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Distributed Periodic Event-Triggered Optimal Control of DC Microgrids Based on Virtual Incremental Cost

微电网 控制理论(社会学) 控制器(灌溉) 缩小 计算机科学 最优控制 Lyapunov稳定性 控制(管理) 控制工程 工程类 数学优化 数学 农学 生物 人工智能 程序设计语言
作者
Jiangkai Peng,Bo Fan,Zhenghong Tu,Wei Zhang,Wenxin Liu
出处
期刊:IEEE/CAA Journal of Automatica Sinica [Institute of Electrical and Electronics Engineers]
卷期号:9 (4): 624-634 被引量:18
标识
DOI:10.1109/jas.2022.105452
摘要

This article presents a distributed periodic event-triggered (PET) optimal control scheme to achieve generation cost minimization and average bus voltage regulation in DC microgrids. In order to accommodate the generation constraints of the distributed generators (DGs), a virtual incremental cost is firstly designed, based on which an optimality condition is derived to facilitate the control design. To meet the discrete-time (DT) nature of modern control systems, the optimal controller is directly developed in the DT domain. Afterward, to reduce the communication requirement among the controllers, a distributed event-triggered mechanism is introduced for the DT optimal controller. The event-triggered condition is detected periodically and therefore naturally avoids the Zeno phenomenon. The closed-loop system stability is proved by the Lyapunov synthesis for switched systems. The generation cost minimization and average bus voltage regulation are obtained at the equilibrium point. Finally, switch-level microgrid simulations validate the performance of the proposed optimal controller.
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