CN116054120A - 直流微电网功率控制方法、***、设备及存储介质 - Google Patents

直流微电网功率控制方法、***、设备及存储介质 Download PDF

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CN116054120A CN202211511922.XA CN202211511922A CN116054120A CN 116054120 A CN116054120 A CN 116054120A CN 202211511922 A CN202211511922 A CN 202211511922A CN 116054120 A CN116054120 A CN 116054120A
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余洋洋
苗桂喜
王鑫
岳全有
管霄
赵炜
王伟峰
徐静
陈彩虹
席晟哲
元亮
任珊珊
牛志勇
彭鹏
张纯
袁露
邵辰飞
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    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
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Abstract

本发明涉及一种直流微电网功率控制方法、***、设备及存储介质，该方法包括以下步骤：步骤S1、基于直流微电网架构，线路阻抗影响不忽略前提下，利用微电网***的输入输出数据建立基于分布式二次控制信号的动态线性化模型，离散化得到非线性***，并等价数据变换得到增量形式的直流微电网功率控制***模型；步骤S2、构建基于自适应观测器的无模型二次控制策略，对二次控制信号进行估计，并结合基于二次控制信号的电压‑功率下垂控制方法，依据分布式电源的额定容量对负荷功率分配。与现有技术相比，本发明的方法不需要受控***的先验知识，可实现负荷功率的精确分配，使直流母线电压基本维持在额定值周围，保证了微电网良好的供电质量，具有鲁棒性高的优点。

Description

直流微电网功率控制方法、***、设备及存储介质
技术领域
本发明涉及微电网功率控制技术领域，尤其是涉及一种直流微电网功率控制方法、***、设备及存储介质。
背景技术
微电网能够有效整合分布式电源(distribution generator，DG)、储能及可控负载，被认为是处理分布式电源就地消纳的有效途径，也是未来智能电网的重要发展方向。随着微网***内光伏、储能设备、燃料电池等直流电源的迅速发展，以及电动汽车、LED照明等直流负荷的大量接入，直流微电网因其成本低、损耗小等优点，同时无需考虑无功补偿、频率稳定等交流问题而备受关注与研究。
传统下垂控制方式无法确保各分布式电源按照自身额定容量精确分配负荷功率，并且固有的电压偏差降低了直流微电网***的供电电压质量。分层控制是微电网的主要控制方式。其中，一次控制为下垂控制，二次控制用于补偿由主下垂控制引起的功率分配误差和电压偏差。
然而，由于实际非线性受控***的***结构、***阶数等模型信息是未知的，难以建立精确的数学模型。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供了一种直流微电网功率控制方法、***、设备及存储介质，可实现负荷功率的精确分配，使直流母线电压基本维持在额定值周围，保证了微电网良好的供电质量。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
根据本发明的第一方面，提供了一种直流微电网功率控制方法，该方法包括以下步骤：
步骤S1、基于直流微电网架构，线路阻抗影响不忽略前提下，利用微电网***的输入输出数据建立基于分布式二次控制信号的动态线性化模型，离散化得到非线性***，并等价数据变换得到增量形式的直流微电网功率控制***模型；
步骤S2、构建基于自适应观测器的无模型二次控制策略，进行二次控制信号估计，并结合基于二次控制信号的电压-功率下垂控制方法，依据分布式电源的额定容量对负荷功率分配。
