一种考虑时延的直流微电网储能分布式控制方法

摘要

本发明公开了一种考虑时延的直流微电网储能分布式控制方法，它包括基于下垂控制的一次控制，和基于PI一致性算法以及散射变换的二次控制。能够实现分布式储能的功率分配和平均母线电压的恢复控制。传统的储能分布式控制依赖于基于平均一致性算法的电压观测器来估计系统的平均母线电压，从而实现对平均母线电压的控制；本发明所提的储能分布式控制方法能够克服传统电压观测器在有时延情况无法准确估计系统平均母线电压的缺陷，将平均母线电压控制转换为一个优化问题，通过引入散射变换，使控制器在有时延的情况下依然能能够保持稳定，同时使系统平均母线电压收敛到额定值，且保证储能之间的输出功率按预设的比例分配。

权利要求

1.一种考虑时延的直流微电网储能分布式控制方法，其特征在于，包括以下步骤：确定每个储能单元的控制目标，所述控制目标包括：每个储能单元的输出电流按下垂系数成反比分配、每个储能单元的母线电压和额定电压的偏差和最小；

确定每个储能单元的输出电流，并基于下垂系数计算每个储能单元输出电流引起的电压偏差；

根据每个储能单元与其相邻的各个储能单元之间的状态变量确定其发送给其他各个储能单元的引入散射变换的信号，以使得其他各个储能单元进行PWM控制时考虑传输时延；

具体为如下公式：

其中，vij为中间向量，vdj为第j个储能单元传输给第i个储能单元的信号；

根据每个储能单元相邻的各个储能单元发送的引入散射变换的信号，以及每个储能单元的电压偏差确定每个储能单元与其相邻的各个储能单元之间的状态变量；所述引入散射变换的信号考虑了传输时延；

根据每个储能单元的电压偏差、以及其与相邻的各个储能单元之间的状态变量，确定每个储能单元输出的控制变量；

根据每个储能单元输出的控制变量、每个储能单元的电压偏差和所述额定电压确定每个储能单元内环控制的电压指令值；

根据每个储能单元的直流母线电压测量值和内环控制的电压指令值的差值确定每个储能单元外环PI控制器的电感电流参考值；

根据每个储能单元外环PI控制器的电感电流参考值和实测值对每个储能单元进行PWM控制，以实现每个储能单元的控制目标。

2.根据权利要求1所述的考虑时延的直流微电网储能分布式控制方法，其特征在于，所述控制目标具体为：Rd1iES1＝Rd2iES2＝…＝RdNiESN

其中，Rdi为第i个储能单元的下垂系数，iESi为第i个储能单元的输出电流，vbusi为第i个储能单元的母线电压，vref为额定电压，i＝1，2…N，N为储能单元的总数。

3.根据权利要求2所述的考虑时延的直流微电网储能分布式控制方法，其特征在于，基于下垂系数计算每个储能单元输出电流引起的电压偏差，具体为：vdi＝RdiiESi；其中，vdi为第i个储能单元传输给第j个储能单元的信号。

4.根据权利要求3所述的考虑时延的直流微电网储能分布式控制方法，其特征在于，每个储能单元与其相邻的各个储能单元之间的状态变量具体通过如下公式确定：其中，γij为第i个储能单元与第j个储能单元之间的状态变量， 和 为γij包括的两个状态变量，cij为i节点与j节点之间传输引入散射变换后的信号的通讯权重， 是i节点收到的j节点发送的引入散射变换的信号，ζi为i节点的一个中间状态变量，IN为N阶单位矩阵，Eij为权重系数矩阵，表达式为： aij和bij是权重系数。

5.根据权利要求4所述的考虑时延的直流微电网储能分布式控制方法，其特征在于，所述每个储能单元输出的控制变量具体通过如下公式确定：其中，ui为第i个储能单元输出的控制变量，Ni是与i节点相邻的节点集合，γ是权重系数。

6.根据权利要求5所述的考虑时延的直流微电网储能分布式控制方法，其特征在于，所述每个储能单元内环控制的电压指令值通过如下公式确定：其中， 为第i个储能单元的内环控制的电压指令值。

7.根据权利要求4所述的考虑时延的直流微电网储能分布式控制方法，其特征在于，第i个储能单元与第j个储能单元之间传输的引入散射变换后的信号为向量yij，向量yij分为以下四种情况： 是第i个储能单元收到的第j个储能单元传来的信号， 是第i个储能单元发送给第j个储能单元的信号， 是第j个储能单元收到的第i个储能单元传来的信号，是第j个储能单元发送给第i个储能单元的信号，它们之间在存在时延情况下满足如下关系：其中，τ为固定的传输时延，t表示时刻。

