交流孤岛微电网的分布式预定义时间二次控制

徐明林; 范德涛; 王镐哲; 李博; 司刚全

doi:10.7500/AEPS20241219007

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交流孤岛微电网的分布式预定义时间二次控制

学术研究 | 更新时间：2025-07-14

- 交流孤岛微电网的分布式预定义时间二次控制
- Distributed Predefined-time Secondary Control for Islanded AC Microgrid
- 电力系统自动化 2025年49卷第13期页码：128-136
- 作者机构：
  
  1.西安交通大学电气工程学院，陕西省西安市 710049
  2.电工材料电气绝缘全国重点实验室（西安交通大学），陕西省西安市 710049
- 作者简介：
  
  徐明林(1998—)，男，博士研究生，主要研究方向：非线性控制及其在微电网控制与优化中的应用。E-mail：xml178395@163.com
  范德涛(2001—)，男，硕士研究生，主要研究方向：强化学习及其在微电网控制与优化中的应用。E-mail： DTFan@stu.xjtu.edu.cn
  王镐哲(1999—)，男，硕士研究生，主要研究方向：深度神经网络理论及其应用。E-mail：wang2hz@mail.uc.edu
  司刚全(1980—)，男，通信作者，博士，教授，博士生导师，主要研究方向：时序数据挖掘技术、泛在电力物联网。E-mail：sigangquan@mail.xjtu.edu.cn
- 基金信息：
  
  国家自然科学基金资助项目(51777160)
- DOI：10.7500/AEPS20241219007
  中图分类号：
- 收稿：2024-12-19，
  
  修回：2025-02-10，
  
  网络出版：2025-04-08，
  
  纸质出版：2025-07-10
- 稿件说明：
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徐明林,范德涛,王镐哲等.交流孤岛微电网的分布式预定义时间二次控制[J].电力系统自动化,2025,49(13):128-136.

XU Minglin,FAN Detao,WANG Haozhe,et al.Distributed Predefined-time Secondary Control for Islanded AC Microgrid[J].Automation of Electric Power Systems,2025,49(13):128-136.
徐明林,范德涛,王镐哲等.交流孤岛微电网的分布式预定义时间二次控制[J].电力系统自动化,2025,49(13):128-136. DOI： 10.7500/AEPS20241219007.

XU Minglin,FAN Detao,WANG Haozhe,et al.Distributed Predefined-time Secondary Control for Islanded AC Microgrid[J].Automation of Electric Power Systems,2025,49(13):128-136. DOI： 10.7500/AEPS20241219007.

摘要

针对交流孤岛微电网在动态环境下的控制需求，文中设计了一种分布式预定义时间二次控制策略，在系统面对可再生能源波动和负载变化等不确定性时，可快速、灵活且精确地实现频率和电压恢复，以及分布式电源之间的功率分配。该策略通过控制器中的可调参数直接预设其收敛时间上界，能在不依赖系统初始条件的情况下，有效提升二次控制的快速性、灵活性和鲁棒性。此外，文中还设计了一种缓冲机制来扩展该策略对于不确定通信时滞环境的适用性，增强了系统在通信时滞条件下的可靠性。利用Lyapunov稳定性理论分析了控制策略的收敛性，并通过MATLAB/Simulink仿真验证了策略的有效性、鲁棒性、灵活性和即插即用性，以及引入缓冲机制后对于不确定通信时滞的适用性。

Abstract

Aiming at the requirements of islanded AC microgrid control in a dynamic environment

this paper designs a distributed predefined-time secondary control strategy to realize the rapid

flexible

and accurate frequency and voltage recovery

and power distribution among distributed generators when facing the uncertainties such as renewable energy fluctuations and load changes. This strategy directly presets the upper bound of its convergence time through adjustable parameters in the controller. It can effectively improve the rapidity

flexibility

and robustness of the secondary control without depending on the initial states of the system. Moreover

this paper proposes a buffer-based mechanism to extend the applicability of the strategy to an environment with uncertain communication delays and enhance the reliability of the system in this scenario. The convergence of the control strategy is analyzed using the Lyapunov stability theory. The effectiveness

robustness

flexibility

and plug-and-play of the control strategy are verified through MATLAB/Simulink simulation

as well as its applicability to uncertain communication delays following the integration of the buffer-based mechanism.

关键词

Keywords

references

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