优选地，所述步骤S1中的直流微电网架构包括直流母线、分布式电源上以及负载，各分布式电源采用直接并联的方式与公共的直流母线连接。
优选地，所述步骤S1具体为：
步骤S11、利用微电网***的输入输出数据建立基于二次控制信号的动态线性化模型，数学表达式为：
yi(t)＝f(yi(t),ni(t))
式中，ni(t)为二次控制信号，f(·)是未知***模型参数；yi＝[Voi,Poi]T为***输出向量，Voi是第i个分布式电源的输出电压，Poi为第i个分布式电源的输出功率；
在孤岛运行模式下，微电网中的分布式电源负责维持***功率平衡和直流母线电压稳定，整个***的功率平衡表达式为：
Figure BDA0003969506730000021
式中，Ppcc为公共直流母线上的公共负荷，Plinei为线路阻抗上的功率损耗，N为分布式电源的数量；
步骤S12、基于在线测量的分布式电源的输出电压和输出功率，对动态线性化模型离散化，得到非线性***：
yi(k+1)＝f(yi(k),yi(k-1),...,yi(k-d),
ni(k),ni(k-1),...,ni(k-d))
式中，d代表***阶数的未知正整数；
步骤S13、基于非线性***假设，将非线性***偏格式线性化等价转换为增量形式的直流微电网功率控制***模型，表达式为：
Figure BDA0003969506730000022
式中，Φi(k)＝[Φi1(k),Φi2(k),…,ΦiL(k)]T为伪雅可比矩阵矩阵；Δyi为***输出向量增；Ui(k)＝[ni(k),ni(k-1),…,ni(k-L+1)]T，ΔUi为对应的向量增量，L是动态线性化常数。
优选地，所述步骤S1中的非线性***假设具体为：
假设1：控制函数f(·)关于控制输入ni(k)的偏导数是连续的；
假设2：***是广义Lipschitz的，即对任意的不同时刻k1、k2均满足：
||yi(k1+1)-yi(k2+1)||≤b||Ui(k1)-Ui(k2)||
其中，b是一个正常数，L是动态线性化常数，Ui(k)＝[ni(k),ni(k-1),…,ni(k-L+1)]T；
当假设1和假设2成立时，若||ΔUi(k)||≠0，必定存在一个伪雅可比矩阵Φi(k)，使得非线性***转化为：
Figure BDA0003969506730000031
式中，Φi(k)＝[Φi1(k),Φi2(k),…,ΦiL(k)]T为伪雅可比矩阵矩阵。
优选地，所述步骤S2具体为：
步骤S21、构建自适应观测器来估计伪雅可比矩阵矩阵Φ(k)，则第i个分布式电源的自适应观测器的数学表达式为：
Figure BDA0003969506730000032
式中，
Figure BDA0003969506730000033
是***的输出估计误差；
Figure BDA0003969506730000034
是***输出估计值；
Figure BDA0003969506730000035
是伪雅可比矩阵矩阵的估计值；Ki是观测器增益矩阵；Γi(k)＝2(||ΔUi(k)||+μi)-1，μi>0是用于限制伪雅可比矩阵矩阵估计值变化范围的权重因子；
其中，***的输出估计误差表达式为：
Figure BDA0003969506730000036
式中，
Figure BDA0003969506730000037
是伪雅可比矩阵矩阵的估计误差；Fi满足Fi＝I-Ki，Ki是观测器增益矩阵；
步骤S22、采用无模型二次控制器，结合基于二次控制信号的电压-功率下垂控制方法，依据分布式电源的额定容量对负荷功率分配。
优选地，所述步骤S22中基于二次控制信号的电压-功率下垂控制方法，具体为：采用分布式二次控制模型，每个转换器由下垂函数直接控制，在主控制层的下垂函数添加二次控制信号ni，其中，下垂函数的数学表达式为：
Voi＝Vref-miPoi+ni
式中，Voi是第i个分布式电源DG的输出电压，Vref是直流母线额定电压，mi是第i个分布式电源的下垂系数，ni为第i个分布式电源的二次控制信号。
优选地，所述步骤S22中的无模型二次控制器的数学表达式为：
Figure BDA0003969506730000041
式中，
Figure BDA0003969506730000042
为***期望输出，α＞0为权重因子，δ为用于限制控制输入变化率的有限正常数。