8.根据权利要求5所述的考虑时延的直流微电网储能分布式控制方法，其特征在于，采用PI一致性算法计算控制变量ui，具体公式为：此时，第i个储能单元传输给第j个储能单元的信号为vdi和ζi，第j个储能单元传输给第i个储能单元的信号为第j个储能单元的电压偏差vdj和j节点的一个中间状态变量ζj，由于时延的影响，第i个储能单元收到的信号实际为第j个储能单元在t-τ时刻发出的信号，τ为固定的传输时延。

说明书

一种考虑时延的直流微电网储能分布式控制方法

技术领域

[0001] 本发明涉及电气工程技术领域，更具体地，涉及一种考虑时延的直流微电网储能分布式控制方法。

背景技术

[0002] 结合了多种新能源发电单元和储能转置的微电网系统是一种提高新能源利用率的有效方式，大多数的新能源发电单元和储能单元都是直流的或者不是标准的50Hz电源，如光伏，风电，蓄电池等，因此，相比于交流微电网，直流微电网的效率更高，也成为了微电网未来发展的主要趋势。

[0003] 直流微电网中，为最大化新能源的利用率，光伏发电和风力发电单元通常运行于最大功率跟踪模式，由储能负责平抑新能源发电的功率波动、稳定直流母线电压。为实现母线电压的恢复控制以及储能单元之间功率的合理分配，分层式控制是目前被广泛接受的控制形式，在分层式控制结构中，第一层控制通常采用下垂控制，是本地控制，依下垂特性曲线实时调节各储能单元的输出功率来跟踪电压指令值；第二层控制用来补偿下垂控制的电压偏差，同时调节储能单元之间的功率分配；传统的二次控制实现方法是采用集中式控制，因为二次控制需要采集全局信息，但是，集中式控制可靠性不高，集中控制器的故障会导致整个控制系统失效，因此，不少学者将研究方向转移到了分布式控制。

[0004] 分布式控制的基础是一致性算法，利用平均一致性算法能够实现功率成比例地精确分配，同时，基于平均一致性算法的电压观测器，能够通过相邻节点的通讯观测出全系统各母线的电压平均值，从而实现分布式系统的母线电压恢复控制，相比于集中式控制具有更好地鲁棒性，可拓展性和灵活性。但是时延的存在会严重影响平均一致性算法的收敛效果，过大的时延还会导致控制器失稳，目前尚缺乏有效的应对方案。

发明内容

[0005] 针对现有技术的缺陷，本发明的目的在于解决现有直流微电网的控制方法中，集中式控制可靠性不高，分布式控制的平均一致性算法的收敛效果受时延的影响，还可能会导致控制器失稳的技术问题。

[0006] 为实现上述目的，本发明提供一种考虑时延的直流微电网储能分布式控制方法，包括以下步骤：

[0007] 确定每个储能单元的控制目标，所述控制目标包括：每个储能单元的输出电流按下垂系数成反比分配、每个储能单元的母线电压和额定电压的偏差和最小；

[0008] 确定每个储能单元的输出电流，并基于下垂系数计算每个储能单元输出电流引起的电压偏差；

[0009] 根据每个储能单元相邻的各个储能单元发送的引入散射变换的信号，以及每个储能单元的电压偏差确定每个储能单元与其相邻的各个储能单元之间的状态变量；所述引入散射变换的信号考虑了传输时延；

[0010] 根据每个储能单元的电压偏差、以及其与相邻的各个储能单元之间的状态变量，确定每个储能单元输出的控制变量；

[0011] 根据每个储能单元输出的控制变量、每个储能单元的电压偏差和所述额定电压确定每个储能单元内环控制的电压指令值；

[0012] 根据每个储能单元的直流母线电压测量值和内环控制的电压指令值的差值确定每个储能单元外环PI控制器的电感电流参考值；

[0013] 根据每个储能单元外环PI控制器的电感电流参考值和实测值对每个储能单元进行PWM控制，以实现每个储能单元的控制目标。

[0014] 可选地，所述控制目标具体为：

[0015] Rd1iES1＝Rd2iES2＝…＝RdNiESN

[0016]

[0017] 其中，Rdi为第i个储能单元的下垂系数，iESi为第i个储能单元的输出电流，vbusi为第i个储能单元的母线电压，vref为额定电压，i＝1，2…N，N为储能单元的总数。

