(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210840381.9 (22)申请日 2022.07.18 (71)申请人 南昌大学 地址 330031 江西省南昌市红谷滩区学府 大道999号 (72)发明人 万晓凤　王恒　丁小华　张俊坤　 (51)Int.Cl. H02J 3/00(2006.01) H02J 3/24(2006.01) H02J 3/14(2006.01) G06Q 10/04(2012.01) G06Q 50/06(2012.01) G06F 30/20(2020.01) (54)发明名称 一种微电网有功功率经济分配及频率恢复 方法 (57)摘要 一种微电网有功功率经济分配及频率恢复 方法， 包括以下步骤： 采用微电网分层控制。 一次 控制下， 将传统的微电网有功 ‑频率(P‑w)下垂控 制替换为微增率 ‑频率(IC‑w)下垂控制， 随着微 电网中所有并联分布式电源在稳态下的频率同 步， 它们的微增率可 以自动趋于相等。 二次控制 下， 在分布式电源之间构建稀疏通信网络， 采用 了分布式控制方式实现频率恢复； 引入事件触发 控制用于二次控制， 避免了分布式电源之间的连 续通信， 更加契合实际的微电网通信条件。 本发 明的技术效果是： 一次控制下， 不需要任何通信 就能完成经济调度； 二次控制下， 当微电网负荷 发生变化时， 可保证频率稳定在额定值； 事件触 发控制可有效缓解 通信压力。 权利要求书2页 说明书6页 附图5页 CN 115275984 A 2022.11.01 CN 115275984 A 1.一种微电网有功 功率经济分配及频率恢复方法， 其特 征在于， 包括如下步骤： (1)根据传统的P ‑w下垂控制方程和微增率表达式， 建立频率和微增率的线性关系： IC ‑ w下垂控制； (2)针对IC ‑w下垂控制中的频率偏差问题， 基于最优一致性算法设计二次频率控制器， 实现频率恢复； (3)采用事件触发控制， 通过构造一个和采样时间有关的函数作为触发函数， 并且设定 一个满足特定功能的阈值， 然后将触发函数与阈值进行实时比较， 确定分布式电源DG何时 应该触发通信， 以便更新自身及其邻居的控制器， 避免连续的通信交流。 2.根据权利要求1所述的一种微电网有功功率经济分配及频率恢 复方法， 其特征在于， 步骤(1)所述的建立频率和微增率的线性关系， 按如下步骤： (1‑1)DG的发电成本， 由以下 给出的二次函数表示： 其中,ai， bi， ci是DGi的成本系数； Pi为DGi输出的有功 功率； Ci(Pi)为DGi的总发电成本； (1‑2)根据传统的拉格朗日方法， 当所有D G的微增率达到一致时， 微电网的运行成本最 低； DGi的运行成本对功率的偏导数定义 为它的微增率： 其中,ICi是DGi的微增率； (1‑3)传统的P ‑w下垂控制为： wi＝wn‑miPi                            (3) 从式(2)和(3)可以看出 频率和微增率有 线性关系， DGi的IC‑w下垂控制可以表示 为： wi＝wn‑mIC·ICi(Pi)                         (4) 其中， 各DG 的下垂系数mIC保持一致； 在稳态时， 所有DG的输出频率wi一致， 因此ICi(Pi) 也一致， 可以实现微电网在经济最优的情况 下运行。 3.根据权利要求1所述的一种微电网有功功率经济分配及频率恢 复方法， 其特征在于， 步骤(2)所述的基于最优一致性算法设计二次频率控制器， 实现频率恢复的方法， 按如下步 骤： (2‑1)设计二次控制方案来补偿频率偏差， 二次频率控制器建立如下： wi＝wn‑mIC·ICi(Pi)+uwi                        (5) 其中， uwi为二次频率控制器的频率补偿 量； 在IC‑w下垂控制下， DG的输出频率以及频率 偏差都相等， 要使所有DG频率恢复到额定值， 只需要控制 输出频率和额定频率之间的偏差 最小， 即控制(wi‑wn)最小， 等价于(uwi‑mIC·ICi(Pi))最小， 因此可以把 频率恢复转化为一个 如下凸优化问题： (2‑2)如下多智能体最优一 致性算法可用于解决凸优化问题：权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115275984 A 2其中， α ＞0； β ＞0； γ＝α β； Lij对应智能体之间的通信关系； x为智能体的状态； qi为附加 变量， 用于保证算法稳定； ▽fi(x)为优化目标的梯度； (2‑3)把微电网中每个DG看成一个智能体， 根据式(7)最优一致性算法， 设计如下频率 控制器： 其中， α ＞0； β ＞0； γ＝α β； Lij对应DG之间的通信关系； ▽fi(uwi)是优化目标函数(6)的 梯度。 4.根据权利要求1所述的一种微电网有功功率经济分配及频率恢 复方法， 其特征在于， 步骤(3)的步骤如下： (3‑1)对DGi， 将事件触发通信引入到频率控制器， 由以下式子表示： 其中 为DGi最近一次和邻居通信的时刻； 在 时刻， DGi所测量的频率补 偿量为 并且直到下一次触发时刻来临以前都保持不变； 是待定的触 发时间序列， 且 (3‑2)事件触发控制的条件： 1)稳定性： 不能过多影响控制器性能， 即控制目标达到期 望； 2)可行性： 当事件触发控制在 有限的时间内产生无限多的触发时刻或事件时， 就会出现 芝诺现象， 无法适用于实际微电网； 为满足上述条件， 所有DG都采用一个事件检测器来确定何时和邻居通信并更新控制 器， 触发条件设计如下： 其中， 为uwi的局部测量误差， 表示当前时间和最近一 次触发时刻uwi的状态偏差， 每次通信之后ewi都会置0； εwi是一个大于0的常数， εwi的取值会 影响到控制器的性能， εwi取值大小和通信次数反比， 和收敛误差也成反比。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115275984 A 3