根据本发明的第二方面，提供了一种基于自适应观测器的直流微电网功率控制***，采用任一项所述的方法，所述***包括：
直流微电网功率控制模型建立模块，用于建立直流微电网功率控制***模型；
自适应观测器，用于对直流微电网功率控制***模型中系数矩阵进行观测；
无模型二次控制器，基于自适应观测器输出的系数矩阵估计值以及观测数据进行无模型二次控制，得到二次控制信号；
电压-功率下垂控制模块，用于依据无模型二次控制器输出的二次控制信号进行下垂控制得到各分布式电源的负荷功率分配数据；
直流微电网控制模块，依据电压-功率下垂控制模块输出的各分布式电源的负荷功率分配数据对直流微电网进功率行控制。
根据本发明的第三方面，提供了一种电子设备，包括存储器和处理器，所述存储器上存储有计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现任一项所述的方法。
根据本发明的第四方面，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述程序被处理器执行时实现任一项所述的方法。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
本发明针对孤岛直流微电网分布式电源，提出一种基于自适应观测器的无模型二次控制方法，利用***的输入输出数据建立动态线性化模型，基于无模型控制策略实现负荷功率按额定容量分配和***母线电压恢复，本发明的控制方法不需要受控***的先验知识，结构简单，易于实现并具有较强鲁棒性。
附图说明
图1为直流微电网结构图；
图2为双并联DGs的简单***结构；
图3为二次控制框图；
图4为基于RTDS的***框图；
图5为算例1的仿真结果示意图；其中，图5(a)为DG输出功率，图5(b)为母线电压，图5(c)为DG输出电压；
图6为算例2的仿真结果示意图；其中，图6(a)为DG输出功率，图6(b)为母线电压，图6(c)为DG输出电压；
图7为算例3的仿真结果示意图；其中，图7(a)为DG输出功率，图7(b)为母线电压，图7(c)为DG输出电压。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应属于本发明保护的范围。
实施例
本发明针对孤岛直流微电网分布式电源，提出了一种基于自适应观测器的直流微电网功率无模型二次控制方法，首先，利用直流微电网***的输入输出数据建立动态线性化模型，接着，采用无模型控制策略实现负荷功率按额定容量分配和***母线电压恢复。本发明所提的控制方案不需要受控***的先验知识，结构简单，易于实现并具有较强鲁棒性，该方法包括以下步骤：
步骤S1、基于直流微电网架构，线路阻抗影响不忽略前提下，利用微电网***的输入输出数据建立基于分布式二次控制信号的动态线性化模型，离散化得到非线性***，并等价数据变换得到增量形式的直流微电网功率控制***模型；
步骤S2、构建基于自适应观测器的无模型二次控制策略，进行二次控制信号估计，并结合基于二次控制信号的电压-功率下垂控制方法，依据分布式电源的额定容量对负荷功率分配。
接下来，对本发明的方法进行详细介绍。
1、直流微电网***
典型微电网***结构如图1所示，包括直流母线、分布式电源(含光伏、储能单元)以及负载。在直流微电网中，各分布式电源DG通常采用直接并联的方式与公共母线连接。
在孤岛运行模式下，微电网中的分布式电源DG负责维持***功率平衡和直流母线电压稳定。整个***的功率平衡可以表示为：
Figure BDA0003969506730000061
式中，Poi为第i个分布式电源DG的输出功率，Ppcc为公共直流母线上的公共负荷，Plinei为第i个线路阻抗上的功率损耗。
2、传统下垂控制及功率分配
各变换器之间的功率分配采用电压-功率V-P下垂控制，表达式如下：
Voi＝Vref-miPoi   (2)
式中，Voi是第i个分布式电源DG的输出电压，Vref是直流母线额定电压，mi是第i个分布式电源DG的下垂系数。
两组分布式电源DGs并联运行时的简单***模型如图2所示。其中，Vo1和Vo2分别为DGs的输出电压，Po1和Po2分别为DGs的输出功率，Rline1和Rline2分别为DGs的线路阻抗，Rload为等效负载阻抗，Vpcc为直流母线电压。