[0018] 可选地，基于下垂系数计算每个储能单元输出电流引起的电压偏差，具体为：vdi＝RdiiESi；其中，vdi为第i个储能单元的电压偏差。

[0019] 可选地，每个储能单元与其相邻的各个储能单元之间的状态变量具体通过如下公式确定：

[0020]

[0021] 其中，γij为第i个储能单元与第j个储能单元之间的状态变量， 和 为γij包括的两个状态变量，cij为i节点与j节点之间传输引入散射变换后的信号的通讯权重， 是i节点收到的j节点发送的引入散射变换的信号，ζi为i节点的一个中间状态变量，IN为N阶单位矩阵，Eij为权重系数矩阵，表达式为： aij和bij是权重系数。

[0022] 具体地，γij包括 和 两个状态变量，分别包含了j节点状态变量vdj和ζj的信息，在稳态时 等于vdj, 等于

[0023] 可选地，所述每个储能单元输出的控制变量具体通过如下公式确定：

[0024]

[0025]

[0026] 其中，ui为第i个储能单元输出的控制变量，Ni是与i节点相邻的节点集合，γ是权重系数。

[0027] 可选地，所述每个储能单元内环控制的电压指令值通过如下公式确定：

[0028]

[0029] 其中， 为第i个储能单元的内环控制的电压指令值。

[0030] 可选地，该方法还包括如下步骤：

[0031] 根据每个储能单元与其相邻的各个储能单元之间的状态变量确定其发送给其他各个储能单元的引入散射变换的信号，以使得其他各个储能单元进行PWM控制时考虑传输时延。

[0032] 可选地，确定其发送给其他各个储能单元的引入散射变换的信号，具体为如下公式：

[0033]

[0034]

[0035] 其中，vij为计算yij时的中间向量，vdj为第j个储能单元的电压偏差。

[0036] 可选地，第i个储能单元与第j个储能单元之间传输的引入散射变换后的信号为向量yij，向量yij分为以下四种情况： 是第i个储能单元收到的第j个储能单元传来的信号，是第i个储能单元发送给第j个储能单元的信号， 是第j个储能单元收到的第i个储能单元传来的信号， 是第j个储能单元发送给第i个储能单元的信号，它们之间在存在时延情况下满足如下关系：

[0037]

[0038] 其中，τ为固定的传输时延，t表示时刻。

[0039] 可选地，采用PI一致性算法计算控制变量ui，具体公式为：

[0040]

[0041]

[0042] 此时，第i个储能单元传输给第j个储能单元的信号为vdi和ζi，第j个储能单元传输给第i个储能单元的信号为第j个储能单元的电压偏差vdj和j节点的一个中间状态变量ζj，由于时延的影响，第i个储能单元收到的信号实际为第j个储能单元在t-τ时刻发出的信号，τ为固定的传输时延。

[0043] 总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，具有以下有益效果：

[0044] (1)本发明所提供的考虑时延的直流微电网储能分布式控制方法，能够基于PI一致性算法，利用一个控制器同时实现功率比例分配和平均母线电压调节两个控制目标，与传统利用平均一致性算法估计平均母线电压的方法相比，利用该算法设计的控制器结构更简单。

