一种基于有限时间事件触发的微网调控方法及系统与流程

专利2026-08-14  18


本发明属于数据处理,尤其涉及一种基于有限时间事件触发的微网调控方法及系统。


背景技术:

1、在孤岛微电网(microgrid,mg)中,大部分分布式能源(distributed energyresources,der)的间歇性特征可能导致负载扰动,这对相对较小的交流微电网的系统频率产生显著影响。因此,微电网控制对于提高频率同步性能至关重要。然而,由于功率失配,每个分布式发电(distributed generation,dg)单元本地执行的初级下垂控制器可能导致系统稳态偏离标准频率值。为了应对这种情况,孤岛交流微电网中的bess系统可以通过der充放电来增强系统的稳定性和可靠性。因此,bess成为缓冲der和负载之间短期功率不平衡的必不可少模块之一。然而同时,由此产生的soc平衡问题可能导致bess系统出现过充和过放电行为。目前,许多研究致力于立即解决频率恢复和soc平衡问题,使其更为稳定。目前主流的研究通常将孤岛微电网系统中的上述两个问题分开研究,难以实现soc平衡问题和频率恢复问题的同时解决。


技术实现思路

1、为了解决或者改善上述问题,本发明提供了基于有限时间事件触发的微网调控方法及系统,具体技术方案如下:

2、本发明提供一种基于有限时间事件触发的微网调控方法,包括:将微电网中的电池储能系统视为多智能体系统,并设置分布式控制结构来实现二级控制;其中,所述分布式控制结构,包括:采用事件驱动控制策略,使每个der或bess单元只需要使用本地和邻近的局部信息,并在事件触发的时刻更新其控制输入,以减少微电网中的dg之间的通信负担;通过有限时间事件驱动控制算法,处理系统频率恢复和soc平衡问题。

3、优选的,所述分布式控制结构来实现二级控制,包括:设计对应的控制策略,以在bess之间根据其功率额定值共享有功功率,补偿系统的失配总功率,并使稳态频率恢复到设定值;处理所述多智能体系统的控制器的收敛速度。

4、优选的,所述设计对应的控制策略,包括:进行含储能单元的微电网建模,其中,基于表示法及代数图论,描述微电网对应的节点结构和节点数据;进行基于逆变器的交流微电网动态建模,其中,为实现逆变器的下垂控制,采用了局部多回路解耦方案以实现逆变器的输出电压或输入的有功功率在短时间内跟踪其参考值。

5、优选的,所述通过有限时间事件驱动控制算法,处理系统频率恢复和soc平衡问题,包括:基于p-f下垂控制机制来建立基于逆变器的交流微电网的动力学特性方程,调节逆变器节点角频率与标准角频率的偏差,以解决有限时间频率恢复和soc平衡问题。

6、优选的,所述有限时间事件驱动控制算法,包括:将交流微电网中的所有bess视为mas中的节点;在微电网频率控制中,每个局部控制器会监测其自身的输出频率,并与邻居频率进行比较,如果存在频率偏差,控制器将调整其输出功率以减小这一偏差,通过局部控制器的协作可以使得微电网的频率在全局上达成一致;每个控制器都会监测其对应的储能设备的soc,并与目标soc进行比较,如果存在soc偏差,那么控制器将通过调整其电池的充放电功率来减小这一偏差。

7、本发明提供一种基于有限时间事件触发的微网调控系统,包括:控制模块,用于将微电网中的电池储能系统视为多智能体系统,并设置分布式控制结构来实现二级控制;其中,所述分布式控制结构,包括:采用事件驱动控制策略,使每个der或bess单元只需要使用本地和邻近的局部信息,并在事件触发的时刻更新其控制输入,以减少微电网中的dg之间的通信负担;通过有限时间事件驱动控制算法,处理系统频率恢复和soc平衡问题。

8、优选的,所述分布式控制结构来实现二级控制,包括:设计对应的控制策略,以在bess之间根据其功率额定值共享有功功率,补偿系统的失配总功率,并使稳态频率恢复到设定值;处理所述多智能体系统的控制器的收敛速度。