当***稳定运行时，假如忽略线路阻抗的影响，此时，各分布式电源DG的输出电压满足关系：
Vo1＝Vo2＝Vpcc   (3)
由式(2)和式(3)可知，根据自身额定容量设置下垂系数时，各DG能够实现按照额定容量比例来分配负荷功率，即
Figure BDA0003969506730000062
然而，在微电网的实际应用中，线路阻抗不能忽略。各DG输电线路的阻抗参数通常不一致，导致各分布式电源DG单元实际输出电压存在差异。
采用两组等额定容量的分布式电源DG进行说明，若选取相同的下垂系数，当线路阻抗不同时，
Vo1≠Vo2≠Vpcc   (5)
因此，受线路阻抗的干扰，传统下垂控制无法实现各DG的精确功率分配。
3、动态线性化建模
为了实现***电压稳定和精确功率分配，本发明给出了一种新的分布式二次控制方法，每个转换器由下垂函数直接控制，总体控制方案如图3所示。
然后，设计一个二次控制信号ni以添加到主控制层的下垂函数(2)中，即
Voi＝Vref-miPoi+ni   (6)
图3所示的微电网***可以建立如下形式的输入输出模型：
yi(t)＝f(yi(t),ni(t))   (7)
式中，yi＝[Voi,Poi]T为***输出向量，f(·)是未知的***模型参数。
在线测量DG输出电压和功率，输入输出模型(7)可离散化为：
Figure BDA0003969506730000072
式中，d代表***的阶数，是未知的正整数。
非线性***(8)存在如下假设，可通过偏格式线性化等价转换为增量形式的数据模型。
假设1：控制函数f(·)关于控制输入ni(k)的偏导数是连续的。
假设2：该***是广义Lipschitz的，即对任意的不同时刻k1、k2均满足
||yi(k1+1)-yi(k2+1)||≤b||Ui(k1)-Ui(k2)||   (9)
其中，b是一个正常数，L是动态线性化常数，Ui(k)＝[ni(k),ni(k-1),…,ni(k-L+1)]T。
当以上假设成立时，若||ΔUi(k)||≠0，必定存在一个伪雅可比矩阵Φi(k)，使得***(8)可以转化为：
Figure BDA0003969506730000073
式中，Φi(k)＝[Φi1(k),Φi2(k),…,ΦiL(k)]T为PDD矩阵。
微电网***的偏格式线性化模型(10)是一种等价数据模型，其存在性可以通过严格的数学分析过程来证明。
4、基于自适应观测器的无模型控制
在设计控制器之前，提出了一个自适应观测器来估计参数Φ(k)。测量***中分布式电源DG的输出电压与功率，第i个观测器的结构如下：
Figure BDA0003969506730000074
式中，
Figure BDA0003969506730000075
是输出估计误差，
Figure BDA0003969506730000076
是***输出估计值，
Figure BDA0003969506730000077
是PPD矩阵的估计值，Ki是观测器增益矩阵，并满足Fi＝I-Ki。
结合式(10)和式(11)，给出***的输出估计误差，
Figure BDA0003969506730000078
式中，
Figure BDA0003969506730000079
是PPD参数估计误差。然后，Φ(k)的自适应更新率可以表示为：
Figure BDA0003969506730000081
式中，Γi(k)＝2(||ΔUi(k)||+μi)-1，μi>0是用于限制PPD估计值变化范围的权重因子。
因此，***模型(10)的伪偏导数自适应观测器为：
Figure BDA0003969506730000082
根据观测器(14)，***的无模型二次控制器如下：
Figure BDA0003969506730000083
式中，
Figure BDA0003969506730000084
为***期望输出，α＞0为权重因子，δ为用于限制控制输入变化率的有限正常数。无模型控制闭环***(7)的稳定性可以通过Lyapunov稳定性理论来保证。
5、算例分析
为验证所提出的基于自适应观测器的孤岛直流微电网功率控制策略的有效性，基于RTDS实验平台搭建了如图4所示含三组并联分布式电源(DG1、DG2、DG3)和3个电阻性负荷的孤岛直流微电网***，对分布式电源间的负荷功率分配情况展开分析，具体***参数见表1。
表1