[0045] (2)本发明所提提供的考虑时延的直流微电网储能分布式控制方法，结合了散射变换，能够消除时延对控制器稳定性的影响，提高了系统的通讯可靠性。

附图说明

[0046] 图1为本发明实施例提供的含分布式储能的直流微电网示意图；

[0047] 图2为本发明提供的考虑时延的直流微电网储能分布式控制方法流程图；

[0048] 图3为本发明所提供的储能分布式控制框图；

[0049] 图4为分发明所提供的控制方法中散射变换的示意图；

[0050] 图5(a)为本发明实施例提供的母线电压波形下垂控制下的阶跃响应特性；

[0051] 图5(b)为本发明实施例提供的储能单元输出电流波形下垂控制下的阶跃响应特性；

[0052] 图6(a)为本发明实施例提供的基于本发明所提储能分布式控制方法下的母线电压波形阶跃响应特性；

[0053] 图6(b)为本发明实施例提供的基于本发明所提储能分布式控制方法下的储能单元输出电流波形阶跃响应特性；

[0054] 图6(c)为本发明实施例提供的基于本发明所提储能分布式控制方法下的下垂控制引起的电压偏差vdi阶跃响应特性；

[0055] 图6(d)为本发明实施例提供的基于本发明所提储能分布式控制方法下的二次控制输出量ui阶跃响应特性；

[0056] 图7(a)为时延τ＝0.1s情况下实施例中母线电压波形不采用散射变换时控制器控制效果；

[0057] 图7(b)为时延τ＝0.1s情况下实施例中下垂控制引起的电压偏差vdi不采用散射变换时控制器控制效果；

[0058] 图8(a)为时延τ＝0.1s情况下实施例中母线电压波形采用散射变换时控制器控制效果；

[0059] 图8(b)为时延τ＝0.1s情况下实施例中下垂控制引起的电压偏差vdi采用散射变换时控制器控制效果；

[0060] 图9(a)为时延τ＝0.2s情况下实施例中母线电压波形不采用散射变换时控制器控制效果；

[0061] 图9(b)为时延τ＝0.2s情况下实施例中下垂控制引起的电压偏差vdi不采用散射变换时控制器控制效果；

[0062] 图10(a)为时延τ＝0.2s情况下实施例中母线电压波形采用散射变换时控制器控制效果；

[0063] 图10(b)为时延τ＝0.2s情况下实施例中下垂控制引起的电压偏差vdi采用散射变换时控制器控制效果。

具体实施方式

[0064] 为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

[0065] 图1为包含分布式新能源发电(RES，Renewable energy source)单元，以及储能(ES，Energy storage)单元的400V直流微电网结构图，为充分利用新能源，RESs均工作于最大功率跟踪(MTTP，Maximum Power Point Tracking)模式，由储能来稳定直流母线电压，且系统的不平衡功率期望能在储能之间按下垂系数的反比分配。但是工作在传统下垂控制的储能功率分配精度会受线路阻抗的影响，且下垂控制不可避免地引入了电压偏差。

[0066] 对于上述系统而言，本发明实施例所提供的直流微电网储能分布式控制方法的控制目标是，通过相邻节点的通讯，实现各母线平均电压稳定在额定值，同时，实现各ESs之间功率严格按下垂系数的反比分配，并且控制效果不受通讯时延影响。

[0067] 图2为本发明提供的考虑时延的直流微电网储能分布式控制方法流程图，如图2所示，包括如下步骤：

[0068] S101，确定每个储能单元的控制目标，所述控制目标包括：每个储能单元的输出电流按下垂系数成反比分配、每个储能单元的母线电压和额定电压的偏差和最小；

[0069] S102，确定每个储能单元的输出电流，并基于下垂系数计算每个储能单元输出电流引起的电压偏差；

[0070] S103，根据每个储能单元相邻的各个储能单元发送的引入散射变换的信号，以及每个储能单元的电压偏差确定每个储能单元与其相邻的各个储能单元之间的状态变量；所述引入散射变换的信号考虑了传输时延；

[0071] S104，根据每个储能单元的电压偏差、以及其与相邻的各个储能单元之间的状态变量，确定每个储能单元输出的控制变量；

[0072] S105，根据每个储能单元输出的控制变量、每个储能单元的电压偏差和所述额定电压确定每个储能单元内环控制的电压指令值；

[0073] S106，根据每个储能单元的直流母线电压测量值和内环控制的电压指令值的差值确定每个储能单元外环PI控制器的电感电流参考值；

[0074] S107，根据每个储能单元外环PI控制器的电感电流参考值和实测值对每个储能单元进行PWM控制，以实现每个储能单元的控制目标。

[0075] 具体各个步骤的细化流程可参见下述具体实施例。

[0076] 在一个具体的示例中，本发明提供的直流微电网储能分布式控制方法，如图3所示，包括如下步骤：

[0077] (1)确定各储能单元的下垂系数Rdi，以及系统额定电压等级vref，明确分布式储能单元的控制目标：

[0078] 1、各储能单元的输出电流iESi按下垂系数成反比分配，即：Rd1iES1＝Rd2iES2＝…＝RdNiESN。

[0079] 2、各母线电压vbusi与额定电压vref的偏差和最小，即：

[0080] (2)设计各储能单元之间的通讯拓扑为环形拓扑，如图1所示。

[0081] (3)测量各储能单元的输出电流iESi，并计算下垂系数引起的电压偏差，记为：vdi＝RdiiESi。

[0082] (4)对于第i个储能单元，根据收到的相邻j节点的 向量信号，计算 和 信号：

[0083]

[0084] 其中，cij为i节点与j节点之间传输yij信号的通讯权重，ζi为i节点的一个中间状态变量，是已知量，IN为N阶单位矩阵，Eij为权重系数矩阵，表达式为：

