电工电气杂志社

基于多智能体一致性算法的微电网分布式协同控制策略

来源：电工电气发布时间：2025-05-28 11:28浏览次数：8

基于多智能体一致性算法的微电网分布式协同控制策略

曹侃¹，冯万里¹，江克证¹，叶畅¹，于航²，王鼎²，刘健²

(1 国网湖北省电力有限公司电力科学研究院，湖北武汉 430077；

2 武汉工程大学电气信息学院，湖北武汉 430073)

摘要：为充分发挥微电网中分布式资源的协同构网调节能力，实现频率与输出电压一致性稳定、有功功率合理分配等控制目标，结合构网下垂控制特性，提出了一种基于多智能体一致性算法的分布式二次协同控制策略。该策略通过分布式发电资源中二次控制器间的通信交互，设计了基于含领导者的领导跟随一致性控制架构，实现了全局频率与输出电压跟随领导者目标一致性恢复；同时考虑发电单元承担能力的差异，实现了发电单元间有功功率的精确共享和优化分配。仿真结果验证了所提控制策略的有效性，并讨论了相应二次控制增益对结果的影响。

关键词： 分布式资源；微电网；功率共享；分布式控制；次级控制

中图分类号：TM712 文献标识码：A 文章编号：1007-3175(2025)05-0006-07

Distributed Cooperative Control Strategy of Microgrid

Based on Multi-Agent Consistency Algorithm

CAO Kan¹, FENG Wan-li¹, JIANG Ke-zheng¹, YE Chang¹, YU Hang², WANG Ding², LIU Jian²

（1 Electric Power Research Institute of State Grid Hubei Electric Power Co., Ltd, Wuhan 430077, China;

2 School of Electrical and Information Engineering, Wuhan Institute of Technology, Wuhan 430073, China）

Abstract: In order to give full play to the collaborative grid-forming regulation capabilities of distributed resources in microgrids and achieve control objectives such as consistent stability of frequency and output voltage, as well as reasonable allocation of active power. Based on the droop control characteristics of networked systems, this paper proposes a distributed secondary coordinated control strategy based on a multi-agent consistency algorithm. This strategy facilitates communication and interaction among secondary controllers within distributed generation resources and is designed using a leader-follower consensus control framework, and achieves the global frequency and output voltage to consistently follow the leader,s target. Moreover, it takes into account the differences in the capabilities of generating units, achieving precise sharing and optimal allocation of active power among them. The simulation results substantiate the effectiveness of the proposed control strategy and elucidate the impact of the associated secondary control gains on the overall performance.

Key words: distributed resource; microgrid; power sharing; distributed control; secondary control

参考文献

[1] 徐杰，郁家麟，李春，等. 基于清洁能源就地消纳的配电网承载力研究[J]. 电工电气，2021(8) ：74-76.

[2] 谢雨龙，罗逸飏，李智威，等. 考虑微网新能源经济消纳的共享储能优化配置[J] . 高电压技术，2022，48(11) ：4403-4412.

[3] KHAYAT Yousef, SHAFIEE Qobad, HEYDARI Rasool,et al.On the secondary control architectures of AC microgrids: An overview[J].IEEE Transactions on Power Electronics，2020，35(6) ：6482-6500.

[4] YANG Shenbo, FANG Jiangpeng, ZHANG Zheyu, et al.Two-stage coordinated optimal dispatching model and benefit allocation strategy for rural new energy microgrid[J].Energy，2024，292 ：130274.

[5] 黄鑫，汪可友，李国杰，等. 含多并联组网 DG 的微电网分层控制体系及其控制策略[J]. 中国电机工程学报，2019，39(13) ：3766-3775.

[6] LIU Baojin, WU Teng, LIU Zeng, et al.A small-ACsignal injection-based decentralized secondary frequency control for droop-controlled islanded microgrids[J].IEEE Transactions on Power Electronics，2020，35(11) ：11634-11651.

[7] 张莹，孟润泉，王子昂，等. 一种基于一致性算法的改进下垂控制策略[J] . 电力系统保护与控制，2021，49(14) ：104-111.

[8] 葛罗，冯煊，胡凯，等. 新型电力系统下空调负荷聚合建模及可调控潜力评估[J] . 浙江电力，2023，42(4) ：45-53.

[9] AWAL M A, YU H, TU H, et al.Hierarchical control for virtual oscillator based grid-connected and islanded microgrids[J].IEEE Transactions on Power Electronics，2020，35(1) ：988-1001.

[10] 任碧莹，郭欣，张奕，等. 交流微电网中考虑电压质量的 DG 之间谐波功率均分控制策略[J] . 电力自动化设备，2022，42(11) ：1-8.

[11] 赵鹏，袁川来，夏俊涛，等. 基于孤岛型直流微电网的自适应下垂控制研究[J]. 电工电气，2024(9) ：1-5.

[12] HAN Yang, LI Hong, SHEN Pan, et al.Review of active and reactive power sharing strategies in hierarchical controlled microgrids[J].IEEE Transactions on Power Electronics，2017，32(3) ：2427-2451.

[13] 苗中磊，蔡逢煌，王群兴，等. 分布式直流微电网分级控制技术综述[J]. 电源学报，2019，17(6) ：115-127.

[14] 李志军，苗庆玉，张家安. 基于虚拟领导节点改进的孤岛微电网完全分布式二次调频策略[J] . 太阳能学报，2024，45(5) ：333-342.

[15] SHI Mengxuan, CHEN Xia, ZHOU Jianyu, et al.Frequency Restoration and Oscillation Damping of Distributed VSGs in Microgrid with Low Bandwidth Communication[J].IEEE Transactions on Smart Grid，2021，12(2) ：1011-1021.

[16] LIU Chuang, WANG Xinsheng, REN Yu, et al.A Novel Distributed Secondary Control of Heterogeneous Virtual Synchronous Generators via Event-Triggered Communication[J].IEEE Transactions on Smart Grid，2022，13(6) ：4174-4189.

[17] MALIK Sarmad Majeed, SUN Yingyun, HUANG Wen, et al.A generalized droop strategy for interlinking converter in a standalone hybrid microgrid[J].Applied Energy，2018，226 ：1056-1063.

[18] 林继灿，刘沈全，王钢，等. 基于一致性算法的多虚拟同步机功率振荡协调抑制[J] . 电网技术，2023，47(11) ：4668-4678.

[19] HAN Hua, HOU Xiaochao, YANG Jian, et al.Review of power sharing control strategies for islanding operation of AC microgrids[J].IEEE Transactions on Smart Grid，2016，7(1) ：200-215.

[20] 陈郁林，谷雨润，闫云凤，等. 有向通信拓扑下基于分布式触发控制的微电网二次控制方法[J]. 电子与信息学报，2022，44(11) ：3806-3814.

[21] 陈洁，龙英文. 基于 PD 一致性算法的微电网分层优化控制策略[J]. 电气工程学报，2023，18(2) ：174-182.

[22] RIVERSO S , TUCCI M , VASQUEZ J C , et al .Stabilizing plug-and-play regulators and secondary coordinated control for AC islanded microgrids with bus-connected topology[J].Applied Energy，2018，210 ：914-924.

[23] NASIRIAN V, MOAYEDI S, DAVOUDI A, et al.Distributed cooperative control of DC microgrids[J].IEEE Transactions on Power Electronics，2015，30(4) ：2288-2303.

返回索引列表

SUBSCRIPTION MANAGEMENT

发行征订

基于多智能体一致性算法的微电网分布式协同控制策略