摘要: 近年来，环境污染、资源短缺问题日益严重。为实现“双碳”目标，解决可再生能源的高效利用问题，微电网技术成为目前的研究热点之一。传统以时间驱动的周期性通信方式对网络带宽的要求较高，因此，研究基于事件驱动的微电网协同控制策略具有重要意义。... 展开 近年来，环境污染、资源短缺问题日益严重。为实现“双碳”目标，解决可再生能源的高效利用问题，微电网技术成为目前的研究热点之一。传统以时间驱动的周期性通信方式对网络带宽的要求较高，因此，研究基于事件驱动的微电网协同控制策略具有重要意义。论文主要针对基于信息-物理系统(Cyber-PhysicalSystem,CPS)控制架构的微电网电压/频率协调控制、经济调度等问题展开以下研究： (1)针对交流微电网系统，结合网络化控制理论和分层控制理论，构建微电网CPS分层控制架构。CPS由物理层、信息层和服务层三部分组成，其中，物理层与信息层实现微电网电压和频率稳定控制功能。物理层、信息层和服务层三层结合完成了微电网经济调度。所构建的分层体系架构为后续研究提供了基础。 (2)针对网络化的微电网系统中存在通信延时、高采样率、控制器更新次数多等问题，将事件驱动方法与一致性算法结合，提出一种基于事件驱动一致性的微电网系统分布式协同控制方法。将分布式电源作为分布式稀疏网络中的智能节点，应用一致性算法设计状态观测器，根据智能节点的状态信息设计事件触发条件。当事件触发时，观测器将实际状态值传输到控制器，同时向邻居控制器传输信息。该控制方法要求分布式控制器在事件触发时进行通信，能有效减少控制器更新次数，降低系统对网络带宽的要求。仿真结果表明，该方法与分布式一致性相比，能够实现微电网系统的电压/频率控制，控制器通信次数少，系统在通信延时下有较好的鲁棒性。 (3)由于事件驱动一致性控制方法中控制系统收敛时间无法保障，系统抗干扰能力差以及孤岛微电网系统中功率难以精确分配等问题，将有限时间一致性方法与事件驱动方法相结合，提出有限时间事件驱动一致性的孤岛微电网协同控制策略。应用有限时间一致性算法设计二次控制器，控制器中的信息在事件触发时进行更新，有效减少控制器更新次数的同时，实现电压和频率在有限时间内恢复至额定值以及有功功率的精确分配。在Matlab/Simulink中搭建仿真，结果表明所提出策略具有良好的动态性能。 (4)针对微电网分布式经济调度策略中控制系统收敛速度较慢以及采样次数多等问题，提出基于有限时间事件驱动一致性的微电网经济调度策略。所提策略以微电网系统中DG的总发电成本最低为目标，在满足DG发电容量限制和功率供需平衡的约束下，实现各台DG的微增成本率在有限时间内收敛到一致值以及获得各台DG在成本最低时的功率输出最优值，并且降低了采样次数。 收起