[0085]

[0086] γij同时包含着j节点和i节点状态信息的一个量，它是j对i提供的。具体来说，γij是i节点根据收到的j节点的信号 计算出来的，包含着j节点的状态信息。对于j节点来说，它会根据收到的i节点的信息 来计算得到γji。γij和γji是分别用于j节点控制器和i节点控制器的两个不同变量。依照本专利所提的控制算法及散射变换规律，稳态时能够实现γij趋近于vdi，γji趋近于vdj，且各节点的vdi收敛到一致。

[0087]

[0088]

[0089] 其中，γji为j节点计算得到的i节点与j节点之间的状态变量，vdj为第j个储能单元的电压偏差

[0090] (5)对于第i个储能单元，根据计算得到的i节点与j节点之间的状态变量 和按如下算法更新二次控制输出的控制变量ui：

[0091]

[0092]

[0093] 其中，ζi是中间状态变量，Ni是与i节点相邻的节点集合，aij，bij和γ是权重系数，决定着算法的收敛速度。aij>0表示第i个储能单元与第j个储能单元之间能相互交换信息，aij＝0表示两者之间不能相互通讯。

[0094] (6)根据计算得到的i节点与j节点之间的状态变量 和 计算 信号并传输给j节点：

[0095]

[0096] 其中，vij向量的计算式为：

[0097]

[0098] (7)将二次控制输出的控制变量ui与电压参考值vref相加，作为一次下垂控制的输出量，进而得到内环控制的电压指令值

[0099]

[0100] (8)将直流母线电压的测量值vbusi与指令值 的差值送入电压外环PI控制器GV(s)得到电感电流的参考值

[0101] (9)将电感电流的参考值 与实测值iLi的差值经电流内环PI控制器GC(s)得到第i个储能单元调制信号di；

[0102] (10)将调制信号di送入PWM信号发生器与三角载波比较，得到第i个储能单元控制半桥DC/DC变换器上管的PWM控制信号，上下管采用互补PWM控制。

[0103] 进一步地，步骤(2)中，通讯必须是双向的表示如果i节点和j节点之间能够通讯，那两者之间的通讯是相互的，即：i节点能收到j节点的信息，j节点也能收到i节点的信息。通讯拓扑连通则表示至少有一个节点，能与其他所有节点之间都存在一条有向路径，有向路径可以是几条相连的通讯线路的集合，如i—j—k即为一条有向路径。

[0104] 具体地，i节点表示第i个储能单元，j节点表示第j个储能单元，k节点表示第k个储能单元。

[0105] 进一步地，步骤(4)中， 是i节点收到的j节点传来的信号，这是一个二维信号，对应的， 为j节点发送给i节点的信号，考虑时延时，它们之间满足如下关系：

[0106]

[0107] 其中τ为传输时延。

[0108] 进一步地，步骤(5)中，ui-vdi是第i个节点的母线电压偏差值，由于内环控制相应速度非常快，根据步骤(7)中对控制器的设计可知，忽略内环控制器动态特性的情况下，母线电压满足：vbusi＝vref+ui-RdiiESi，因此稳态时vbusi-vref实际就等于ui-vdi。步骤(1)中的优化控制目标也可转化为：

[0109]

[0110] 该优化问题将在▽f(u)＝0时达到最优解，而步骤(5)中ui-vdi实际为f(u)对ui的梯度。稳态时，在满足步骤(2)要求的通讯拓扑下，步骤(5)中的算法将实现各变量vdi趋于一致，同时▽f(u)＝0即优化目标达到最优解。这等价于 即 因此，本申请所提控制算法能同时实现功率分配和调节平均母线电压到额定值。

[0111] 进一步地，步骤(6)中，i节点向j节点传输 信号后，j节点收到i传输的 采用与i节点相同的步骤更新自己的控制信号ui，并不断更新 信号传输给i节点。

[0112] 进一步地，步骤(8)中，电压外环控制器GV(s)、电流内环控制器GI(s)均采用PI控制；

[0113]

[0114]

[0115] 其中，kPV为电压外环PI控制器的比例系数，kIV为电压外环PI控制器的积分系数，kPC为电流内环PI控制器的比例系数，kIC为电流内环PI控制器的积分系数，s为复频域的复变量。

[0116] 本实施例介绍的步骤，是引入了散射变换后的控制方法，假如二次控制仅采用PI一致性算法计算控制变量ui，则步骤(5)中控制变量ui的计算式变为：

[0117]

