技术特征：
1.一种智能微电网的分布式精准时间二次控制方法，其特征在于，包括以下步骤：建立智能微电网中的分布式发电机数学模型以及一次控制模型，并建立控制误差；设计分布式精准时间二次控制算法；通过事件触发通信设计分布式发电机之间的通信策略；结合分布式精准时间二次控制算法和通信策略，在降低通信成本的情况下使分布式发电机的输出频率和电压恢复到额定值，即使控制误差趋于0；对分布式发电机的发电成本建立数学模型，并设计优化算法以最小化其发电成本。2.根据权利要求1所述的分布式精准时间二次控制方法，其特征在于，所述分布式发电机的数学模型为式一：式一中，为状态向量；p
i
,q
i
分别为有功和无功功率；d
i
是已知的外部扰动，δ
i
代表分布式发电机i的参考系相对于普通参考系的角度；为电压控制器辅助变量的一次分量和二次分量；为电流控制器辅助变量的一次分量和二次分量；分别是i
li
,v
oi
,i
oi
的一次分量和二次分量，i
li
,v
oi
,i
oi
为lc滤波器和输出接口有关的量。3.根据权利要求1所述的分布式精准时间二次控制方法，其特征在于，所述一次控制是基于传统的下垂控制，其对分布式发电机i的一次控制模型为式二：式二中，w
i
为分布式发电机i的角频率大小，分别为发电机i的d-轴和q-轴电压；分别为发电机i的名义设定值；p
i
,q
i
分别为分布式发电机i的有功和无功功率；为下垂控制的控制系数；终端电压对式二求导可得式三：式三中，分别是频率、电压的二次控制信号；由式三可得到为式四：式四中，为所要设计的功率控制优化算法；分别根据所设计的二次控制
信号更新，其中的二次控制信号通过测量自身发电机的信息和邻居发电机的信息计算得到，r表示积分变量，t表示时间；针对分布式发电机i(i＝1，
…
，n)构建控制误差，即分布式发电机的输出频率、电压和额定频率、电压的差值，如式五：式五中，分别为发电机i的频率和电压的控制误差，w
ref
,v
ref
分别为频率和电压所需要恢复到的额定值。4.根据权利要求3所述的分布式精准时间二次控制方法，其特征在于，所述分布式精准时间二次控制算法的设计形式如式六：式六中，参数β>0；μ为时变函数，具体形式为式七：式七中，参数h>0，t
s
即为可人为设定的控制时间；式六中的和具体形式如式八：其中a
ij
为拉普拉斯矩阵l第i行第j列的元素；使用图论来描述分布式发电机之间的通信网络；定义邻接矩阵a＝[a
ij
]，其中，a
ij
>0表示分布式发电机j可以接收到i的信息，否则，a
ij
＝0；拉普拉斯矩阵l＝[l
ij
]，其中l
ij
＝-a
ij
，其中，为分布式发电机i最新的触发时刻；为触发时刻的频率；为触发时刻的电压，对于角标j则代表分布式发电机j；若b
i
>0，则分布式发电机i可以接收到参考信号w
ref
,v
ref
；否则b
i
＝0；n
i
表示分布式发电机i的邻居发电机所组成的集合。5.根据权利要求4所述的分布式精准时间二次控制方法，其特征在于，所述通过事件触发通信设计分布式发电机之间的通信策略如式九：式九中，代表发电机i最新的一次触发时刻，为下一次的触发时刻；θ>0,τ
i
>0，测量误差定义为触发时刻的状态与实时状态的差值，具体表示为式十：
其中，w
i
(t)，v
i
(t)为分布式发电机i的实时频率和实时电压；定义辅助变量：ξ
i
＝[w
i
(t),v
i
(t)]，ξ＝[ξ1,
…
,ξ
n
]
t
，，ζ
ref
＝[w
ref
,v
ref
]
t
,α＝[α1,
…
,α
n
]
t
,,e＝[e1,
…
,e
n
]
t
,u＝[u1,
…
,u
n
]
t
；基于以上定义，测量误差式十可以表示为紧凑形式的式十一：6.根据权利要求5所述的分布式精准时间二次控制方法，其特征在于，所述结合分布式精准时间二次控制算法和通信策略，在降低通信成本的情况下使分布式发电机的输出频率和电压恢复到额定值，具体包括：根据所定义的辅助变量ξ
