直流微網(wǎng)多智能體自適應(yīng)下垂一致性協(xié)調(diào)控制方法及裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及新能源電力系統(tǒng)中直流微網(wǎng)領(lǐng)域，尤其設(shè)及一種直流微網(wǎng)多智能體自 適應(yīng)下垂一致性協(xié)調(diào)控制方法及裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 微網(wǎng)可W有效整合各種分布式發(fā)電技術(shù)，為新能源及可再生能源分布式發(fā)電的規(guī) ?；瘧?yīng)用提供了有效的技術(shù)途徑。隨著分布式電源種類的增加和數(shù)量的增長、直流負荷的 普及，配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)的復(fù)雜多樣，交流微網(wǎng)難W全面滿足日益增長的供用電需求，為保證新能 源及可再生能源的高效利用，提高直流微網(wǎng)系統(tǒng)的電能質(zhì)量和供電可靠性，W及更好地滿 足用戶的多元化電力需求，直流微網(wǎng)技術(shù)應(yīng)運而生，已成為微網(wǎng)技術(shù)發(fā)展的必然趨勢之一。
[0003] 多智能體的一致性協(xié)議僅需相鄰分布式電源的信息，在聯(lián)合連通的網(wǎng)絡(luò)中就能實 現(xiàn)領(lǐng)航跟隨一致，其收斂速度更快，動態(tài)響應(yīng)能力更好，非常適合用于直流微網(wǎng)的控制研 究。
[0004] 1、直流下垂控制方法分析
[0005] 2臺直流微源并聯(lián)的直流微網(wǎng)系統(tǒng)戴維南簡化模型如圖1所示，其中DC-DC變換器 用戴維南等效模型代替。
[0006] 由圖1可知：
[0007]
[000引式中，\為負荷側(cè)電壓，Ri和Rz分別為支路1、2的線路電阻；VfW為DC-DC變換器 輸出側(cè)直流電壓參考值，取直流母線的額定電壓；Id。:和I4。2分別為第1、2個DC-DC變換器 輸出電流；Rdi和Rd2分別為第1、2個DC-DC變換器下垂控制的下垂系數(shù)，又稱為虛擬阻抗。 [000引將式（1)進一步化簡得：
[0010]
12 式（2)表明當(dāng)忽略線路阻抗或者Rdi>>Ri,(i= 1，2)時，可W通過調(diào)節(jié)下垂控制 的虛擬電阻來實現(xiàn)有功功率在DC-DC變換器之間的精確分配，即
。但是在實際直 流微網(wǎng)中，線路阻抗Ri并非可W完全忽略，此時只有當(dāng)
才能消除功率分配誤差， 實現(xiàn)功率精確分配，然而如果Rdi的取值比較大時，會直接影響直流系統(tǒng)的穩(wěn)定性。 2 由上述分析可知，線路阻抗W及直流下垂控制的虛擬阻抗對直流微網(wǎng)系統(tǒng)的功率 分配和電壓穩(wěn)定性的影響較大。當(dāng)考慮線路阻抗時，各DC-DC變換器的輸出電壓并不完全 一樣，運樣有可能導(dǎo)致負荷功率分配的不精確。若采取簡單的固定虛擬阻抗，當(dāng)虛擬阻抗取 值較大時雖然可W滿足功率精確分配的要求，但是有可能導(dǎo)致直流母線電壓的崩潰；若虛 擬阻抗取值較小，雖然可W滿足直流電壓穩(wěn)定性的要求，但是功率分配的精確度將大大降 低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0013] 本發(fā)明提供了一種直流微網(wǎng)多智能體自適應(yīng)下垂一致性協(xié)調(diào)控制方法及裝置，本 發(fā)明在滿足直流電壓穩(wěn)定性的前提下提高了功率分配的精確度，詳見下文描述：
[0014] 一種直流微網(wǎng)多智能體自適應(yīng)下垂一致性協(xié)調(diào)控制方法，所述控制方法包括W下 步驟：
[0015] 將獲取到的多智能體一致性協(xié)議應(yīng)用到直流微網(wǎng)虛擬領(lǐng)航者多智能體結(jié)構(gòu)中，獲 取基于虛擬領(lǐng)航者智能體鄰居集的直流微網(wǎng)一致性協(xié)議；
[0016] 通過基于虛擬領(lǐng)航者智能體鄰居集的直流微網(wǎng)一致性協(xié)議獲取直流微網(wǎng)系統(tǒng)的 非線性誤差一致性控制協(xié)議；
[0017] 通過非線性誤差一致性控制協(xié)議、比例復(fù)數(shù)積分對直流微網(wǎng)系統(tǒng)進行控制，獲取 自適應(yīng)動態(tài)變化的虛擬阻抗，W及控制DC-DC變換器的輸出電壓。
[0018] 其中，所述控制方法還包括：
[0019] 構(gòu)建直流微網(wǎng)虛擬領(lǐng)航者多智能體結(jié)構(gòu)；
[0020] 根據(jù)直流微網(wǎng)虛擬領(lǐng)航者多智能體結(jié)構(gòu)獲取多智能體一致性協(xié)議。
[0021] 其中，所述直流微網(wǎng)虛擬領(lǐng)航者多智能體結(jié)構(gòu)具體為：
[0022] 將直流微網(wǎng)系統(tǒng)的額定期望值作為一個虛擬領(lǐng)航者智能體；將直流微網(wǎng)中的每個 直流分布式電源W及其控制器作為一個分布式電源智能體；各分布式電源智能體跟隨虛擬 領(lǐng)航者智能體的狀態(tài)。
