新能源電力系統國家重點實驗室（華北電力大學）的研究人員肖湘寧、王鵬、陳萌，在2018年第8期《電工技術學報》上撰文指出，微電網是實現分布式電源靈活管理和控制的有效手段，相比傳統集中式二次控制方式，分布式協調二次控制策略具有更高的靈活性和可靠性。

提出一種基于分布式多代理系統的孤島微電網二次電壓控制策略，將分布式電源看作系統中的代理，二次電壓控制等效為多代理系統的追蹤同步問題。基于線性狀態反饋設計了分布式控制器，其中采用狀態估計器輸出代替系統實際狀態，進而利用事件觸發控制器更新系統狀態。

利用一定的通信網絡，各代理利用本地及相鄰代理的信息相互協調保證微電網電壓恢復額定值，避免了對集中控制器的依賴。該控制策略允許各代理僅在事件觸發時刻交換信息而非實時連續交換，減少了交換數據的信息量，降低了對通信網絡的要求。利用一個孤島微電網測試系統對所提控制策略的有效性進行了驗證。

近年來，隨著分布式電源（Distributed Generation, DG）的快速發展，微電網技術受到了廣泛關注。作為智能電網的基本組成部分，微電網能夠有效集成分布式電源、儲能、負荷，實現自身內部的協調、優化運行，同時為主網提供各類輔助服務[1-3]。

微電網既能夠并網運行，也可以在必要時孤島運行。當并網運行時，微電網電壓和頻率參考可由主網提供，微電網通過聯絡線實現與主網的功率交換；而孤島運行時，微電網將面臨更嚴峻的問題，合理的頻率和電壓控制策略是實現其自身穩定運行的關鍵[4,5]。

目前，微電網分層控制結構被廣泛應用于微電網電壓控制[6-8]。其中，第一層通常采用下垂機制，維持微電網電壓穩定，對應于電壓的一次控制，該層控制為本地控制。但是，下垂控制將引起系統電壓偏離參考值，降低電壓質量。因此需要二次控制參與，對輸出電壓進行校正[9]。

針對微電網二次控制，傳統解決方法采用集中控制方式，利用微網中央控制器（Microgrid Central Controller, MGCC）及輻射型的通信網絡統籌微電網運行，為本地一次控制器設定參考值。通常，可利用PI控制器對誤差信號進行補償[10]。

這種集中式控制結構存在如下問題：①只能實現對單一母線電壓的準確調節；②“即插即用”能力較差；③隨著DG數量的增加，對計算和通信帶寬的要求越來越高；④對MGCC依賴較大，MGCC故障將可能引起整個控制系統失效，可靠性較低[11,12]。

解決上述問題的有效方法之一是采用分布式多代理系統（Multi-Agent System, MAS）控制結構。將各DG看作系統中的agent，各個agent利用自身及相鄰agent的通信信息實現自治運行，同時所有agent相互協調，共同完成既定控制目標，避免了對集中控制器的依賴[13-15]。

目前，部分文獻已經對基于多代理系統的微電網分布式控制策略進行了初步探討。文獻[16]利用反饋線性化，將微電網二次電壓控制等效為MAS二階追蹤同步問題。針對微電網無功電壓控制。文獻[17]提出了具有自趨優分布式特點的基于MAS的控制策略，能夠有效調節母線電壓。文獻[18]同時考慮電壓和頻率二次控制問題，利用內模設計方法，提出了分布式二次電壓和頻率控制策略補償微電網電壓和頻率誤差，同時能夠保證有功功率按照下垂系數準確分配。

上述控制策略均基于恒定周期采樣控制方式，并未考慮通信系統限制，各代理之間信息交換量較大，對通信網的要求仍較高。但實際應用中，通信網絡帶寬有限，因此需要盡可能地降低通信系統負擔。同時，降低系統的采樣頻率也有利于延長相應傳感器的壽命[19]。

本文利用分布式MAS對微電網二次電壓控制進行設計，其中只有少數agent能夠接收領導節點的信息，一方面增強了系統的可靠性，另一方面提高了系統的可擴展性；利用線性狀態反饋設計了分布式二次控制器。

為了避免agent之間信息的連續交換，進一步降低對通信網絡帶寬的需求，采用分布式事件觸發控制器處理各agent的電壓一致問題。這種控制方式只在事件觸發時刻進行信息交換，其余時刻利用狀態估計器輸出代替實際agent狀態，使各agent間的通信大大減少。

圖1 孤島微電網分布式控制結構示意圖

結論

本文針對孤島微電網二次電壓控制，提出了一種基于多代理系統的分布式控制方法。各代理基于本地及相鄰代理信息向領導節點同步。利用狀態估計器設計了分布式事件觸發控制策略。仿真結果表明，該方法在保證二次電壓控制功能的基礎上，避免了DG之間的連續信息交換，降低了對通信網絡的要求。

本文雖然僅討論電壓二次控制，但是因為頻率一次控制采用與電壓控制類似的下垂控制，因此所提分布式控制方法也可類比應用于頻率二次控制。

本文僅考慮了固定拓撲運行的情況，當DG因故障退出運行，或新DG接入等情況引起系統拓撲結構變化時，如何實時保證系統的穩定運行仍需進一步研究。