本發(fā)明屬于能源互聯(lián)網(wǎng)背景下微電網(wǎng)控制領(lǐng)域，尤其涉及一種基于多智能體的直流微電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)化分布式協(xié)調(diào)控制方法。

背景技術(shù)：

近年來(lái)，直流分布式發(fā)電如光伏、燃料電池和儲(chǔ)能在分布式能源中的占有比例不斷提升；此外，直流負(fù)荷也呈上升趨勢(shì)，例如電動(dòng)汽車充電樁的擴(kuò)建暗示著電動(dòng)汽車這一直流負(fù)荷將廣泛地接入電網(wǎng)。也正由于直流電源和負(fù)荷的不斷增長(zhǎng)趨勢(shì)激發(fā)了人們對(duì)直流微電網(wǎng)的研究興趣。直流微電網(wǎng)具有以下特點(diǎn)：(i)功率傳輸與分配更加高效，因?yàn)橹绷魑㈦娋W(wǎng)沒(méi)有無(wú)功功率傳輸；(ii)相比于交流微電網(wǎng)，直流微電網(wǎng)能更加高效地為直流負(fù)荷供電，因?yàn)榻涣魑㈦娋W(wǎng)為直流負(fù)荷供電需要“交流到直流”和“直流到直流”兩次逆變器轉(zhuǎn)換；而直流微電網(wǎng)只需要“直流到直流”的一次轉(zhuǎn)換，因此提高了效率。

對(duì)微電網(wǎng)的控制而言，普遍采納的的是分層控制方案：即三層控制負(fù)責(zé)執(zhí)行分布式發(fā)電的優(yōu)化調(diào)度，實(shí)現(xiàn)對(duì)分布式發(fā)電的最佳功率分派；二層控制為了維護(hù)電網(wǎng)電壓，基于全微電網(wǎng)的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)信息，實(shí)時(shí)確定和下發(fā)給各分布式發(fā)電參考電壓值；按照參考電壓或功率，一層執(zhí)行就地分散動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)；其中，三層和二層控制屬于基于通信網(wǎng)絡(luò)的集中控制，而一層主控是典型的分散控制。對(duì)應(yīng)這個(gè)分層集中式控制方案，任何的網(wǎng)絡(luò)故障都會(huì)導(dǎo)致所對(duì)應(yīng)的單元信息傳輸失敗，勢(shì)必影響其他單元的正常運(yùn)行，甚至導(dǎo)致部分單元系統(tǒng)過(guò)載和系統(tǒng)級(jí)的不穩(wěn)定等連鎖故障。

為了克服上述問(wèn)題，分布式協(xié)調(diào)控制引起了關(guān)注，若分布式協(xié)調(diào)控制方案被引入到微電網(wǎng)的二次和主控中，對(duì)提高系統(tǒng)的可靠性、拓展性和減小通訊壓力等均有明顯作用。無(wú)論如何，直流微電網(wǎng)分布式協(xié)調(diào)控制必須實(shí)現(xiàn)兩個(gè)控制目標(biāo)，即全網(wǎng)電壓一致調(diào)節(jié)和負(fù)荷比例分享。全網(wǎng)電壓調(diào)節(jié)意味著全微電網(wǎng)所有分布式發(fā)電單元的母線電壓需要按照上層設(shè)定的參考電壓進(jìn)行一致性調(diào)節(jié)；負(fù)荷比例分享即為按照各分布式發(fā)電額定容量比例分享負(fù)荷，進(jìn)而有效避免各分布式發(fā)電之間的環(huán)流和過(guò)載。然而，傳統(tǒng)的分布式下垂控制電壓調(diào)節(jié)和負(fù)荷分享的能力較差，原因之一是低壓線路阻抗產(chǎn)生較大的電壓跌落，原因之二是不同的分布式發(fā)電額定電壓的不一致導(dǎo)致了較差的負(fù)荷分享。目前上述問(wèn)題的可行解是基于全網(wǎng)任何兩點(diǎn)都聯(lián)通的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)構(gòu)建集中控制。然而該方案即便改進(jìn)了控制性能，但降低了控制的可靠性，因?yàn)槿魏尉€路故障都會(huì)搗毀整個(gè)系統(tǒng)的控制功能。