参数 取值
<![CDATA[DG1额定容量(P<sub>rate1</sub>)]]> 1kW
<![CDATA[DG2额定容量(P<sub>rate2</sub>)]]> 2kW
<![CDATA[DG3额定容量(P<sub>rate3</sub>)]]> 3kW
<![CDATA[负载1(R<sub>load1</sub>)]]> 100Ω
<![CDATA[负载2(R<sub>load2</sub>)]]> 200Ω
<![CDATA[负载3(R<sub>load3</sub>)]]> 100Ω
<![CDATA[线阻R<sub>line1</sub>]]> 0.3Ω
<![CDATA[线阻R<sub>line2</sub>]]> 0.9Ω
<![CDATA[线阻R<sub>line3</sub>]]> 1.5Ω
<![CDATA[额定电压(V<sub>ref</sub>)]]> 400V
最大允许电压偏差 ±5％(20V)
所提出的无模型二次控制方法中，期望输出功率y1 *(k+1)＝(Pratei/∑Pratei)∑Poi(k)，期望输出电压为额定电压。
算例1：DG负荷功率分配情况
微电网正常独立运行时，由分布式储能单元组成的储能***维持***内部的功率平衡，也即在算例1中，通过***稳态运行时功率分配情况来验证所提策略的有效性。在0-2s内，***运行在传统下垂控制状态。由图5(a)可知，受线路阻抗的影响，各DG之间的负荷功率分配不能呈比例地分配。在2s时，DGs切换到所提的无模型控制方案。在所提方案下，控制器通过期望输出功率来动态调节各DG的实际输出功率，实现负荷功率呈比例地精确分配。同时，引入期望输出电压来控制变换器出口侧电压，使母线电压恢复至***额定电压，如图5(b)和5(c)所示。
算例2：DG出力变化情况
本算例验证所提无模型控制策略在DG额定容量变化下的有效性。在5s时，DG1的额定容量增加至1.5kW，DG2和DG3的额定容量减小至1.5kW。在DG额定容量发生变化时，无模型二次控制器可以快速调节负荷功率分配比例，使各DG输出功率趋于一致，如图6(a)所示。图6(b)和6(c)为***母线电压和变换器输出电压运行结果。在整体运行过程中，直流母线电压基本维持在额定值周围，保证了微电网良好的供电质量。
算例3：负荷侧功率波动情况
在算例3中，当负载侧功率波动时，对所提无模型二次控制的有效性进行验证。在0-5s内，***负荷侧仅负载Rload1正常工作；在t＝5s时，负荷侧接入负载Rload2；在t＝10s时，负荷侧接入负载Rload3。图7为负载侧功率波动下的***运行结果。由图7(a)可知，无论负荷如何变化，在所提控制策略下负荷功率均能按照额定容量比例进行分配。此外，在负荷侧功率波动过程中，母线电压均在合理电压范围内波动，如图7(b)和7(c)所示。
接下来，给出一种基于自适应观测器的直流微电网功率控制***，采用所述的方法，所述***包括：
直流微电网功率控制模型建立模块，用于建立直流微电网功率控制***模型；
自适应观测器，用于对直流微电网功率控制***模型中系数矩阵进行观测；
无模型二次控制器，基于自适应观测器输出的系数矩阵估计值以及观测数据进行无模型二次控制，得到二次控制信号；
电压-功率下垂控制模块，用于依据无模型二次控制器输出的二次控制信号进行下垂控制得到各分布式电源的负荷功率分配数据；
直流微电网控制模块，依据电压-功率下垂控制模块输出的各分布式电源的负荷功率分配数据对直流微电网进功率行控制。
本发明电子设备包括中央处理单元(CPU)，其可以根据存储在只读存储器(ROM)中的计算机程序指令或者从存储单元加载到随机访问存储器(RAM)中的计算机程序指令，来执行各种适当的动作和处理。在RAM中，还可以存储设备操作所需的各种程序和数据。CPU、ROM以及RAM通过总线彼此相连。输入/输出(I/O)接口也连接至总线。
设备中的多个部件连接至I/O接口，包括：输入单元，例如键盘、鼠标等；输出单元，例如各种类型的显示器、扬声器等；存储单元，例如磁盘、光盘等；以及通信单元，例如网卡、调制解调器、无线通信收发机等。通信单元允许设备通过诸如因特网的计算机网络和/或各种电信网络与其他设备交换信息/数据。