[0118]

[0119] 此时，i节点传输给j节点的信号为自身的状态变量vdi和ζi，j节点传输给i节点的信号为vdj和ζj，由于时延的影响，i节点收到的信号实际为j节点在t-τ时刻发出的信号，τ为固定的传输时延。本实施例将会通过仿真来对没有引入散射变换和引入散射变换的控制效果进行对比。

[0120] 图4是散射变换示意图，引入散射变换后，i节点与j节点之间传输的是向量yij。其中， 是i节点收到的j节点传来的信号， 是i节点发送给j节点的信号， 是j节点收到的i节点传来的信号， 是j节点发送给i节点的信号，它们之前在存在时延情况下满足如下关系：

[0121]

[0122] 在PSCAD/EMTDC中搭建一个包含四个ESs的分布式直流微电网，对本实施例的控制方法性能进行验证。所建模型结构与图1相同，各母线的RESs和负载合并等效成一个阻抗负载，通讯拓扑为环形结构。

[0123] 初始时刻，各节点负载均为20Ω，2s时，母线1处的负载变为15Ω，相同阶跃负载情况下，下垂控制和本申请所提优化控制的系统动态响应分别如图5(a)、图5(b)、图6(a)、图6(b)所示。对比图5(a)和图6(a)可以看出，下垂控制由于引入了电压偏差导致系统电压水平偏低，而采用分布式优化控制后，通过补偿电压vd改变电压参考值，使全系统的电压水平整体提升，各母线电压的平均值为400v。受线路阻抗影响，图5(b)中各储能输出电流分配没有按1.5:1.25:1:0.75的比例分配，而图5中，vdi的一致性控制具有很快的收敛速度，如图6(b)所示，使各储能的输出功率精确分配。仿真结果表明，本发明所提的控制策略具有较快的动态响应速度来跟踪负载的变化，且能够同时实现电压恢复和功率控制。

[0124] 图7(a)、图7(b)与图8(a)、图8(b)对比了0.1s时延情况下，没有散射变换和有散射变换的控制器动态特性。初始阶段，复合储能系统在VID控制下达到稳态，5s时投入分布式优化控制，由于vd和vbus已经可以反映全系统的动态，因此只选取了不同场景下的vd和vbus波形进行对比。图7(a)、图7(b)为没有采用散射变换时系统的动态特性，图8(a)、图8(b)是引入散射变换时系统的动态特性，可以看出，控制器在有变换和没有变换的情况下都可以达到稳态，vd也能够收敛到一致，保证了储能输出功率的合理分配，说明本申请所提的分布式优化控制策略，本身就具有较高的鲁棒性，受时延影响小。对比图7(b)和图8(b)中vd的波形可以看出，采用变换的控制器收敛速度略慢，但是暂态过程振荡小。

[0125] 图9(a)、图9(b)与图10(a)、图10(b)分别为τ＝0.2s情况下，没有散射变换和有散射变换时控制器的动态特性。此时，不采用散射变换的控制器已经无法保持稳定，系统出现等幅振荡，如图9(a)、图9(b)所示，但是采用变换的控制器仍然保持稳定，vd收敛到了一致且母线电压也调节到了最优解。对比图9(b)与图10(b)可知，时延会影响控制器的动态响应，时延越长，控制器的收敛速度越慢。一般来说，在工程实际应用中，不会出现大于102ms级的时延，在时延较短的情况下，不采用变换的优化控制策略就能够达到应用要求，且收敛速度快，对于通讯时延较长的情况，则可采用包含散射变换的分布式优化控制，克服时延影响。

[0126] 本发明提供了一种考虑时延的直流微电网储能分布式控制方法，其目的在于将传统分布式控制方法中基于平均一致性控制的功率控制器和基于平均电压观测器的电压控制器变换为基于PI一致性算法的优化控制器，利用一个控制器同时实现两个控制目标：1、功率成比例分配和2、平均电压恢复到额定值；同时，将散射变换引入基于PI一致性算法的优化控制器，克服时延对控制器稳定性的影响。

[0127] 总体而言，本发明解决了传统储能分布式控制在有时延情况下无法收敛到最优解的缺陷，所提基于PI一致性算法的储能分布式控制策略可以与散射变换相结合，使控制器在任意时延下均可达到稳态。当时延过大时，在本实施例调试的参数下，系统的响应速度会降低，这可以通过重新调试控制器参数解决。

[0128] 本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。