為了克服集中式和傳統(tǒng)分布式控制的缺點(diǎn)，本發(fā)明提出了基于多智能體的直流微電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)化分布式協(xié)調(diào)控制方法，即提高了控制的可靠性，也大幅度提升了全網(wǎng)電壓調(diào)節(jié)和負(fù)荷比例分享的能力。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是針對(duì)背景技術(shù)的不足提供了一種基于多智能體的直流微電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)化分布式協(xié)調(diào)控制方法，其依托信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)來(lái)決策和執(zhí)行電壓一致性控制和負(fù)荷比例分享。該發(fā)明所提出的分布式協(xié)調(diào)控制充分考慮了信息系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淝袚Q性和傳輸時(shí)滯的不確定性，實(shí)現(xiàn)信息物理系統(tǒng)融合環(huán)境下的動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性控制。

本發(fā)明為解決上述技術(shù)問(wèn)題采用以下技術(shù)方案

基于多智能體的直流微電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)化分布式協(xié)調(diào)控制方法，具體包含如下步驟：

步驟1，構(gòu)建兩級(jí)多智能分布式協(xié)調(diào)控制架構(gòu)；

步驟2，設(shè)計(jì)分布式協(xié)調(diào)二次控制策略；

步驟3，設(shè)計(jì)改進(jìn)的外環(huán)下垂控制器；

步驟4，設(shè)計(jì)內(nèi)環(huán)電壓/電流控制器。

作為本發(fā)明基于多智能體的直流微電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)化分布式協(xié)調(diào)控制方法的進(jìn)一步優(yōu)選方案，所述步驟1具體包含如下步驟：

步驟1.1，將每個(gè)分布式發(fā)電逆變器控制單元都分別與一個(gè)一級(jí)單元控制智能體連接；

步驟1.2，將每個(gè)一級(jí)單元控制智能體與一個(gè)二級(jí)分布式協(xié)調(diào)控制智能體連接；

作為本發(fā)明基于多智能體的直流微電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)化分布式協(xié)調(diào)控制方法的進(jìn)一步優(yōu)選方案，步驟2所述的設(shè)計(jì)分布式協(xié)調(diào)二次控制策略具體包含如下兩個(gè)策略：

2.1，電壓一致性控制策略：

其中，ujv(t)為電壓一致性控制策略，j∈{1,2,…,n}；kj,σ(t)為電壓控制增益；vref為全網(wǎng)電壓一致性調(diào)節(jié)的參考電壓，vj(t)為第j個(gè)逆變器單元系統(tǒng)的母線電壓，vk(t)為第k個(gè)逆變器單元系統(tǒng)的母線電壓；j∈{1,2,…,n}，vj(t)＝0,ift＜0；

2.2，負(fù)荷電流比例分享控制策略：

其中，ujc(t)為負(fù)荷電流比例分享控制策略，j∈{1,2,…,n}；為控制增益，ijpu(t)為第j逆變器單元電流，ikpu(t)為第k逆變器單元電流；為網(wǎng)絡(luò)連接矩陣系數(shù)。

作為本發(fā)明基于多智能體的直流微電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)化分布式協(xié)調(diào)控制方法的進(jìn)一步優(yōu)選方案，在步驟3中，所述外環(huán)下垂控制器具體如下：

其中，dj為下垂控制器增益；ujref為額定電壓，也為內(nèi)環(huán)控制器的參考電壓；ijratedijpu為第j逆變器單元額定電流和標(biāo)幺電流的乘積；kj為電壓轉(zhuǎn)移控制器增益；k∈ωj,ωj為與第j分布式協(xié)調(diào)智能體相鄰的二級(jí)智能體集合，總數(shù)為mj。

作為本發(fā)明基于多智能體的直流微電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)化分布式協(xié)調(diào)控制方法的進(jìn)一步優(yōu)選方案，在步驟4中，所述內(nèi)環(huán)電壓/電流控制器具體如下：

