CN105391071A - 用于微电网中多功能并网逆变器并联的群体智能控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及微电网和电能质量管理，旨在提供一种用于微电网中多功能并网逆变器并联的群体智能控制方法。该方法针对微电网并网点PCC处的指定次数谐波、无功电流，采用一种多功能逆变器群体智能控制策略，采用基于有限时间一致性算法的全分布式分层控制方案进行补偿，并实现各分布式电源按照自身剩余容量比例分摊补偿容量的控制方法。本发明在不增加微电网额外电能质量治理设备的基础上，克服了单台逆变器在补偿谐波、无功电流方面剩余容量不足的缺陷；在不采用中央控制器的情况下，实现多功能逆变器群组按剩余容量比例分摊补偿容量的功能。本发明可以降低微电网的投资和运行维护成本，改善微电网的电能质量，具有很强的灵活性。

Description

用于微电网中多功能并网逆变器并联的群体智能控制方法

技术领域

本发明涉及一种仿生物体群智能的多功能逆变器群组控制方法，利用并网逆变器与邻近逆变器通讯和有限时间一致性算法，实现对微电网并网点PCC处指定次谐波和无功电流补偿的全分布式分层控制方法，属电气工程、分布式发电、微电网和电能质量管理的领域。

背景技术

微电网作为可再生能源并网的重要载体，一方面实现了随机性很强的新能源接入电网，另一方面也为电网的稳定提供了支持，近年来受到了广泛关注。然而，随着微电网中越来越多电力电子装置的应用和各种谐波、无功负荷的增加，使得微电网并网点PCC处的电能质量越来越差。此时微电网虽然还可以为电网提供电能的支撑，但是也会给电网带来谐波和无功的污染，另一方面，微电网内部的谐波和无功电流也会给微电网的稳定运行带来很大的挑战。

传统的提高电网电能质量的方法有安装调谐滤波器、无功补偿电容器等无源设备，或者采用有源电力滤波器、静止无功发生器等有源设备。虽然可以实现电能质量的治理，但是这些单纯为治理电能质量的设备会带来额外的投资和运行维护成本。因此，一种集成化功能型并网逆变器受到了越来越多的关注，这种逆变器不仅可以实现可再生能源的并网发电，同时充分利用逆变器剩余容量补偿微电网中的谐波和无功电流。这种并网逆变器不需要额外的硬件投入，只要对原有的逆变器控制策略进行改进就可以有一机多职的功能。

然而这种多功能的并网逆变器仅仅利用剩余容量进行电能质量的治理，单台逆变器的剩余容量是有限的，因此为了得到微电网电流的最佳补偿效果，需要调动多台逆变器组成的群组参与电流质量调节。在多台逆变器同时参与电能质量调节的时候，可以采用有互联线的集中控制，或者无互联线的下垂或者限幅控制等。集中控制有功率分配精确，逆变器之间不会有较大输出功率偏差的优点，但是在“即插即用”、“N+1”冗余等方面有一定的缺陷，而且集中控制器对中央控制器的要求较高，可靠性较差。相比之下，无互联线的控制策略有“在线热插拔”等灵活的特点，但是在无互联情况下，各逆变器之间的功率分配不能达到很准确的效果，很可能会出现有些逆变器一直工作在满载状态而其他逆变器的工作在轻载状态。基于以上原因，需要寻找一种分布式的多逆变器群组控制策略，在避免了集中式控制可靠性低的缺点，同时实现适合分布式电源的分层控制。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，克服现有技术的不足，针对微电网并网点PCC处的指定次数谐波、无功电流，采用一种多功能逆变器群体智能控制策略，基于有限时间一致性算法的全分布式分层控制方案进行补偿，并实现各分布式电源(DG)按照自身剩余容量比例分摊补偿容量的控制方法。本发明在不增加微电网额外电能质量治理设备的基础上，克服了单台逆变器在补偿谐波、无功电流方面剩余容量不足的缺陷；在不采用中央控制器的情况下，实现了多功能逆变器群组比例分摊补偿容量的功能。本发明可以降低微电网的投资和运行维护成本，改善微电网的电能质量，采用全分布式的控制方法，具有很强的灵活性。