处理单元执行上文所描述的各个方法和处理，例如方法S1～S2。例如，在一些实施例中，方法S1～S2可被实现为计算机软件程序，其被有形地包含于机器可读介质，例如存储单元。在一些实施例中，计算机程序的部分或者全部可以经由ROM和/或通信单元而被载入和/或安装到设备上。当计算机程序加载到RAM并由CPU执行时，可以执行上文描述的方法S1～S2的一个或多个步骤。备选地，在其他实施例中，CPU可以通过其他任何适当的方式(例如，借助于固件)而被配置为执行方法S1～S2。
本文中以上描述的功能可以至少部分地由一个或多个硬件逻辑部件来执行。例如，非限制性地，可以使用的示范类型的硬件逻辑部件包括：场可编程门阵列(FPGA)、专用集成电路(ASIC)、专用标准产品(ASSP)、芯片上***的***(SOC)、负载可编程逻辑设备(CPLD)等等。
用于实施本发明的方法的程序代码可以采用一个或多个编程语言的任何组合来编写。这些程序代码可以提供给通用计算机、专用计算机或其他可编程数据处理装置的处理器或控制器，使得程序代码当由处理器或控制器执行时使流程图和/或框图中所规定的功能/操作被实施。程序代码可以完全在机器上执行、部分地在机器上执行，作为独立软件包部分地在机器上执行且部分地在远程机器上执行或完全在远程机器或服务器上执行。
在本发明的上下文中，机器可读介质可以是有形的介质，其可以包含或存储以供指令执行***、装置或设备使用或与指令执行***、装置或设备结合地使用的程序。机器可读介质可以是机器可读信号介质或机器可读储存介质。机器可读介质可以包括但不限于电子的、磁性的、光学的、电磁的、红外的、或半导体***、装置或设备，或者上述内容的任何合适组合。机器可读存储介质的更具体示例会包括基于一个或多个线的电气连接、便携式计算机盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM或快闪存储器)、光纤、便捷式紧凑盘只读存储器(CD-ROM)、光学储存设备、磁储存设备、或上述内容的任何合适组合。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种直流微电网功率控制方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
步骤S1、基于直流微电网架构，线路阻抗影响不忽略前提下，利用微电网***的输入输出数据建立基于分布式二次控制信号的动态线性化模型，离散化得到非线性***，并等价数据变换得到增量形式的直流微电网功率控制***模型；
步骤S2、构建基于自适应观测器的无模型二次控制策略，进行二次控制信号估计，并结合基于二次控制信号的电压-功率下垂控制方法，依据分布式电源的额定容量对负荷功率分配。
2.根据权利要求1所述的一种直流微电网功率控制方法，其特征在于，所述步骤S1中的直流微电网架构包括直流母线、分布式电源上以及负载，各分布式电源采用直接并联的方式与公共的直流母线连接。
3.根据权利要求2所述的一种直流微电网功率控制方法，其特征在于，所述步骤S1具体为：
步骤S11、利用微电网***的输入输出数据建立基于二次控制信号的动态线性化模型，数学表达式为：
yi(t)＝f(yi(t),ni(t))
式中，ni(t)为二次控制信号，f(·)是未知***模型参数；yi＝[Voi,Poi]T为***输出向量，Voi是第i个分布式电源的输出电压，Poi为第i个分布式电源的输出功率；
在孤岛运行模式下，微电网中的分布式电源负责维持***功率平衡和直流母线电压稳定，整个***的功率平衡表达式为：
Figure FDA0003969506720000011
式中，Ppcc为公共直流母线上的公共负荷，Plinei为线路阻抗上的功率损耗，N为分布式电源的数量；
步骤S12、基于在线测量的分布式电源的输出电压和输出功率，对动态线性化模型离散化，得到非线性***：
yi(k+1)＝f(yi(k),yi(k-1),…,yi(k-d),
ni(k),ni(k-1),…,ni(k-d))
式中，d代表***阶数的未知正整数；
步骤S13、基于非线性***假设，将非线性***偏格式线性化等价转换为增量形式的直流微电网功率控制***模型，表达式为：
Figure FDA0003969506720000021
