基于事件触发的直流微电网多电力弹簧一致性控制方法技术

本发明专利技术涉及一种基于事件触发的直流微电网多电力弹簧一致性控制方法，包括：根据含多DCES的直流微电网拓扑结构，确定DCES状态空间数学模型；基于DCES状态空间数学模型，设计动态事件触发分布式控制策略；根据动态事件触发分布式控制策略，依次得到分布式DCES一致性控制律、DCES电压分布式控制律；根据DCES电压分布式控制律，相应控制各DCES的工作状态。与现有技术相比，本发明专利技术能够有效降低系统的通信冗余、提高系统运行效率，同时能有效抑制时变通信时延对一致性控制协同性能的影响，在不确定扰动情形下能够实现分布式DCES一致渐近跟踪，并有效防止Zeno现象发生，所得到的一致性控制律形式简单、鲁棒性及动态响应性较好，易于解决工程实际问题。决工程实际问题。决工程实际问题。

【技术实现步骤摘要】
基于事件触发的直流微电网多电力弹簧一致性控制方法


[0001]本专利技术涉及直流微电网多电力弹簧控制
，尤其是涉及一种基于事件触发的直流微电网多电力弹簧一致性控制方法。

技术介绍

[0002]直流微电网因其拓扑简单、换流损耗小、配电效率高、可实现分布式可再生能源的高效消纳而备受关注，但在实际应用中，由于不确定性扰动常导致直流微电网母线电压波动越限，将严重影响全局安全稳定运行。现有技术考虑到直流电力弹簧(DC electric spring，DCES)仅需较小储能容量，即可将不确定性扰动引起的母线电压波动转移至非关键负载，具有平稳关键负载电压的效果，因而设计将多个DCES分布式布局于直流微电网，以有效支撑区域母线电压稳定，为直流微电网全局电压平稳控制提供解决方案。
[0003]目前，多DCES一致性协同运行通常采用电压
‑
电流双闭环PI控制方法，但由于DCES本身具有非线性、强耦合的特性，传统依赖小信号模型局部线性化的PI控制稳定域较窄，内部参数摄动或外部不确定性扰动均可能导致运行轨迹偏离期望工作点，使得系统电压失稳。此外，现有研究针对具有通信带宽约束的复杂网络全局鲁棒H∞同步问题，提出基于事件触发机制的牵制一致性控制方法，改进的事件触发机制不再需要持续监测节点状态和实时判断事件触发条件，能够有效降低触发频次，但静态触发机制依然具有较高的通信冗余度，也容易发生Zeno现象，即在事件触发控制中，控制在有限时间内被无限次触发，导致通信网络数据传输压力过大、不利于高效、准确地实现多DCES电压平稳一致性控制。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种基于事件触发的直流微电网多电力弹簧一致性控制方法，能够有效抑制时变通信时延对一致性控制协同性能的影响，且能高效准确地实现多DCES电压平稳一致性控制。
[0005]本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：一种基于事件触发的直流微电网多电力弹簧一致性控制方法，包括以下步骤：
[0006]S1、根据含多DCES的直流微电网拓扑结构，确定出DCES状态空间数学模型；
[0007]S2、基于DCES状态空间数学模型，设计动态事件触发分布式控制策略；
[0008]S3、根据动态事件触发分布式控制策略，依次得到分布式DCES一致性控制律、DCES电压分布式控制律；
[0009]S4、根据DCES电压分布式控制律，相应控制各DCES的工作状态。
[0010]进一步地，所述步骤S1中含多DCES的直流微电网拓扑结构包括由直流电源和可再生能源组成的电源，所述电源通过直流母线分别连接至多个DCES。
[0011]进一步地，所述DCES与非关键负载NCL串联组成智能负载，再与关键负载CL并联后接入直流母线。
[0012]进一步地，所述DCES中包括与储能单元相连接的全桥DC
‑
DC转换器，所述全桥DC
‑
DC转换器包括两组开关对。
[0013]进一步地，所述步骤S1中DCES状态空间数学模型具体为：
[0014][0015]其中，i
L,i
为第i节点DCES滤波电感电流，V
dc
为储能单元电压，d为H桥变换器占空比，i
0,i
为第i节点母线电流，L
i
为第i节点DCES滤波电感。
[0016]进一步地，所述步骤S2具体是将DCES动态特性嵌入事件触发条件，以设计动态事件触发分布式控制策略。
[0017]进一步地，所述动态事件触发分布式控制策略的触发函数具体为：
[0018][0019][0020][0021]其中，为DCES扰动事件触发函数，α
v
和β
v
均为事件触发参数，d
i
为一致性控制牵制项系数，n
i
为第i节点DCES相邻通信节点数，为DCES扰动事件触发当前时刻，e
VES,i
(t)为事件触发状态误差，为分布式DCES一致性控制律，为扰动事件触发时刻第i节点DCES输出电压，V
ES,i