其中，gj∈r^1×2是控制器增益，xj(t)＝[δuj(t),δitj(t)]^t為狀態(tài)變量；為控制輸入。

本發(fā)明采用以上技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下技術(shù)效果：

1、通過(guò)每個(gè)分布式發(fā)電逆變器控制單元，提出構(gòu)建了基于二級(jí)多智能分布式協(xié)調(diào)控制方案，僅利用相鄰二級(jí)分布式協(xié)調(diào)多智能體之間的交互信息，有效執(zhí)行電壓一致性和負(fù)荷比例分享控制，即保證了控制方案的可靠性，也大幅度提升了全網(wǎng)電壓調(diào)節(jié)和負(fù)荷比例分享的能力；

2、該多智能體控制架構(gòu)很容易根據(jù)分布式發(fā)電單元的“即插即用”運(yùn)行來(lái)增添、撤銷或修改單元功能智能體，此外也可以根據(jù)信息系統(tǒng)的拓?fù)渥兓`活重組二級(jí)分布式協(xié)調(diào)控制智能體的交互方式，因此該方案具有很強(qiáng)的拓展性和兼容性；

3、在設(shè)計(jì)二次控制策略時(shí)，充分考慮了信息網(wǎng)絡(luò)傳輸時(shí)滯的時(shí)變性以及控制執(zhí)行器的飽和性，提出了計(jì)及網(wǎng)絡(luò)時(shí)滯時(shí)變性和執(zhí)行器飽和性的網(wǎng)絡(luò)化電壓一致性和負(fù)荷比例分享一致性的控制策略；

4、在設(shè)計(jì)改進(jìn)下垂控制器時(shí)，提出了基于逆變器的下垂特性、利用電壓、負(fù)荷電流二次控制策略來(lái)設(shè)計(jì)相應(yīng)的電壓補(bǔ)償機(jī)制，有效消除線路阻抗以及分布式發(fā)電額定電壓不匹配對(duì)電壓調(diào)節(jié)和負(fù)荷比例分享的影響。

附圖說(shuō)明

圖1是基于多智能體的兩級(jí)分布式協(xié)調(diào)控制框架；

圖2是第j個(gè)分布式發(fā)電逆變器控制單元的分布式協(xié)調(diào)控制方案；

圖3是第j個(gè)分布式發(fā)電逆變器控制單元的電路結(jié)構(gòu)圖；

圖4是第j個(gè)分布式發(fā)電逆變器控制單元的分布式協(xié)調(diào)控制策略執(zhí)行框圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明：

為了實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)，本發(fā)明研究以下內(nèi)容：

構(gòu)建兩級(jí)多智能分布式協(xié)調(diào)控制架構(gòu)：每個(gè)分布式發(fā)電逆變器控制單元連接一個(gè)一級(jí)單元控制智能體，決定和和執(zhí)行就地分散控制即主控；而每個(gè)一級(jí)智能體又連接一個(gè)二級(jí)分布式協(xié)調(diào)控制智能體，主要負(fù)責(zé)全網(wǎng)電壓一致性調(diào)節(jié)和負(fù)荷比例分享即二次控制；此外，二級(jí)智能體通過(guò)信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)只與其相鄰的二級(jí)多智能交互信息。

設(shè)計(jì)分布式協(xié)調(diào)二次控制策略：(1)為了按照上層給定的參考電壓值對(duì)全網(wǎng)電壓進(jìn)行一致性調(diào)節(jié)，在每個(gè)二級(jí)分布式協(xié)調(diào)控制智能體里設(shè)計(jì)電壓調(diào)節(jié)器，來(lái)執(zhí)行電壓牽制的一致性控制策略。(2)為了實(shí)現(xiàn)所有分布式逆變器控制單元的負(fù)荷比例分享，在每個(gè)二級(jí)分布式協(xié)調(diào)控制智能體里也設(shè)計(jì)電流調(diào)節(jié)器，來(lái)執(zhí)行負(fù)荷電流比例分享的控制策略。此外在設(shè)計(jì)電壓、電流一致性控制策略時(shí)，僅使用了相鄰二級(jí)分布式協(xié)調(diào)控制智能體的狀態(tài)信息，因此減少了網(wǎng)絡(luò)傳輸壓力；同時(shí)充分考慮了信息系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞淖兓鬏敃r(shí)滯時(shí)變性以及逆變器控制執(zhí)行器的飽和性，實(shí)現(xiàn)了信息物理系統(tǒng)融合下的二次控制。

