23、微电网系统的网络化控制：原理、建模与稳定性分析

微电网系统的网络化控制：原理、建模与稳定性分析

1. 引言

随着科技的发展，系统的网络化控制已经广泛应用于多个领域，如国防、信息技术、医疗保健、制造业、能源以及空间站探索等。系统-of-系统（SoS）的网络化控制概念应运而生。一个在反馈中包含实时网络的控制系统可被称为网络化控制系统（NCS）。本文将这一概念应用于孤岛模式下运行的微电网（MG），把三个为负载供电的分布式发电（DG）单元视为三个子系统。在初级层面，假设孤岛系统配备了PI控制器；在次级层面，设计了NCS来控制相互连接的DG单元，形成一个网络化的MG系统-of-系统。这是首次将SoS、网络化控制和MG的概念整合在一起。

同时，设计一个能够容忍数据包丢失和延迟的SoS控制系统是SoS网络化控制的主要挑战之一。因此，本文考虑了一个存在有界随机数据包丢失的网络，并设计了能在数据包丢失情况下稳定系统的控制器。

2. 微电网作为系统-of-系统

2.1 SoS的概念与特点

SoS在系统工程领域开创了新的思路，近年来成为研究热点。尽管仍处于起步阶段，但SoS已获得广泛认可。它最初局限于国防和信息技术领域，如今已进入众多领域。关于SoS的定义有很多，较为详细的定义是：“系统-of-系统是大规模集成系统，它们具有异构性且可独立运行，但为了共同目标而相互联网”，这里的目标包括成本效益、鲁棒性和性能。

SoS具有以下独特特征：
1. 运行独立性 ：SoS架构内的所有组成系统独立运行，其功能不受相邻系统干扰。
2. 管理独立性 ：组成系统不受SoS干扰，继续自主运行。
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