[0023] 一種直流微網(wǎng)多智能體自適應(yīng)下垂一致性協(xié)調(diào)控制裝置，所述控制裝置包括：
[0024] 第一獲取模塊，用于將獲取到的多智能體一致性協(xié)議應(yīng)用到直流微網(wǎng)虛擬領(lǐng)航者 多智能體結(jié)構(gòu)中，獲取基于虛擬領(lǐng)航者智能體鄰居集的直流微網(wǎng)一致性協(xié)議；
[00巧]第二獲取模塊，用于通過基于虛擬領(lǐng)航者智能體鄰居集的直流微網(wǎng)一致性協(xié)議獲 取直流微網(wǎng)系統(tǒng)的非線性誤差一致性控制協(xié)議；
[0026] 第=獲取模塊，用于通過非線性一致性控制協(xié)議、比例復(fù)數(shù)積分對直流微網(wǎng)系統(tǒng) 進行控制，獲取自適應(yīng)動態(tài)變化的虛擬阻抗，W及控制DC-DC變換器的輸出電壓。
[0027] 其中，所述控制裝置還包括：
[0028] 構(gòu)建模塊，用于構(gòu)建直流微網(wǎng)虛擬領(lǐng)航者多智能體結(jié)構(gòu)；
[0029] 第四獲取模塊，用于根據(jù)直流微網(wǎng)虛擬領(lǐng)航者多智能體結(jié)構(gòu)獲取多智能體一致性 協(xié)議。
[0030] 本發(fā)明提供的技術(shù)方案的有益效果是：本發(fā)明充分考慮線路阻抗等因素對直流微 網(wǎng)系統(tǒng)的影響，針對直流微網(wǎng)的運行特性，提出了直流微網(wǎng)自適應(yīng)下垂控制方法。理論分析 和仿真實驗的結(jié)果表明，本發(fā)明能夠根據(jù)直流微網(wǎng)系統(tǒng)的運行狀況在線實時動態(tài)調(diào)整直流 微網(wǎng)下垂控制的虛擬阻抗，在合理分配負荷功率的同時，維持直流微網(wǎng)母線電壓在額定值 附近，提高了直流微網(wǎng)系統(tǒng)的電壓質(zhì)量。此外，在今后的研究中，還可W采用該發(fā)明實現(xiàn)含 多個分布式電源的交直流混合微電網(wǎng)的功率協(xié)調(diào)控制。
【附圖說明】
[0031] 圖1為直流微網(wǎng)戴維南等效電路示意圖；
[0032] 圖2為直流微網(wǎng)虛擬領(lǐng)航者多智能體結(jié)構(gòu)圖；
[0033] 圖3為自適應(yīng)的下垂控制原理示意圖；
[0034] 圖4為自適應(yīng)控制框圖；
[0035] 圖5為直流微網(wǎng)的系統(tǒng)控制框圖；
[0036] 圖6為獨立直流微網(wǎng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0037] 圖7為控制方式切換下直流母線電壓變化曲線示意圖；
[0038] 圖8為控制方式切換下直流微網(wǎng)系統(tǒng)的電流分配曲線示意圖。
[0039] 圖9為直流負荷突降情況下直流母線電壓變化曲線示意圖；
[0040] 圖10為直流負荷突降情況下直流微網(wǎng)系統(tǒng)的電流分配曲線示意圖；
[0041] 圖11為直流負荷突降情況下虛擬阻抗變化曲線示意圖。
[0042] 圖12為一種直流微網(wǎng)多智能體自適應(yīng)下垂一致性協(xié)調(diào)控制裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0043] 圖13為一種直流微網(wǎng)多智能體自適應(yīng)下垂一致性協(xié)調(diào)控制裝置的另一結(jié)構(gòu)示意 圖。
[0044] 附圖中，各部件的列表如下：
[0045] 1 :第一獲取模塊；2 :第二獲取模塊；
[0046] 3 :第S獲取模塊；4 :構(gòu)建模塊；
[0047] 5 :第四獲取模塊。
【具體實施方式】
[0048] 為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面對本發(fā)明實施方式作進一步 地詳細描述。
[0049] 針對【背景技術(shù)】中的問題，本發(fā)明實施例提出一種直流微網(wǎng)多智能體自適應(yīng)下垂一 致性協(xié)調(diào)控制方法及裝置，該發(fā)明根據(jù)負荷情況自適應(yīng)地改變虛擬阻抗，能夠在保證負荷 功率精確分配的同時兼顧直流系統(tǒng)的電壓穩(wěn)定，維持直流微網(wǎng)母線電壓在額定值附近，保 證直流微網(wǎng)電壓達到穩(wěn)態(tài)指標(biāo)，詳見下文描述：
[0050] 實施例1
[0051] 一種直流微網(wǎng)多智能體自適應(yīng)下垂一致性協(xié)調(diào)控制方法，該控制方法包括W下步 驟：
[0052] 101 :將獲取到的多智能體一致性協(xié)議應(yīng)用到直流微網(wǎng)虛擬領(lǐng)航者多智能體結(jié)構(gòu) 中，獲取基于虛擬領(lǐng)航者智能體鄰居集的直流微網(wǎng)一致性協(xié)議；
[0053] 102:通過基于虛擬領(lǐng)航者智能體鄰居集的直流微網(wǎng)一致性協(xié)議獲取直流微網(wǎng)系 統(tǒng)的非線性誤差一致性控制