一种微电网集群系统分布式协同控制双重切换系统

本发明涉及微电网集群控制，尤其涉及一种微电网集群系统分布式协同控制双重切换系统。

背景技术：

1、分布式多能源(distributed energy resources,ders)构成的微电网(microgrid,mg,简称微网)是城市建筑的新兴技术潮流，应用到城市建筑的各个mg自然地构成微电网集群系统(microgrid cluster,mgc,简称微网群)。微网群的稳定性是首要问题。建筑微网群中的光伏、风机、燃气轮机和储能构成分布式电源(distributedgenerators,dgs)集合，稳定性较差。dg的异质多样性使得建筑多能源微网稳定运行面临困难。

2、建筑节能应用背景下的多能源交流微电网集群系统(microgrid cluster,mgc,简称微网群)，考虑系统在源/荷扰动、故障、检修和离/并网等动作条件下，以及通信结构变化时，产生相应调度任务和结构拓扑变化。现有mgc系统的协同控制方法研究绝大部分是单一指令模式下的电压、频率一致性协同控制方法。在mgc系统应用中，功率或出力调度包含有多种任务。比如，离网/并网、重负荷投切、故障、检修等都会产生不同的任务指令。除了电力系统继电保护控制，出力调度有时需要达到期望的大致功率曲线。尤其在建筑多能源背景下的mgc系统更是如此。显然传统的电压、频率二次控制方法还不能适应这种情况。

3、因此，亟需提供一种技术方案解决上述问题。

技术实现思路

1、为解决上述技术问题，本发明提供了一种微电网集群系统分布式协同控制双重切换系统。

2、第一方面，本发明提供一种微电网集群系统分布式协同控制双重切换系统，该系统的技术方案如下：

3、包括：任务分配决策层、时变通信拓扑层和分布式二次控制器；

4、所述任务分配决策层用于：生成用于在目标时刻对目标微电网集群系统进行调度任务切换的第一切换信号，并发送至所述分布式二次控制器；

5、所述时变通信拓扑层用于：生成用于在所述目标时刻对所述目标微电网集群系统进行通信拓扑切换的第二切换信号，并发送至所述分布式二次控制器；

6、所述分布式二次控制器用于：根据所述第一切换信号和所述第二切换信号，对所述目标微电网集群系统的所有待控制个体对象进行协同控制。

7、本发明的一种微电网集群系统分布式协同控制双重切换系统的有益效果如下：

8、本发明的系统形成了调度任务切换变化和通信拓扑切换变化的“双重切换”，能够实现对微电网集群的分布式协同控制。

9、在上述方案的基础上，本发明的一种微电网集群系统分布式协同控制双重切换系统还可以做如下改进。

10、在一种可选的方式中，所述分布式二次控制器具体用于：

11、基于分布式控制协议，根据所述第一切换信号和所述第二切换信号，生成用于在所述目标时刻对每个待控制个体对象分别进行控制的目标控制信号。

12、在一种可选的方式中，目标控制信号包括：电压频率控制信号和功率微增量控制。

13、在一种可选的方式中，所述分布式控制协议为：

14、其中，ui为第i个个体对象的电压频率控制信号，为第i个个体对象的功率微增量控制信号，为第i个个体对象的电压频率本地控制信号，为第i个个体对象的功率微增量本地控制信号，为第i个个体对象的电压频率协同控制信号，为第i个个体对象的功率微增量协同控制信号，

15、

16、n为个体对象的总数量，为第i个个体对象与第j个个体对象之间的连接权系数，qi为第i个个体对象的电压频率状态信号，qj为第j个个体对象的电压频率状态信号，k为系统中领导者角色的个体对象数量，r(t)为第一切换信号，σ(t)为第二切换信号，为第i个个体对象的邻居信息的第一不确定性变化量，为第i个个体对象的邻居信息的第二不确定性变化量，第i个个体对象的邻居信息的第三不确定性变化量，为第i个个体对象的电压频率变化率状态信号，为第i个个体对象的功率调度信号，为第j个个体对象的功率调度信号，为第i个个体对象的功率微增量状态信号，为第j个个体对象的功率微增量状态信号，c1为第一待设计参数、c2为第二待设计参数，c3为第三待设计参数，k1为第四待设计参数，k2为第五待设计参数，k3为第六待设计参数，c1,c2,c3>0。

17、在一种可选的方式中，还包括：反馈交互层；

18、所述反馈交互层用于：输出目标时刻下的所述目标微电网集群系统的所有个体对象的状态反馈信息。

19、在一种可选的方式中，所述目标微电网集群系统的任一个体对象为：光伏、风机、燃气轮机和储能中的至少一种所构成的分布式电源。

20、在一种可选的方式中，所述调度任务切换包括：跳闸动作、拉闸动作、合闸动作和投切动作中的至少一种。

21、在一种可选的方式中，所述目标微电网集群系统为：建筑多能源交流微电网集群系统。

22、上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。

技术特征：

1.一种微电网集群系统分布式协同控制双重切换系统，其特征在于，包括：任务分配决策层、时变通信拓扑层和分布式二次控制器；

2.根据权利要求1所述的微电网集群系统分布式协同控制双重切换系统，其特征在于，所述分布式二次控制器具体用于：

3.根据权利要求2所述的微电网集群系统分布式协同控制双重切换系统，其特征在于，目标控制信号包括：电压频率控制信号和功率微增量控制信号。

4.根据权利要求3所述的微电网集群系统分布式协同控制双重切换系统，其特征在于，所述分布式控制协议为：

5.根据权利要求1所述的微电网集群系统分布式协同控制双重切换系统，其特征在于，还包括：反馈交互层；

6.根据权利要求1所述的微电网集群系统分布式协同控制双重切换系统，其特征在于，所述目标微电网集群系统的任一个体对象为：光伏、风机、燃气轮机和储能中的至少一种所构成的分布式电源。

7.根据权利要求1所述的微电网集群系统分布式协同控制双重切换系统，其特征在于，所述调度任务切换包括：跳闸动作、拉闸动作、合闸动作和投切动作中的至少一种。

8.根据权利要求1至7任一项所述的微电网集群系统分布式协同控制双重切换系统，其特征在于，所述目标微电网集群系统为：建筑多能源交流微电网集群系统。

技术总结
本发明涉及微电网集群控制技术领域，具体公开一种微电网集群系统分布式协同控制双重切换系统，包括：任务分配决策层、时变通信拓扑层和分布式二次控制器；任务分配决策层用于：生成用于在目标时刻对微电网集群系统进行调度任务切换的第一切换信号；时变通信拓扑层用于：生成用于在目标时刻对微电网集群系统进行通信拓扑切换的第二切换信号；分布式二次控制器用于：根据第一切换信号和第二切换信号，对目标微电网集群系统的所有待控制个体对象进行协同控制。本发明形成了调度任务切换变化和通信拓扑切换变化的“双重切换”，能够实现对微电网集群的分布式协同控制。

技术研发人员：张晓宇,赵光哲,黄天禹,柳向斌,付婉莹,闫飞虎,王雪平,朱钰琳
受保护的技术使用者：北京建筑大学
技术研发日：
技术公布日：2024/6/13