i
＝[w
i
,v
i
]，控制误差可以写为向量表示的紧凑形式，如式十二：σ
i
＝ξ
i-ζ
ref
式十二基于测量误差式十和所定义的式十二，可以得到如下的等效表达式十三：根据式十二和式十三定义全局误差：σ＝[σ1,
…
σ
n
]
t
，根据全局误差和式八，可以得到式十四：其中，l为拉普拉斯矩阵，b矩阵为对角矩阵，其定义为b＝diag[b1,
…
,b
n
]，若b
i
>0，则分布式发电机i可以接收到参考信号w
ref
,v
ref
；否则b
i
＝0，分布式发电机i不能接收到参考信号w
ref
,v
ref
，为克罗内克积，i
m
为m
×
m的单位矩阵；根据所定义的全局误差变量σ利用李雅普洛夫理论来分析精确二次时间控制算法下智能微电网的频率和电压恢复情况，其v函数构造为式十五：式十五中，φ为一个对角矩阵矩阵，其定义为：对角线元素：矩阵q＝l+b，1
n
为元素全为1的列向量；对构造的v函数求导并结合所设计的事件触发机制，可得到式十六：其中，w1,w2,w3为推导过程中得到的有关的量，根据v函数的形式可知，v函数是正定的，即实现了分布式发电机的输出频率和电压恢复到额定频率和电压。7.根据权利要求1所述的分布式精准时间二次控制方法，其特征在于，所述对分布式发
电机的发电成本建立数学模型如式十七：式十七中，为分布式发电机i的成本系数，p
i
为发电机i的有功输出功率；c
i
(p
i
)为发电机i的发电成本；所有发电机总的发电成本，即优化目标可以表示为式十八：式十八中，p
i
(0)为各个发电机的初始功率，p
d
为总的负荷，n表示分布式发电机的个数；为了使发电成本最小要使得下式成立，如式十九：η1(p1)＝η2(p2)＝
…
＝η
n
(p
n
)＝η
*
式十九式十九中，η
*
为最优的增量成本，对η
i
,p
i
(t)求导可得(t)求导可得为待设计的优化算法。8.根据权利要求7中所述的分布式精准时间二次控制方法，其特征在于，通过设计优化算法来最小化智能微电网的总发电成本，其具体表示如式二十所示：其中如式二十一：其中p
i
(0)为分布式发电机i的初始输出功率，则则9.一种智能微电网的分布式精准时间二次控制装置，其特征在于，包括以下模块：控制误差建立模块，用于建立智能微电网中的分布式发电机数学模型以及一次控制模型，并建立控制误差；控制算法设计模块，用于设计分布式精准时间二次控制算法，通信策略设计模块，用于通过事件触发通信设计分布式发电机之间的通信策略；频率电压控制模块，用于结合分布式精准时间二次控制算法和通信策略，在降低通信成本的情况下使分布式发电机的输出频率和电压恢复到额定值，即使控制误差趋于0；发电成本优化模块，用于对分布式发电机的发电成本建立数学模型，并设计优化算法以最小化其发电成本。
技术总结
本发明提出了一种智能微电网的分布式精准时间二次控制方法及装置，包括：建立智能微电网中的分布式发电机数学模型；设计分布式精准时间二次控制算法；通过事件触发通信设计分布式发电机之间的通信策略；结合二次控制算法和通信策略，在降低通信成本的情况下使分布式发电机的输出频率和电压恢复到额定值；对分布式发电机的发电成本建立数学模型，并设计优化算法以最小化其发电成本。本发明通过设计分布式发电机之间的通信策略来降低通信负担；所提出的控制算法能够在人为设定的时间内实现精准的频率和电压的调节，使得本发明具有更强的适应需求能力；其次，考虑了分布式发电机的发电成本，通过算法来最小化总发电成本使得本发明更具有实用价值。明更具有实用价值。明更具有实用价值。
技术研发人员：葛明峰 邓畅畅 杨亚琦 游澳归 刘思胜 曹岱 付景 宋丽平 陈谦 刘智伟 詹习生
受保护的技术使用者：中国地质大学（武汉）
技术研发日：2022.12.30
技术公布日：2023/3/21