設(shè)計(jì)改進(jìn)的外環(huán)下垂控制器：在每個(gè)單元控制智能體里，改進(jìn)的外環(huán)下垂控制器設(shè)計(jì)如下：1)利用來(lái)自該單元二級(jí)智能體的電壓一致性控制策略，在該單元系統(tǒng)逆變器下垂特性中，合成一個(gè)內(nèi)環(huán)電壓控制參考值的校正項(xiàng)；2)利用來(lái)自該單元二級(jí)智能體的負(fù)荷電流比例分享控制策略，在單元系統(tǒng)逆變器下垂特性中合成一個(gè)電壓移位提升項(xiàng)，進(jìn)一步細(xì)調(diào)內(nèi)環(huán)電壓控制參考值；3)利用該單元二級(jí)智能體的電流比例分享控制策略，以及與該單元相鄰的所有元二級(jí)智能體的電流比例分享控制策略，基于該單元系統(tǒng)逆變器下垂特性，合成一個(gè)內(nèi)環(huán)電流控制器的參考值。上述基于二次控制策略設(shè)計(jì)的改進(jìn)的外環(huán)下垂控制器，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)化分布式協(xié)調(diào)作用，有效消除了因線路阻抗而產(chǎn)生的電壓跌落以及因分布式發(fā)電額定電壓不一致而導(dǎo)致較差的負(fù)荷分享，大大提升了分布式下垂控制的電壓調(diào)節(jié)和負(fù)荷分享的能力。

設(shè)計(jì)內(nèi)環(huán)電壓/電流控制器：在每個(gè)單元控制智能體里，代替了傳統(tǒng)的pi控制，內(nèi)環(huán)電壓/電流控制器被設(shè)計(jì)為h∞魯棒控制器，進(jìn)而提高了分布式發(fā)電單元對(duì)不確定因素的魯棒性。

具體實(shí)施方式

構(gòu)建兩級(jí)多智能分布式協(xié)調(diào)控制架構(gòu)的實(shí)施方案：以直流微電網(wǎng)物理系統(tǒng)為研究對(duì)象，以信息系統(tǒng)為支撐，構(gòu)建兩級(jí)多智能體控制架構(gòu)如圖1所示，旨在一級(jí)單元控制智能體一次主控的基礎(chǔ)上，二級(jí)分布式多智能體在協(xié)同交互模式下，實(shí)現(xiàn)全網(wǎng)電壓一致性和負(fù)荷比例分享的二次控制。兩級(jí)多智能體的結(jié)構(gòu)與功能如下：(1)每個(gè)分布式發(fā)電逆變器控制單元連接一個(gè)一級(jí)單元控制智能體，確定和和執(zhí)行就地分散控制即主控；該單元控制智能體被設(shè)計(jì)為具有反應(yīng)層和審議層的混合型bdi智能體，反應(yīng)層包含“感知、識(shí)別和執(zhí)行”模塊，能對(duì)運(yùn)行環(huán)境的變化快速做出反應(yīng)，因此保證單元系統(tǒng)對(duì)環(huán)境變化的自適應(yīng)性；審議層包含“信念，愿望和意圖”功能模塊，能夠?qū)⒎植际桨l(fā)電單元狀態(tài)處理為知識(shí)信息，并以此來(lái)智能地決策和執(zhí)行單元系統(tǒng)就地分散動(dòng)態(tài)控制。(2)每個(gè)一級(jí)智能體又連接一個(gè)二級(jí)分布式協(xié)調(diào)控制智能體，通過(guò)信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)只與其相鄰的二級(jí)多智能交互信息，主要負(fù)責(zé)全網(wǎng)電壓一致性調(diào)節(jié)和負(fù)荷比例分享即二次控制；其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為由“信念，愿望和意圖”功能模塊組成的bdi智能體，其“信念”模塊過(guò)濾和篩選來(lái)自信息系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)化知識(shí)信息，基于“信念”的有用標(biāo)準(zhǔn)化知識(shí)信息，根據(jù)二級(jí)智能體電壓一致性調(diào)節(jié)和負(fù)荷比例分享的控制的“愿望”，在“意圖”模塊智能地決策和執(zhí)行二次控制。