为解决技术问题，本发明采用的技术方案为：

提供一种用于微电网中多功能并网逆变器并联的群体智能控制方法，其特征在于，微电网中的每台逆变器都通过本地控制和与邻近逆变器的通讯，实现群组对微电网并网点PCC处指定次谐波和无功电流补偿，并且每台逆变器的补偿分量正比于各自的剩余容量；每台逆变器的本地控制都采用分为三层的分层控制策略：一层为跟踪控制，用来实现每台逆变器的指令无差跟踪功能；二层为补偿分量计算层，用来计算每台逆变器所需的谐波和无功电流补偿指令，并将补偿指令传递给一层控制；三层为通讯层，通过与邻近的逆变器进行数据通讯，利用有限时间一致性迭代算法得到通讯层中传递数据的平均值，并将其送到二层控制；其中有一台指定逆变器(DG₀)，在其一层控制中单独设有对并网点PCC处指定次谐波和无功电流进行检测的模块，能将检测到的结果经过处理后传递给三层控制；

所述的群体智能控制方法包括以下步骤：

(1)由连接在并网点PCC处的指定逆变器(DG₀)对并网电流进行采样，通过其一层控制中独有的指定次谐波和无功电流检测模块(其余逆变器没有该功能模块)分离出并网电流中指定次谐波电流和无功电流的成分，并测得相应的谐波指标和功率因数；用电网规定的指定次谐波的畸变率减去测得的相应次谐波畸变率，经过补偿谐波次数选择环节后，结果通过一个限幅控制器(即大于0的部分输出结果都为0)；限幅的结果经PI调节后，与相应次数的谐波分量和无功分量相乘，即得到并网点电流中需要补偿的谐波和无功的全部分量；指定逆变器(DG₀)将其检测出的全部补偿分量每隔Δt时间(由于采用有限时间一致性迭代算法，可以确保在Δt时间内实现一致性迭代)传递给三层通讯层，利用通讯与邻近的逆变器共享此信息；

(2)各逆变器的二层补偿控制先计算各自的剩余容量，并将数据每隔Δt时间提供给通讯层；

(3)各逆变器的通讯层中交换的数据含有逆变器的剩余容量和各自的补偿分量，在每一个Δt的迭代开始时，除指定逆变器(DG₀)的初始补偿分量为自身检测到的PCC点处全部所需补偿的分量，其余逆变器的初始补偿分量均为0；通过有限时间一致性算法进行迭代，运算结果为逆变器群组剩余容量的平均值和补偿容量的平均值，然后将这两个平均值传递给二层补偿层；

(4)二层补偿控制把各逆变器的自身的剩余容量除以接收到的群组剩余容量平均值后，再与接收的补偿容量平均值相乘，得到最终的补偿电流指令，并传递给一层跟踪控制；

(5)各逆变器的一层跟踪控制接收到补偿电流指令后，针对谐波、无功电流利用与其旋转速度相对应的反坐标变换，获得abc自然坐标系下的补偿电流指令，补偿电流指令和输出基波有功、无功电流指令一起作为电流闭环的指令值；为了保证多功能并网逆变器的输出电流准确地跟踪其指令电流，采用多谐振频率的比例谐振控制保证其动态和静态响应能力。

本发明中，所述指定逆变器(DG₀)具有补偿谐波次数选择环节：当指定逆变器(DG₀)进行谐波补偿后的剩余容量小于设定的阈值时，对进行补偿的谐波电流进行选择，首先放弃对指标偏差绝对值最小的次数谐波的补偿，然后再比较其补偿后的剩余容量，若比阈值小则继续进行上述的操作。

本发明中，在通过有限时间一致性算法进行迭代时，采用图形发现算法获得全部有连接关系的逆变器群组的数量和拉普拉斯矩阵及其特征值，并实时监测群组逆变器结构的变化情况，更新相应的逆变器数量和拉普拉斯矩阵；然后构建一个特殊的迭代系数矩阵，实现有限时间一致性算法的运算。

