扑发生变化。而微电网需要及时根据当前的拓扑结构调整各分布式发电单元的控制策略，抑制因线路阻抗不匹配而导致的微电网无功失衡问题，保证微电网稳定安全运行。因此变拓扑微电网的分布式二次控制器设计对微电网控制具有重要意义。

发明内容

本发明为解决现有方法中微电网拓扑结构发生变换后无功失衡和控制效率低等一系列问题，提供一种变拓扑微电网的分布式二次控制器设计方法，以期能够更加精确的对每一种拓扑结构实行更好的控制策略，让变拓扑微电网的控制效率能够满足实时性的要求，从而使微电网的变拓扑控制更加智能。

本发明的目的是这样实现的，本发明提供了一种变拓扑微电网的分布式二次控制器设计方法，包括以下步骤：

步骤1，根据变拓扑微电网中分布式发电单元之间不同的连接线路，设变拓扑微电网的拓扑结构包括k种模式，将k种模式中的任意一种模式记为模式r_t，t＝1，2，...k；将变拓扑微电网中的分布式发电单元作为节点，用V_G表示变拓扑微电网中节点编号的集合，V_G＝{1，2，...，s}，s为变拓扑微电网中的节点数；将变拓扑微电网中分布式发电单元之间连接的线路作为边，用表示变拓扑微电网在模式r_t时的边集合，

将变拓扑微电网在模式r_t下的拓扑结构记为图将图的邻接矩阵记为其中i、j分别为模式r_t下变拓扑微电网中两个节点的序号，i，j∈V_G，将i、j对应的两个节点分别记为节点i和节点j，为变拓扑微电网在模式r_t时的边系数：若节点i和节点j相连，则若节点i和节点j不相连，

将节点i的相邻节点记为将图的入度矩阵记为其中，表示变拓扑微电网在模式r_t时节点i的相邻节点的个数，

步骤2，设计变拓扑微电网在模式r_t时节点i的分布式二级控制器，其表达式为式(1)：