本發(fā)明構(gòu)建的多智能體控制架構(gòu)，縱向智能體之間為“主從”交互方式，即二級(jí)智能體向一級(jí)智能體發(fā)送分布式協(xié)調(diào)一致性控制策略，一級(jí)智能體接收該策略，并基于逆變器單元下垂特性合成改進(jìn)的外環(huán)下垂控制器，之后再把參考電壓和參考電流送給內(nèi)環(huán)電壓/電流控制器，進(jìn)而執(zhí)行分布式協(xié)調(diào)二次控制和分散就地控制；而橫向同級(jí)多智能體之間為“非主從”交互方式，即它們具有平等的交互權(quán)利。

設(shè)計(jì)分布式協(xié)調(diào)二次控制策略的實(shí)施方案：對(duì)應(yīng)圖1所示的兩級(jí)多智能體的控制架構(gòu)，以第j個(gè)分布式發(fā)電逆變器控制單元作為研究例子，設(shè)計(jì)分布式協(xié)調(diào)控制方案為圖2所示。本發(fā)明二次控制的目的是基于信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)電壓一致性調(diào)節(jié)和負(fù)荷的比例分享，故以下分別給出電壓一致性和負(fù)荷電流比例分享控制策略的設(shè)計(jì)方法。

(1)電壓一致性控制策略

在信息物理系統(tǒng)深度融合背景下，考慮信息系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的變化，把信息網(wǎng)絡(luò)的切換信號(hào)定義為分段聯(lián)系函數(shù)σ(t)，所以具有切換拓?fù)涞男畔⒕W(wǎng)絡(luò)則描述為ψσ(t)，且每個(gè)切換前后對(duì)應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)具有連通性。此外，考慮到信息系統(tǒng)傳輸時(shí)滯的時(shí)變性，定義0≤τ(t)≤τ,0≤t≤∞,其中τ為上限值，因此需要用可獲得的ujv(t-τ(t))來(lái)代替ujv(t)。基于拓?fù)淝袚Q和傳輸時(shí)滯不確定性的信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，本發(fā)明提出基于牽制的電壓一致性控制策略。

電壓一致性控制下第j個(gè)逆變器單元系統(tǒng)的母線電壓動(dòng)態(tài)特性被描述為

其中，vj(t)為第j個(gè)逆變器單元系統(tǒng)的母線電壓(標(biāo)幺值)；ηδujv(t)為受制于執(zhí)行器飽和性的一致性控制策略。對(duì)應(yīng)正的標(biāo)量δ，執(zhí)行器的飽和性ηδ:r→r.被描述為

其中

基于牽制的電壓一致性控制策略設(shè)計(jì)為

其中，j∈{1,2,…,n}；vj(t)＝0,ift＜0；kj,σ(t)電壓控制增益；vref全網(wǎng)電壓一致性調(diào)節(jié)的參考電壓。

第j個(gè)逆變器單元母線電壓與參考電壓之間的差值為：則全網(wǎng)電壓動(dòng)態(tài)可描述為：

其中，πσ(t)＝kσ(t)γ(t)(lσ(t)+fσ(t))；

kσ(t)＝diag[k1,σ(t),k2,σ(t),…,kn,σ(t)]；γ(t)＝diag[γ1(t),γ2(t),…,γn(t)]；fσ(t)＝diag[f1,σ(t),f2,σ(t),…,fn,σ(t)]。

定理1：針對(duì)全網(wǎng)電壓動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)動(dòng)態(tài)(5)，基于電壓一致性控制策略(4)，假如存在矩陣y∈r^n×n和對(duì)稱正定矩陣p,q,x,z∈r^n×n滿足