9、优选的,所述设计对应的控制策略,包括:进行含储能单元的微电网建模,其中,基于表示法及代数图论,描述微电网对应的节点结构和节点数据;进行基于逆变器的交流微电网动态建模,其中,为实现逆变器的下垂控制,采用了局部多回路解耦方案以实现逆变器的输出电压或输入的有功功率在短时间内跟踪其参考值。

10、优选的,所述通过有限时间事件驱动控制算法,处理系统频率恢复和soc平衡问题,包括:基于p-f下垂控制机制来建立基于逆变器的交流微电网的动力学特性方程,调节逆变器节点角频率与标准角频率的偏差,以解决有限时间频率恢复和soc平衡问题。

11、优选的,所述有限时间事件驱动控制算法,包括:将交流微电网中的所有bess视为mas中的节点;在微电网频率控制中,每个局部控制器会监测其自身的输出频率,并与邻居频率进行比较,如果存在频率偏差,控制器将调整其输出功率以减小这一偏差,通过局部控制器的协作可以使得微电网的频率在全局上达成一致;每个控制器都会监测其对应的储能设备的soc,并与目标soc进行比较,如果存在soc偏差,那么控制器将通过调整其电池的充放电功率来减小这一偏差。

12、本发明的有益效果为:同时通过事件驱动控制策略,使每个der或bess单元只需要使用本地和邻近的局部信息,并在事件触发的时刻更新其控制输入,以减少微电网中的dg之间的通信负担;通过有限时间事件驱动控制算法,处理系统频率恢复和soc平衡问题,能够避免了下垂系数在同步速率优化方面的严重限制,加快了加速同步过程和频率控制的收敛性,在不改变初始条件的前提下,用较短的时间解决系统频率回复和soc平衡问题。



技术特征:

1.一种基于有限时间事件触发的微网调控方法,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述基于有限时间事件触发的微网调控方法,其特征在于,所述分布式控制结构来实现二级控制,包括:

3.根据权利要求2所述基于有限时间事件触发的微网调控方法,其特征在于,所述设计对应的控制策略,包括:

4.根据权利要求3所述基于有限时间事件触发的微网调控方法,其特征在于,所述通过有限时间事件驱动控制算法,处理系统频率恢复和soc平衡问题,包括:

5.根据权利要求4所述基于有限时间事件触发的微网调控方法,其特征在于,所述有限时间事件驱动控制算法,包括:

6.一种基于有限时间事件触发的微网调控系统,其特征在于,包括:

7.根据权利要求6所述基于有限时间事件触发的微网调控系统,其特征在于,所述分布式控制结构来实现二级控制,包括:

8.根据权利要求7所述基于有限时间事件触发的微网调控系统,其特征在于,所述设计对应的控制策略,包括:

9.根据权利要求8所述基于有限时间事件触发的微网调控系统,其特征在于,所述通过有限时间事件驱动控制算法,处理系统频率恢复和soc平衡问题,包括:

10.根据权利要求9所述基于有限时间事件触发的微网调控系统,其特征在于,所述有限时间事件驱动控制算法,包括:


技术总结
本发明属于数据处理技术领域,尤其涉及一种基于有限时间事件触发的微网调控方法及系统,方法包括将微电网中的电池储能系统视为多智能体系统,并设置分布式控制结构来实现二级控制。同时通过事件驱动控制策略,使每个DER或BESS单元只需要使用本地和邻近的局部信息,并在事件触发的时刻更新其控制输入,以减少微电网中的DG之间的通信负担;通过有限时间事件驱动控制算法,处理系统频率恢复和SoC平衡问题,能够避免了下垂系数在同步速率优化方面的严重限制,加快了加速同步过程和频率控制的收敛性,在不改变初始条件的前提下,用较短的时间解决系统频率回复和SoC平衡问题。

技术研发人员:王鹏宇,马溪原,张子昊,林振福,杨铎烔,徐全,葛俊,聂智杰
受保护的技术使用者:南方电网数字电网研究院股份有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/6/26
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