一种分布式能源协同控制方法技术

本发明专利技术公开了一种分布式能源协同控制方法，提出基于边沿的事件触发控制器策略，实现直流微电网拒绝服务攻击下的直流电压恢复和均流，所提出的触发机制采用全分布式方式构建，该机制仅利用基于邻域信息的分布式发电机单元之间的相对电压差。最后，通过采用所提出的事件触发控制策略，相比传统基于邻居的事件触发控制大大减少了通信负担；通过李雅普诺夫理论证明了直流微电网系统的稳定性，验证了所提出的基于边沿的事件检测器能够保证直流微电网在拒绝服务攻击下的渐近稳定性。通过实验研究，将提出的基于边沿的事件触发控制方法应用于直流微电网，验证实现拒绝服务攻击下的电压恢复和均流是切实可行的。压恢复和均流是切实可行的。压恢复和均流是切实可行的。

【技术实现步骤摘要】
一种分布式能源协同控制方法


[0001]本专利技术公开了一种基于分布式边沿事件触发控制的应对方法，具体为一种分布式能源协同控制方法。

技术介绍

[0002]近年来，直流微电网（DC MGs）因其相对于交流微电网的优势而受到越来越多的关注，如提高整体效率、提高电能质量以及将光伏和储能单元直接连接到系统。通常，直流微电网由分布式发电机(DG)、储能系统和带有接口转换器的本地负载组成。电压恢复和电流共享常常被作为孤岛直流微电网中的主要控制目标。为了实现这两个目标，分层控制框架已被广泛实施，在分层控制框架内，主控制层采用下垂控制方法，以维持每个分布式发电机(DG)单元的适当电流共享。但这会导致直流母线电压偏离其标称值。为了消除这种偏差，通常会引入辅助控制层来补偿电压降。
[0003]根据是否需要通信链路来划分，二级控制策略（辅助控制层）通常可以分为两类，即无通信控制策略和有通信的控制策略，在无通信控制方法即分散式控制方法中，主要应用自适应下垂控制方法和电力线采样（PLS）方法。其中自适应下垂控制方法会导致直流母线电压偏离其标称值，而电力线采样（PLS）无法实现均流目标。为了保证技能消除电压偏差又不影响均流，研究人员提出了基于通信的控制策略并将其应用于微电网中。基于通信的控制方法被进一步分为集中式控制和分布式控制。在集中式控制概念中，实现电压恢复和适当的电流共享是微电网集中控制器。但是，在集中控制范围内，整个微电网系统都依赖于这个集中控制器。这意味着如果集中控制器中出现任何故障，系统的可靠性可能会受到不利影响。为了克服上述限制，在直流微电网中提出了分布式控制。进一步地，根据通信是否连续分为两类，即基于一致性的控制和事件触发控制策略。基于一致性的分布式控制通过相邻分布式发电机(DG)单元交换信息来实现电压恢复和电流共享，以增强系统的可靠性和鲁棒性。具有动态一致性控制方案的电压观测器被应用于基于MMC的多母线直流微电网系统中，以实现良好的电压恢复和电流共享性能。但是需要指出的是分布式发电机(DG)单元之间的通信是连续的，这可能会造成额外的通信负担，并对通信效率产生不利影响。
[0004]使用分布式控制策略时引入了通信网络，直流微电网被认为是信息物理微电网系统（CPMS），在信息物理微电网系统中，分布式发电机(DG)单元之间的通信线路容易受到网络攻击，这可能破坏控制器间的信息通信而影响控制性能。一般来说，网络攻击主要分为两类，即虚假数据注入（FDI）攻击和拒绝服务（DoS）攻击。无论何时发生虚假数据注入或拒绝服务攻击,系统都会受到严重破坏。其中虚假数据注入（FDI）攻击的目的是通过给通信系统注入电压和电流信号的干扰。相反，拒绝服务（DoS）攻击通过阻塞通信线路来破坏直流微电网从而导致系统的不稳定。为了保证微电网系统在拒绝服务（DoS）攻击下的稳定性，相比之下，基于边沿的事件触发控制（ETC）的先天非周期性和异步性的特点，它可能是应对直流微电网在受拒绝服务（DoS）攻击下有效解决通信负担和高频或时变频率拒绝服务（DoS）攻击的一种解决方案。到目前为止，在直流微电网受拒绝服务（DoS）攻击下实现直流电压恢复和
适当电流共享的策略尚未得到研究。为保证直流微电网在拒绝服务（DoS）攻击下的电压恢复和均流，本专利技术提出了一种基于分布式边沿事件触发控制的应对方法即一种分布式能源协同控制方法。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种分布式能源协同控制方法，所提出的触发机制采用全分布式方式构建，该机制仅利用基于邻域信息的分布式发电机单元之间的相对电压差；通过采用所提出的事件触发控制策略，相比传统基于邻居的事件触发控制大大减少了通信负担。
[0006]本专利技术采用的技术方案如下：一种分布式能源协同控制方法，是全分布式基于边沿的事件触发控制器策略，实现直流微电网系统拒绝服务攻击下的直流电压恢复和均流，事件触发控制器表达式为：（5）式中，u
i
表示i节点分布式发电机DG的补偿电压信号，K
I
是积分器系数，是i节点的e
v
的控制权重系数，代表i节点的牵制系数，是i节点的e
u
