基于耗散性的直流微电网分布式无下垂控制器与通信拓扑协同设计

本文针对由互联的分布式发电机、负载和电力线组成的直流微电网中的电压调节问题，提出了一种新颖的基于耗散性的分布式无下垂控制方法。首先，我们将闭环直流微电网描述为一个网络化系统，其中分布式发电机和电力线（即子系统）通过静态互联矩阵相互连接。该互联矩阵展示了分布式发电机和电力线的输入输出如何相互连接。每个分布式发电机都有一个本地控制器和一个分布式全局控制器。为了设计分布式全局控制器，我们利用子系统的耗散性属性，并构建了一个线性矩阵不等式问题。为了支持这种分布式全局控制器设计的可行性，我们确定了一组必要的局部条件，然后在专门开发的基于线性矩阵不等式的本地控制器设计过程中强制执行这些条件。与现有将分布式控制器和通信拓扑设计问题分开处理的直流微电网控制解决方案相比，我们的方法提出了一个分布式控制器和通信拓扑协同设计的统一框架。由于协同设计过程基于线性矩阵不等式，可以使用现有软件工具高效实现和评估。通过在MATLAB/Simulink环境中模拟孤岛直流微电网，并在不同场景（如负载变化和拓扑约束变化）下将其性能与最近的下垂控制方法进行比较，验证了所提出解决方案在电压调节和电流均分方面的有效性。