和

其中，φ11＝2pπσ(t)+τx+y+y^t+q,φ12＝φ21＝pπσ(t)-y,則可得到電壓一致性調(diào)節(jié)limt→∞vj(t)≡0，其中j∈{1,2,…,n}。

根據(jù)定理1，當(dāng)信息系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浯_定，通過(guò)合理選擇kσ(t)使傳輸時(shí)滯能夠滿足上限τ的要求，進(jìn)而kσ(t)被確定。

(2)負(fù)荷電流比例分享控制策略

由于二次控制是為了同時(shí)保證電壓一致性調(diào)節(jié)和負(fù)荷電流比例分享，因此在設(shè)計(jì)電流比例分享時(shí)，仍然基于與電壓一致性調(diào)節(jié)同樣的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洌皇蔷哂胁煌木W(wǎng)絡(luò)權(quán)重關(guān)聯(lián)矩陣，此時(shí)信息網(wǎng)絡(luò)描述為：且

基于電流比例分享控制策略的第j逆變器單元電流動(dòng)態(tài)描述為

其中ijpu(t)為第j逆變器單元電流；ηηujc(t)電流比例分享控制策略。

考慮網(wǎng)絡(luò)傳輸時(shí)滯不確定性，電流比例分享控制策略為

其中，j∈{1,2,…,n}；為控制增益。

對(duì)于電流比例分享，定理1仍然滿足，只是在線性矩陣不等式中，其中，根據(jù)定理1選取合適的控制增益來(lái)滿足傳輸時(shí)滯上限τ的要求。

設(shè)計(jì)改進(jìn)的外環(huán)下垂控制器的實(shí)施方案：本發(fā)明一級(jí)主控是由外環(huán)改進(jìn)下垂控制器和內(nèi)環(huán)電壓/電流控制器組成，外環(huán)控制器為內(nèi)環(huán)提供電壓和電流參考值，下面給出外環(huán)改進(jìn)的下垂控制器的設(shè)計(jì)方法。

在分布式發(fā)電之間不相等的額定電壓和線路負(fù)荷分布會(huì)導(dǎo)致電流嚴(yán)重脫離比例分享值。盡管這個(gè)問(wèn)題可以通過(guò)增大下垂特性增益來(lái)解決，然而較大的下垂增益帶來(lái)了很大的電壓跌落。因此本發(fā)明提出利用二級(jí)一致性控制策略構(gòu)建改進(jìn)的下垂控制器

其中，dj下垂控制器增益；ujref額定電壓，也為內(nèi)環(huán)控制器的參考電壓；kj為電壓轉(zhuǎn)移控制器增益；k∈ωj,ωj為與第j分布式協(xié)調(diào)智能體相鄰的二級(jí)智能體集合，總數(shù)為mj。

與傳統(tǒng)的下垂特性比較，改進(jìn)的下垂控制器(9)具有一個(gè)電壓提升項(xiàng)也稱之為電壓轉(zhuǎn)移控制器，該控制器由所有相鄰二級(jí)智能體傳送的其逆變器單元電流標(biāo)幺值以及第j個(gè)逆變器額定電流來(lái)構(gòu)成。轉(zhuǎn)移控制器增益kj基于下面準(zhǔn)則來(lái)確定.

(1)電壓轉(zhuǎn)移控制器應(yīng)該盡可能逼近djijratedijpu，以確保電壓降落被完全補(bǔ)償，進(jìn)而使運(yùn)行電壓靠近或等于其額定值。

(2)所有的分布式發(fā)電逆變器下垂特性的電壓提升值應(yīng)該相等，以確保電壓轉(zhuǎn)移不影響電流分享，即

(3)轉(zhuǎn)移控制器增益應(yīng)該比下垂增益小，即

kj≤djj∈{1,2,…,n}(11)

基于設(shè)計(jì)的電壓轉(zhuǎn)移控制器，當(dāng)負(fù)荷增加時(shí)，可以適當(dāng)提升電壓值，使運(yùn)行電壓接近或等于其額定值。

