Distributed power sharing and voltage regulation method for DC microgrids based on a periodic event-triggered approach

为保障直流微电网的安全运行, 需要通过分布式控制方法实现负荷功率的合理分配并维持母线电压的稳定. 以往的分布式控制设计与分析往往基于连续时间系统模型. 然而, 对于现代控制系统, 大多数控制方法尤其是系统级方法都是通过数字控制器和数字通信实现的. 为避免连续时间控制策略在离散数字控制系统中实现时可能导致的不稳定现象, 本研究基于离散时间 (Discrete-Time, DT) 直流微电网模型, 提出了一种分布式DT控制方法, 实现了比例负荷功率分配和加权几何平均电压调节. 此外, 为应对分布式控制器间信息交互可能导致的网络拥堵问题, 本研究引入了周期事件触发 (Periodic Event-Triggered, PET) 机制, 在维持控制效果的同时, 降低了对通信网络的通信资源需求. 由于该触发条件仅在离散时刻检测, 因此可以从本质上避免Zeno现象. 进而, 利用Lyapunov稳定性分析方法与LaSalle不变集原理, 本研究从理论上证明了闭环系统可渐近收敛至平衡点. 最后, 通过Simscape Electrical软件对所提出的分布式控制方法进行了仿真测试, 验证了其有效性以及在非理想通信网络情况下的鲁棒性.