一种基于自适应动态规划的直流微电网控制方法技术

本发明专利技术公开了一种基于自适应动态规划的直流微电网控制方法及系统，该系统包括一次控制单元和二次控制单元；该方法包括一次控制和二次控制；一次控制采用传统的下垂控制；二次控制包括稳态电压偏差控制和多源负荷均流控制，均采用自适应动态规划实现，使得分布式电源出口的稳态电压误差在要求精度以内，提升系统的电压水平；同时使得分布式电源的输出功率平均分配，减少环流在电力电子器件内部的能量损耗。本发明专利技术弥补了传统的固定下垂系数控制无法适应系统中线路阻抗以及系统运行状态变化的缺陷，同时自适应动态规划控制器，不需要对非线性系统建立精确地模型，仅需要通过外界的评价信号进行就可以实现在线自适应学习。

A DC micro grid control method and system based on adaptive dynamic programming

The invention discloses a direct adaptive dynamic programming based on Microgrid control method and system, the system includes a control unit and a two control unit; the method comprises a control and two control; a control using the traditional droop control; two control including steady-state voltage deviation control and multi load flow control, which adopts the adaptive dynamic programming, the steady-state voltage error of distributed power export in precision, improve the system voltage level; at the same time, the output average power distributed power allocation, reduce the energy loss in the internal circulation of power electronic devices. The invention makes up the traditional fixed thecoefficient control system can not adapt to the line impedance and the running state of the system changes the defects, and adaptive dynamic programming controller does not need to set up a precise model of the nonlinear system, only through the evaluation of external signal in can realize adaptive online learning.

【技术实现步骤摘要】
一种基于自适应动态规划的直流微电网控制方法及系统
本专利技术属于电气工程
，更具体地说，涉及一种基于自适应动态规划的直流微电网控制方法及系统。
技术介绍
微电网是分布式能源发展下的一种应用模式，其中包括了分布电源，系统负荷，储能装置和变流器。微电网是大系统交流电网的一部分，可并网运行向系统注入可再生能源产生的能量，也可在孤网状态下独立运行作为源为负荷供电。随着风电、太阳能能直流微源的容量逐步增大以及直流负荷的发展，直流微电网的相对于交流微电网的优势逐步体现出来。交流微电网中的发电单元需要经过DC-DC、DC-AC、AC-DC等变流器接入大系统或负荷。而直流微电网不需要大量的电力电子变换器件，减少了能量的转换次数，提高电能转换效率，减少了变流器中的能量损耗。直流微源经过DC-DC直接连接到直流母线上，不需要面对交流微源中相位、频率的同步问题，增加了系统的安全可靠和可控性。直流微网中需要维持直流母线电压的恒定，不同微源间负荷分配取决于电流。直流微电网中各分布电源通过变流器并联接在直流母线上。这种并联式的结构增大了系统的可扩展性和可靠性。当存在多个供电源时，如何自动的分配功率以及维持本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于自适应动态规划的直流微电网控制系统，其特征在于，包括互相连接的一次控制单元和二次控制单元；其中，一次控制单元采用传统的下垂控制，其给定的下垂系数由二次控制单元产生；二次控制单元主要用于实现电压稳态偏差控制和多源均流控制，二次控制单元采集系统电压电流后，输入到控制器内部，根据稳态电压偏差和电流均流偏差来形成外部增强信号，并根据增强信号来调整控制单元内部权值来实现最优的控制。

【技术特征摘要】
1.一种基于自适应动态规划的直流微电网控制系统，其特征在于，包括互相连接的一次控制单元和二次控制单元；其中，一次控制单元采用传统的下垂控制，其给定的下垂系数由二次控制单元产生；二次控制单元主要用于实现电压稳态偏差控制和多源均流控制，二次控制单元采集系统电压电流后，输入到控制器内部，根据稳态电压偏差和电流均流偏差来形成外部增强信号，并根据增强信号来调整控制单元内部权值来实现最优的控制。2.一种权利要求1所述的基于自适应动态规划的直流微电网控制系统的控制方法，包括以下步骤：步骤S010，采样系统的直流母线电压udc和各分布式电源的输出电流ioi作为系统的状态量x(t)；步骤S020，随机初始化HDP控制器内动作网络和评价网络的网络各层权值wpq；步骤S030，将系统状态变量输入HDP控制器的动作网络以及评价网络，计算增强信号r(t)，代价函数j(t)以及反馈到系统的控制信号u(t)；步骤S040，计算评价网络误差，按照误差反向传播算法修正评价网络权值，并重新计算代价函数j(t)，当误差低于容限制或迭代次数达到最大值，转到步骤S050，否则继续步骤S040；步骤S050，计算动作网络误差，按照误差反向传播算法修正动作网络权值，并重新计算代价函数j(t)，当误差低于容限制或迭代次数达到最大值，转到步骤S060，否则继续步骤S050；步骤S060，将输入信号作用于修正权值后的动作网络，再次计算新的控制信号u(t)；步骤S070，控制信号u(t)作为系统新的下垂系数，输入到采用传统下垂控制的一次控制，生成控制DC/DC变换器的PWM信号，直流微电网产生新的系统状态值x(t+1)，返回步骤S010。3.根据权利要求2所述的一种基于自适应动态规划的直流微电网控制方法，其特征在于，在所述步骤S010中，选取直流母线电压udc和各分布式电源的输出电流ioi作为系统的状态量，ioi是与第i个分布式电源的输出电流，共同作为系统的状态量x(t)＝[udcio1…ioi]。4.根据权利要求2所述的一种基于自适应动态规划的直流微电网控制方法，其特征在于，在所述步骤S020中，HDP控制器内的动作网络和评价网络内的权值wpq＝A·rand()；其中，A是权值的最大取值范围。5.根据权利要求2所述的一种基于自适应动态规划的直流微电网控制方法，其特征在于，在所述步骤S030中，使用人工神经网络拟合评价网络和动作网络；其中，动作网络是一个三层神经网络结构，包括一个输入层和一个隐含层，输入为系统状态变量x(t)＝xT(t)，输出为控制信号u(t)，定义输入层权值矩阵为wa(1)(t)，输出层权值矩阵为wa(2)(t)；评价网络的结构与动作网络相同，评价网络的输入为系统状态变量和动作网络输出的动作值Xc(t)＝[xT(t),uT(t)]T，输出为通过外部增强信号外部增强信号r(t)计算得到的代价函数j(t)，定义输入层权值矩阵为wc(1)(t)，输出层权值矩阵为wc(2)(t)。6.根据权利要求2所述的一种基于自适应动态规划的直流微电网控制方法，其特征在于，在所述步骤S030中，外部增强信号为r(t)＝-b1×∑(ioi-iave)2-b2×(udc-Vref)2，其中r(t)代表对状态策略对X→U的评价，b1、b2是可调参量，用于将增强信号的范围调整，iave是所有电流的平均值，Vref是母线电压额定参考值。7.根据权利要求2所述的一种基于自适应动态规划的直流微电网控制方法及系统，其特征在于，在所述步骤S030中，代价函数j(t)为

【专利技术属性】
技术研发人员：陈霞，闫林芳，石梦璇，孙海顺，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：湖北,42