本发明中，所述并网电流中的指定次谐波电流，是指3、5、7、11次谐波电流；所述谐波指标，是指3、5、7、11次谐波的畸变率；所述谐波指标和功率因数是通过基波旋转角速度和谐波相应的旋转角速度同步坐标变换和二阶低通滤波后计算得到。

本发明的有益效果主要体现在：

1、本发明可以充分利用微电网中现有的并网逆变器设备的剩余容量进行指定次谐波和无功电流的治理，不需要额外的专门治理电能质量的硬件投入，降低了系统成本。

2、所提供的逆变器群组补偿电流均分方案采用了一种有限时间一致性算法，可以在有限的时间内，快速达到共识平均，然后获得逆变器各自补偿分量指令。逆变器只需要与邻近的逆变器进行通讯，邻近的逆变器可以理解为物理位置相近的逆变器，在采用有线连接时可以节约连接线成本，且不需要中央控制器或者每台逆变器都与其他所有逆变器进行通讯的复杂结构，很好的实现了即插即用的灵活性，提高了系统的可靠性。

3、所提供的补偿谐波次数选择环节，在逆变器群组剩余容量不足以全部补偿无功和指定次谐波电流时，可以再次对补偿谐波的次数进行选择，忽略谐波指标最好的次数谐波电流的补偿，即优先补偿无功电流和谐波指标恶劣的次数的谐波。

附图说明

图1是微电网结构。

图2是一层与二层控制框图。

图3是补偿谐波次数选择流程图。

图4是通讯层控制流程图。

具体实施方式

本发明包括三层控制结构，利用如图1所示的微电网结构，一层是多功能逆变器的跟踪调制层，用来实现逆变器的指令无差跟踪功能；二层为补偿分量控制层，用来计算每台逆变器所需的谐波和无功电流补偿指令，并将补偿指令传递给一层控制；三层为通讯层，通过与邻近的逆变器进行数据通讯，利用有限时间一致性算法实现PCC点处补偿容量的分摊。接下来首先介绍本发明中采用的并网电流指定次谐波、无功电流检测方法，然后按功能实现的步骤说明多功能并网逆变器分布式补偿的具体实施方式。

本发明中有一台特殊的逆变器(即指定逆变器DG₀)用来实现并网点PCC处的指定次谐波和无功电流检测，为方便描述，设其编号为DG₀。为检测指定次谐波和无功电流，DG₀采用同步旋转坐标变换和二阶低通滤波(LPF)的方法，其原理图如图2“谐波、无功检测”部分所示，值得指出的是，对于有谐波、无功电流检测功能的逆变器，其检测模块也属于一层控制，其他一层控制的内容和普通的逆变器相同。

其中u_abc为DG₀检测的并网点电压，i_abc为DG₀检测到的abc三相自然坐标系下并网点处的电流，经过旋转速度为ω₀和hω₀(ω₀为电网电压的基波旋转角速度，h为指定的谐波次数)的旋转坐标变换，式(1)和式(2)分别对应基波旋转速度和谐波旋转速度下的坐标变换矩阵，得到dq坐标下的值，再经过LPF得到的直流分量便是对应次谐波dq轴坐标下的分量。设HD_h表示h次谐波的指标(3，5，7，11等)，如式(3)所示

$T_{abc/dq0}=\sqrt{\frac{2}{3}}\left[\begin{array}{ccc}cos\mathrm{\θ}& cos(\mathrm{\θ}-2\mathrm{\π}/3)& cos(\mathrm{\θ}+2\mathrm{\π}/3)\\ -\sin \mathrm{\θ}& -\sin (\mathrm{\θ}-2\mathrm{\π}/3)& -\sin (\mathrm{\θ}+2\mathrm{\π}/3)\\ \sqrt{2}/2& \sqrt{2}/2& \sqrt{2}/2\end{array}\right]---\left(1\right)$

$T_{abc/dqh}=\sqrt{\frac{2}{3}}\left[\begin{array}{ccc}\cosh \mathrm{\θ}& \cosh (\mathrm{\θ}-2\mathrm{\π}/3)& \cosh (\mathrm{\θ}+2\mathrm{\π}/3)\\ -\sinh \mathrm{\θ}& -\sinh (\mathrm{\θ}-2\mathrm{\π}/3)& -\sinh (\mathrm{\θ}+2\mathrm{\π}/3)\\ \sqrt{2}/2& \sqrt{2}/2& \sqrt{2}/2\end{array}\right]---\left(2\right)$