的控制权重系数；e
v
表示直流微电网母线电压误差，，代表输出电压的参考值，V
b
代表直流母线电压；e
u
表示直流微电网的不同节点与其邻居节点的补偿信号误差，，N
i
代表分布式发电机DG的邻居集合，u
j
表示j节点分布式发电机DG的补偿电压信号。
[0007]进一步的，直流微电网系统的母线电压控制范围表示为：（1）在直流微电网系统稳态时，直流微电网系统母线电压恢复到参考电压值，即；（2）在直流微电网系统稳态时，不同分布式发电机的二次补偿电压信号要达到一致，即。
[0008]进一步的，抵御遭受拒绝服务攻击下基于边沿的事件触发控制器策略，以边沿（E
i
，E
j
）作为节点i分布式发电机和节点j分布式发电机之间的信息交换通道为触发条件，边沿（E
i
，E
j
）的触发时刻表达为：（7）其中，，，，；代表 i节点分布式发电机和j节点分布式发电机之间的K+1触发时刻，代表 i节点分布式发电机和j节点分布式发电机之间的K触发时刻，t代表时间，T
ij
代表i节点分布式发电机到j节点分布式发电
机的辅助变量，T
ji
代表j节点分布式发电机到i节点分布式发电机的辅助变量，代表i节点分布式发电机到j节点分布式发电机的触发机制的辅助参数，代表j节点分布式发电机到i节点分布式发电机的触发机制的辅助参数，表示在t时间直流微电网的i节点与其邻居节点的补偿信号误差，表示在t时间直流微电网的j节点与其邻居节点的补偿信号误差；从公式（7）得到，边沿（E
i
，E
j
）既被i节点的分布式发电机DG触发，也被j节点的分布式发电机DG触发，触发条件主要取决于i节点的分布式发电机DG更快满足或是j节点的分布式发电机DG更快满足；引入辅助参数包括和T
ji
到触发条件的机制判断中，定义为：（8）（9）式中，e
ij
(t)为i节点分布式发电机DG当前时刻与上一次触发时刻的二次补偿信号误差积累值，e
ji
(t)为j节点分布式发电机DG当前时刻与上一次触发时刻的二次补偿信号误差积累值；表述为零阶保持器对通信线路（E
i
，E
j
）上的补偿信号事件触发时的值；n
i
表示i节点分布式发电机DG的邻居数量，n
j
表示j节点分布式发电机DG的邻居数量；T
ij
和T
ji
定义式为：（10）式中，是触发观测器的实际参数，触发观测器的实际参数范围在0到1之间；直流微电网系统的平均触发间隔时间会随触发观测器的实际参数的增加而增加，同时平均触发时间间隔，在触发观测本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种分布式能源协同控制方法，其特征是，全分布式基于边沿的事件触发控制器策略，实现直流微电网系统拒绝服务攻击下的直流电压恢复和均流，事件触发控制器表达式为：（5）式中，u
i
表示i节点分布式发电机DG的补偿电压信号，K
I
是积分器系数，是i节点的e
v
的控制权重系数，代表i节点的牵制系数，是i节点的e
u
的控制权重系数；e
v
表示直流微电网母线电压误差，，代表输出电压的参考值，V
b
代表直流母线电压；e
u
表示直流微电网的不同节点与其邻居节点的补偿信号误差，，N
i
代表分布式发电机DG的邻居集合，u
j
表示j节点分布式发电机DG的补偿电压信号。2.根据权利要求1所述的一种分布式能源协同控制方法，其特征是，直流微电网系统的母线电压控制范围表示为：在直流微电网系统稳态时，直流微电网系统母线电压恢复到参考电压值，即；在直流微电网系统稳态时，不同分布式发电机的二次补偿电压信号要达到一致，即。3.根据权利要求1所述的一种分布式能源协同控制方法，其特征是，抵御遭受拒绝服务攻击下基于边沿的事件触发控制器策略，以边沿（E
i
，E
j
）作为节点i分布式发电机和节点j分布式发电机之间的信息交换通道为触发条件，边沿（E
i
，E
j
）的触发时刻表达为：（7）其中，，，，；代表 i节点分布式发电机和j节点分布式发电机之间的K+1触发时刻，代表 i节点分布式发电机和j节点分布式发电机之间的K触发时刻，t代表时间，T
ij
代表i节点分布式发电机到j节点分布式发电机的辅助变量，T
ji
代表j节点分布式发电机到i节点分布式发电机的辅助变量，代表i节点分布式发电机到j节点分布式发电机的触发机制的辅助参数，代表j节点分布式发电机到i节点分布式发电机的触发机制的辅助参数，表示在t时间直流微电网的i节点与其邻居节点的补偿信号误差，表示在t时间直流微电网的j节点与其邻居节点的补偿信号误差；从公式（7）得到，边沿（E
i
，E
j
）既被i节点的分布式发电...

【专利技术属性】
技术研发人员：熊俊杰，郑雅铭，姜海阳，顾伟，郑舒，黄绍真，张国秦，路小俊，唐成虹，吴志，周苏洋，罗李子，饶臻，杨本星，吕京航，侯小超，
申请(专利权)人：国家电网有限公司南昌科晨电力试验研究有限公司东南大学国电南瑞科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：