(t)为当前时刻第i节点DCES输出电压，为上一个DCES扰动事件触发时刻，inf{
·
}表示下确界。
[0022]进一步地，所述步骤S3具体包括以下步骤：
[0023]S31、设计多DCES电压平稳一致性控制目标，结合动态事件触发分布式控制策略，得到分布式DCES一致性控制律；
[0024]S32、根据分布式DCES一致性控制律，进一步得到DCES电压分布式控制律。
[0025]进一步地，所述步骤S31中多DCES电压平稳一致性控制目标具体为：
[0026][0027]其中，V
C,i
(t)为第i节点直流母线电压，V0为母线参考电压，n为节点数；
[0028]所述分布式DCES一致性控制律具体为：
[0029][0030]其中，V
ES,ref
为DCES输出电压期望值，a
ij
为通信邻接矩阵第(i,j)元素，用于反映DCES间通信连通情况，若第i个DCES和第j个DCES间存在通信链路，则a
ij
为1，否则a
ij
为0。
[0031]进一步地，所述步骤S32中DCES电压分布式控制律具体为：
[0032][0033]其中，K
v
为DCES电压分布式控制系数。
[0034]进一步地，所述步骤S4具体是根据DCES电压分布式控制律，并采用双极PWM控制的方式，以对各DCES中的两组开关对进行周期性的导通与关断控制。
[0035]与现有技术相比，本专利技术具有以下优点：
[0036]一、本专利技术首先根据含多DCES的直流微电网拓扑结构，确定出DCES状态空间数学模型，再基于此设计动态事件触发分布式控制策略，从而可得到分布式DCES一致性控制律、DCES电压分布式控制律，以此来相应控制各DCES的工作状态。在设计动态事件触发分布式控制策略时，将DCES的动态特性嵌入其中，充分考虑到直流微电网所存在的不确定性扰动，由此既能够避免非必要的连续频繁信息传输、有效缓解通信网络数据的传输压力，从而降低系统的通信冗余、提高系统运行效率；同时能够在不确定扰动情形下实现分布式DCES一致渐近跟踪，有利于高效准确地实现多DCES电压平稳一致性控制。
[0037]二、本专利技术设计多DCES电压平稳一致性控制目标，再结合动态事件触发分布式控制策略，以得到分布式DCES一致性控制律，具体是以最小通信需求求解全局一致性误差，能够有效抑制时变通信时延对一致性控制协同性能影响。
[0038]三、本专利技术提出一种基于动态事件触发机制的一致性控制方案，其一致性控制操作仅在DCES扰动事件触发时刻更新，即存在严格正的最小事件触发间隔，能够有效防止Zeno现象发本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于事件触发的直流微电网多电力弹簧一致性控制方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、根据含多DCES的直流微电网拓扑结构，确定出DCES状态空间数学模型；S2、基于DCES状态空间数学模型，设计动态事件触发分布式控制策略；S3、根据动态事件触发分布式控制策略，依次得到分布式DCES一致性控制律、DCES电压分布式控制律；S4、根据DCES电压分布式控制律，相应控制各DCES的工作状态。2.根据权利要求1所述的一种基于事件触发的直流微电网多电力弹簧一致性控制方法，其特征在于，所述步骤S1中含多DCES的直流微电网拓扑结构包括由直流电源和可再生能源组成的电源，所述电源通过直流母线分别连接至多个DCES。3.根据权利要求2所述的一种基于事件触发的直流微电网多电力弹簧一致性控制方法，其特征在于，所述DCES与非关键负载NCL串联组成智能负载，再与关键负载CL并联后接入直流母线；所述DCES中包括与储能单元相连接的全桥DC
‑
DC转换器，所述全桥DC
‑
DC转换器包括两组开关对。4.根据权利要求3所述的一种基于事件触发的直流微电网多电力弹簧一致性控制方法，其特征在于，所述步骤S1中DCES状态空间数学模型具体为：其中，i
L,i
为第i节点DCES滤波电感电流，V
dc
为储能单元电压，d为H桥变换器占空比，i
0,i
为第i节点母线电流，L
i
为第i节点DCES滤波电感。5.根据权利要求4所述的一种基于事件触发的直流微电网多电力弹簧一致性控制方法，其特征在于，所述步骤S2具体是将DCES动态特性嵌入事件触发条件，以设计动态事件触发分布式控制策略。6.根据权利要求5所述的一种基于事件触发的直流微电网多电力弹簧一致性控制方法，其特征在于，所述动态事件触发分布式控制策略的触发函数具体为：法，其特征在于，所述动态事件触发分布式控制策略的触发函数具体为：法，其特征在于，所述动态事件触发分布式控制策略的触发函数具体为：其中，为DCES扰动事件触发函数，α
v<...

【专利技术属性】
技术研发人员：薛花，王育飞，张珂宁，王凯，凌晨，于艾清，张宇华，
申请(专利权)人：上海电力大学，
类型：发明
国别省市：