${\mathrm{HD}}^h=\frac{\sqrt{i_{hd}^2+i_{hq}^2}}{\sqrt{i_d^2+i_q^2}}---\left(3\right)$

其中i_hd、i_hq分别为DG₀采样得到的并网点电流在hω₀旋转角速度坐标变换并经过LPF滤波后的值，i_d、i_q为基波角速度ω₀旋转坐标系变换并经过LPF滤波后的基波分量。用电网要求的相应次数谐波指标减去测得的指标后，经过补偿次数选择和一个限幅环节即输入大于0则输出为0，再通过一个PI调节器，其结果分别与i_hd、i_hq相乘，可以得到全部所需的补偿谐波容量C_hdq。

$\left[\begin{array}{c}{i}_{pd}\\ i_{pq}\end{array}\right]=\frac{u_d{i}_d+u_q{i}_q}{u_d^2+u_q^2}\left[\begin{array}{cc}1& 0\\ 0& 1\end{array}\right]\left[\begin{array}{c}{u}_d\\ u_q\end{array}\right]---\left(4\right)$

$\left[\begin{array}{c}{i}_{qd}\\ i_{qq}\end{array}\right]=\frac{u_q{i}_d-u_d{i}_q}{u_d^2+u_q^2}\left[\begin{array}{cc}0& 1\\ -1& 0\end{array}\right]\left[\begin{array}{c}{u}_d\\ u_q\end{array}\right]---\left(5\right)$

至于并网电流中的无功电流部分可以由图2无功检测方法获得。其中i_pd、i_pq为基波有功电流，i_qd、i_qq为基波无功电流在dq轴的分量，u_d、u_q为并网点电压在基波旋转角速度下的dq轴分量。功率因数可以表示为(6)，与HD_h一样，经过限幅和PI调节后，与i_qd、i_qq相乘，可以得到需要补偿的无功电流分量C_qdq。

$PF=\frac{i_{pd}^2+i_{pq}^2}{i_{qd}^2+i_{qq}^2+i_{pd}^2+i_{pq}^2}---\left(6\right)$

此外，为了充分利用逆变器群组的剩余容量，针对出现的并网点PCC处的谐波、无功分量不足以完全补偿的情况，本发明采用一种补偿对象选择的算法，如图3所示。开始时，谐波检测模块是将全部指定次数的谐波指标差值通过限幅并进行PI调节以实现谐波电流的补偿，但是当DG₀补偿后的剩余容量S₀’达到一个阈值S_D(为了充分利用剩余容量阈值设定为DG₀总视在容量的10％)后，将不对指标偏差绝对值最小的谐波实施补偿，即不将此次谐波对应的指标差值送入限幅环节。如果减少一项谐波不足以满足裕量要求，则继续进行上述的操作。式(7)给出了DG₀补偿后剩余容量的计算方法，其中S₀₀为DG₀的额定视在功率，P₀，Q₀分别是DG₀的指令输出基波有功功率和无功功率，U是并网点电压的有效值，I_0h，I_0q分别为DG₀一层控制中补偿电流指令的有效值。

$S_0^{\′}=\sqrt{S_{00}^2-P_0^2-Q_0^2-3{\left({\mathrm{UI}}_{0h}\right)}^2-3{\left({\mathrm{UI}}_{0q}\right)}^2}---\left(7\right)$

下面介绍本发明中的第三层通讯层控制，由DG₀一层控制中谐波、无功电流检测模块得到的补偿分量C_hdq、C_qdq传递给其通讯模块。本发明中为实现群体智能的特性，每一台DG的本地控制器除了实现并网发电的控制电路，还有通讯模块，通讯的方式可以采用有线或者无线连接，通讯协议可以采用微电网中广泛应用的IEC协议等。在三层通讯层，每台DG通过与邻近DG的进行信息交换，利用有限时间一致性算法进行补偿容量分配。在介绍一致性算法之前，有必要介绍图论和本发明采用的有限时间一致性算法的基本概念。