式中，Φi(k)＝[Φi1(k),Φi2(k),…,ΦiL(k)]T为伪雅可比矩阵矩阵；Δyi为***输出向量增；Ui(k)＝[ni(k),ni(k-1),…,ni(k-L+1)]T，ΔUi为对应的向量增量，L是动态线性化常数。
4.根据权利要求3所述的一种直流微电网功率控制方法，其特征在于，所述步骤S1中的非线性***假设具体为：
假设1：控制函数f(·)关于控制输入ni(k)的偏导数是连续的；
假设2：***是广义Lipschitz的，即对任意的不同时刻k1、k2均满足：
||yi(k1+1)-yi(k2+1)||≤b||Ui(k1)-Ui(k2)||
其中，b是一个正常数，L是动态线性化常数，Ui(k)＝[ni(k),ni(k-1),…,ni(k-L+1)]T；
当假设1和假设2成立时，若||ΔUi(k)||≠0，必定存在一个伪雅可比矩阵Φi(k)，使得非线性***转化为：
Figure FDA0003969506720000022
式中，Φi(k)＝[Φi1(k),Φi2(k),…,ΦiL(k)]T为伪雅可比矩阵矩阵。
5.根据权利要求3所述的一种直流微电网功率控制方法，其特征在于，所述步骤S2具体为：
步骤S21、构建自适应观测器来估计伪雅可比矩阵矩阵Φ(k)，则第i个分布式电源的自适应观测器的数学表达式为：
Figure FDA0003969506720000023
式中，
Figure FDA0003969506720000024
是***的输出估计误差；
Figure FDA0003969506720000025
是***输出估计值；
Figure FDA0003969506720000026
是伪雅可比矩阵矩阵的估计值；Ki是观测器增益矩阵；Γi(k)＝2(||ΔUi(k)||+μi)-1，μi>0是用于限制伪雅可比矩阵矩阵估计值变化范围的权重因子；
其中，***的输出估计误差表达式为：
Figure FDA0003969506720000027
式中，
Figure FDA0003969506720000028
是伪雅可比矩阵矩阵的估计误差；Fi满足Fi＝I-Ki，Ki是观测器增益矩阵；
步骤S22、采用无模型二次控制器，结合基于二次控制信号的电压-功率下垂控制方法，依据分布式电源的额定容量对负荷功率分配。
6.根据权利要求5所述的一种直流微电网功率控制方法，其特征在于，所述步骤S22中基于二次控制信号的电压-功率下垂控制方法，具体为：采用分布式二次控制模型，每个转换器由下垂函数直接控制，在主控制层的下垂函数添加二次控制信号ni，其中，下垂函数的数学表达式为：
Voi＝Vref-miPoi+ni
式中，Voi是第i个分布式电源DG的输出电压，Vref是直流母线额定电压，mi是第i个分布式电源的下垂系数，ni为第i个分布式电源的二次控制信号。
7.根据权利要求5所述的一种直流微电网功率控制方法，其特征在于，所述步骤S22中的无模型二次控制器的数学表达式为：
Figure FDA0003969506720000031
式中，
Figure FDA0003969506720000032
为***期望输出，α＞0为权重因子，δ为用于限制控制输入变化率的有限正常数。
8.一种基于自适应观测器的直流微电网功率控制***，其特征在于，采用权利要求1～7任一项所述的方法，所述***包括：
直流微电网功率控制模型建立模块，用于建立直流微电网功率控制***模型；
自适应观测器，用于对直流微电网功率控制***模型中系数矩阵进行观测；
无模型二次控制器，基于自适应观测器输出的系数矩阵估计值以及观测数据进行无模型二次控制，得到二次控制信号；
电压-功率下垂控制模块，用于依据无模型二次控制器输出的二次控制信号进行下垂控制得到各分布式电源的负荷功率分配数据；
直流微电网控制模块，依据电压-功率下垂控制模块输出的各分布式电源的负荷功率分配数据对直流微电网进功率行控制。
9.一种电子设备，包括存储器和处理器，所述存储器上存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1～7任一项所述的方法。
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述程序被处理器执行时实现如权利要求1～7中任一项所述的方法。
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