22、含风力发电机的住宅微电网非线性最优控制

含风力发电机的住宅微电网非线性最优控制

1. 非线性最优控制方案概述

在住宅微电网的控制领域，存在一种利用Galerkin级数展开来近似求解Hamilton - Jacobi - Bellman方程的最优控制方案。不过，基于Galerkin级数展开的最优控制方法的稳定性尚未得到证明。

这种非线性最优控制方法具有重要意义，它为住宅微电网的非线性最优控制问题提供了一种算法简单且计算高效的解决方案。与其他可用于微电网动态控制的非线性控制方案相比，它具有以下显著优势：
- 约束条件少 ：相较于Lie代数控制、基于微分平坦理论的控制、基于模型的预测控制、非线性模型预测控制、滑模控制、反步控制等非线性控制方案，该方法在实际应用中受到的约束更少。
- 跟踪精准快速 ：在控制输入适度变化的情况下，能够快速且准确地跟踪住宅微电网的所有参考设定点。
- 能量分散最小化 ：在控制实施和住宅微电网运行过程中，能使能量分散最小化。

此外，该方法还证明了住宅微电网的微分平坦特性，这一特性不仅证实了系统的可控性，还为解决该系统的设定点定义问题提供了可能。

2. 混合住宅微电网的动态模型

2.1 住宅微电网的组成

所考虑的住宅微电网主要由以下几个部分组成：
- 风力微型涡轮驱动的同步磁阻发电机（SRG） ：通过三相AC/DC转换器连接到直流母线。
- 质子交换膜（PEM）燃料电池堆 ：通过DC/DC转换器连接