[发明专利]基于事件触发机制的微网分层采样分布式协调控制方法

说明书

本发明设计微电网分层采样事件触发机制的分布式协调控制方法，即分两层对系统的状态进行采样，先对来自母线的状态进行周期采样，获取母线中所有的潮流状态信息，然后对周期采样的状态按照事件触发条件进行非均匀的采样，同时更新系统的控制输入，再由下垂控制器对逆变器的状态进行调整，最终实现逆变器功率分配的精确调整。选取一个合适的Lyapunov函数对系统的稳定性进行了证明，对所选取的Lyapunov函数对时间进行求导，设计了系统的事件触发条件并证明了系统的稳定性。最后通过分析得出了系统能够对微网中功率进行精确分配的结论。本发明具有以下优点：以较低的信息交互代价实现精确的电压和频率跟踪、相位同步、有功功率和无功功率分配等协调控制任务。

技术领域

本发明涉及微电网多发电机协调控制领域，尤其涉及一种基于事件触发机制的分布式协调控制方法。

背景技术

近年来，微电网(简称微网)为分布式发电提供了一种有效的解决方式。通常，在微网中广泛使用了可再生能源来降低对环境的负面影响。这些可再生能源包括小型发动机，光伏电池，生物燃料，风能发电机等等。微网通过有机的组织，将这些不同的能源系统纳入到一个统一的网络中，来对用户提供可靠的电力。通常，微网可以运行在独立工作模式，也可以通过PCC接入主网并工作在并网模式下。

当前，微网的控制方式主要有集中式控制、分散式控制和分布式控制三种类型。集中式控制需要有中央控制器来收集各逆变器信息，并统一下发控制指令。当逆变器数量较多时，需要的通信和计算成本高昂，可扩展性很差。分散式控制中每个逆变器在本地完成信息采集、计算和控制，但逆变器之间缺少信息交互，从而很难实现如电压、频率同步、功率分配等协调控制任务。鉴于微网中的分布式逆变器通常分布于不同的物理位置，为保证整个网络的稳定性、安全性和可扩展性，使用分布式的控制和管理方法成为一种很好的选择。

为完成微网中不同逆变器之间的协调控制，各逆变器之间需要有必要的信息交互，而通过无线网络进行信息交互能大大增强系统的可扩展性。然而，当网络中逆变器节点增多时，无线通信的代价增高，不仅通信压力将增大，随之而来的信息计算与处理的成本也将大大增加。这些因素会严重影响微网的稳定和安全。

与本发明相关的现有技术一--一种以大电网为虚拟储能的微电网功率平衡控制方法(专利公布号：CN 103354643 A)，该方法是以与微电网连接的大电网为虚拟储能系统，当微电网内分布式电源供电功率不足时，从大电网中吸收功率为微电网负荷供电；当微电网内分布式电源供电功率超出微电网内部所需功率时，通过微电网功率调节系统，控制分布式电源的出力，从而使得微电网内分布式电源流向大电网的输出功率低于设定阈值。该方法没有对微网中功率如何分配进行说明,没有对系统的稳定性作出证明。

与本发明相关的现有技术二--一种微电网功率下垂控制方法(专利公布号： CN106300431 A)，该方法构建了P-ω和Q-V下垂控制器及三相并网逆变器系统。将参考电压与实际电压作差得到误差电压值，经PI调节器将输出信号经过 SVPWM调制生成PWM脉冲波，使三相并网逆变系统并网发电。并网运行时，无功功率可控制为零，即逆变器不输出无功功率。该方法的缺点是没有实现对有功功率和无功功率的同时调节；系统的实时性要求高，通信量很大。

与本发明相关的现有技术三--一种交直流混合微电网功率平衡控制方法 (专利公布号：CN 106451572A)，该发明给出在因电网发生故障引起电压跌落时，接口变换器可根据直流电压的上升程度来相应降低交流子网的电压幅值。电源逆变器根据交流子网的电压幅值的降低来相应减小输出功率，以使系统的有功功率达到平衡。该技术方案中没有实现精确的电压和频率跟踪，并且由于包含直流和交流，控制过程较复杂。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供了一种实现精确的电压和频率跟踪、相位同步、有功功率和无功功率分配等协调控制任务的基于事件触发机制的微网分层采样分布式协调控制方法。