根據(jù)改進(jìn)的下垂控制器，內(nèi)環(huán)參考電壓的設(shè)定值為

代方程(1)and(7)到eq.(12),則內(nèi)環(huán)參考電壓值確定為

內(nèi)環(huán)電流參考值為

方程(13)和(14)顯示：在本發(fā)明提出的基于兩級(jí)智能體的控制中，一級(jí)單元控制智能體需要依托二級(jí)所有相鄰的智能體發(fā)送來(lái)的一致性控制策略，構(gòu)建改進(jìn)的下垂控制器，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)下垂特性的有效補(bǔ)償，在此基礎(chǔ)上提供給內(nèi)環(huán)控制器的參考值；內(nèi)環(huán)控制器根據(jù)外環(huán)下垂控制器提供的電壓、電流參考值，再進(jìn)行有效動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)。該過(guò)程說(shuō)明逆變器單元的電壓和電流是按照相鄰多智能體的交互信息來(lái)進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)的，故稱之為分布式協(xié)調(diào)控制。

設(shè)計(jì)內(nèi)環(huán)電壓/電流控制器的實(shí)施方案：以下給出內(nèi)環(huán)電壓/電流控制器設(shè)計(jì)方法。

為了不失一般性，假設(shè)第j個(gè)分布式發(fā)電與相鄰的m-1個(gè)分布式發(fā)電通過(guò)傳輸線(rjk＞0，ljk＞0,k∈ω{1,2，,...m},k≠j)相連接。第j個(gè)分布式發(fā)電逆變器單元電路結(jié)構(gòu)圖如圖3所示，其通過(guò)一個(gè)lc濾波器給連接在pcc點(diǎn)的內(nèi)部負(fù)荷供電。

第j個(gè)分布式發(fā)電逆變器單元的動(dòng)態(tài)方程如下

其中，方程所有的參數(shù)和變量已標(biāo)注在圖3中；并定義：δuj＝uj-ujref；δitj＝itj-ijref。

由于ijk為第j和第k個(gè)直流母線之間的電流，即dijk/dt＝-dikj/dt＝0，則

ijk＝-ikj＝(uk-uj)/rjk(16)

由于全網(wǎng)的電壓一致性依靠二次控制來(lái)保證，這將使得δij很小，因此方程(15)中的δij可以處理為電流擾動(dòng)，則第j個(gè)分布式發(fā)電逆變器單元的動(dòng)態(tài)方程可描述為

其中，xj(t)＝[δuj(t),δitj(t)]^t為狀態(tài)變量；為控制輸入；ωj(t)＝δij擾動(dòng)向量；矩陣系數(shù)如下：

電壓/電流控制器設(shè)計(jì)為

其中，gj∈r^1×2是控制器增益。

在控制器(19)下的第j個(gè)分布式發(fā)電逆變器單元的動(dòng)態(tài)方程為

其中

為了魯棒控制的目的，這里給出h∞控制指標(biāo)為

其中，tf為控制終止時(shí)間；qj＝qj^t＞0和pj＝pj^t＞0為權(quán)重矩陣；ρj魯棒性能指標(biāo)。

定理2：第j個(gè)分布式發(fā)電逆變器控制單元(20)對(duì)任何擾動(dòng)具有(21)所描述的魯棒穩(wěn)定性能，只是存在pj＝pj^t＞0滿足下列線性矩陣不等式

上述定理2的控制器設(shè)計(jì)問(wèn)題可轉(zhuǎn)化為lmi凸優(yōu)化問(wèn)題：

subjecttopj＝pj^t＞0and(22).(23)

通過(guò)求解(23)的凸優(yōu)化問(wèn)題，則可得到內(nèi)環(huán)控制器參數(shù)。

基于兩級(jí)智能體的第j個(gè)分布式發(fā)電逆變器控制單元的分布式協(xié)調(diào)控制策略執(zhí)行框圖如圖4所示。

本領(lǐng)域的技術(shù)人員容易理解，以上所述僅為本發(fā)明較佳實(shí)施方案而已，并不用以限制本發(fā)明，凡是在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所做的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。