图论的概念已经广泛应用在多智能体的控制中，设G＝(v，ε)为图，v＝{1，2，3，···n}，是图的节点集，在多逆变器系统中，可以视为逆变器的集合。是图G的边集，在图G中每条边对应两个不同的节点(v_i，v_j)，如果说明图G是无向或对称图，本发明中的逆变器集合属于此类图。定义v_i的邻居集为N_i＝{v_j∈v：(v_i，v_j)∈ε}图G是连通的指任意两节点之间存在一条通路。定义一个连接矩阵A，其中如果j∈N_i则a_ij＝a_ji＝1否则a_ij＝a_ji＝0。图G的度矩阵D是一个对角矩阵，其中图G的拉普拉斯矩阵L可以表述为L＝D-A即

$l_{ij}=\left\{\begin{array}{cc}{\mathrm{\Σ}}_{j\∈N_i}{a}_{ij}& (i=j)\\ -a_{ij}& (i\≠j)\end{array}\right.---\left(8\right)$

为不失一般性，接下来以x表示需要迭代一致计算的变量，平均一致性算法可以表示为：

$x_i^{k+1}={\mathrm{\ω}}_{ii}\left(k\right)x_i^k+\underset{j\∈N_i}{\Σ}{\mathrm{\ω}}_{ij}\left(k\right)x_j^k---\left(9\right)$

其中x_i ^k+1表示第i个智能体(逆变器)在k次迭代时分享的信息，ω是更新比例。如果比例矩阵满足式(10)，则在K次迭代后可以实现平均一致性，即式(11)

${\mathrm{\ω}}_{ij}\left(k\right)=\left\{\begin{array}{cc}1-\frac{n_i}{{\mathrm{\λ}}_{k+1}},& j=i\\ \frac{1}{{\mathrm{\λ}}_{k+1}},& j\∈N_i\\ 0,& others\end{array}\right.---\left(10\right)$

$x_i^K=x_j^K=\underset{i=1}{\overset{n}{\Σ}}{x}_i^0/n,\∀i,j\∈\mathrm{\ν}---\left(11\right)$

式(10)中λ₂≠λ₃≠…≠λ_K+1为拉普拉斯矩阵的非零特征值。为得到拉普拉斯矩阵，可以通过图形发现算法(网络流动方法“networkfloodingmethod”，式11-14描述了其技术细节)实现。设所有的逆变器都有自己的IP地址为ID(i)。

1)在k＝0时，每一个智能体(逆变器)DG_i的初始值为

M_i(0)＝{ID(i)[ID(j)，j∈N_i]}(12)

并且将这个数据发送给它的邻居。

2)当k＞0时，智能体更新各自的表M为：

$M_i(k+1)=\underset{j\∈N_i\∪\left\{i\right\}}{\∪}{N}_j\left(k\right)---\left(13\right)$

3)如果M_i(k)＝M_i(k-1)则停止和邻居交换信息，否则将继续进行第二步迭代

4)设k_f是M_i(k)＝M_i(k-1)的第一时刻，即

k_f＝min{k|M_i(k)＝M_i(k-1)}(14)

那么全部连通的逆变器的数量可以表示为n＝|M_i(k_f)|其中|·|表示在表集中全部元素的个数。紧接着结合拉普拉斯矩阵的定义，所有的逆变器单元都会得知全局群逆变器的拓扑结构和拉普拉斯矩阵，以及拉普拉斯矩阵的非零特征值。获得矩阵的非零特征值之后，就可以实现有限时间一致性算法的迭代。

值得指出的是，为了实现多功能并网逆变器即插即用和在线热插拔的功能，在通讯层还要有实时检测逆变器连接状态修改特征矩阵和迭代系数的功能。如图4所示的流程图，第一步，完成二层向三层传递的信息的初始化，同时利用“图形发现”的算法得到全部有连接关系参与电能质量治理的逆变器的数量n+1和拉普拉斯矩阵以及矩阵的特征值。第二步，通过信息的共享，利用有限时间一致性算法，得到每台逆变器的补偿分量，并将结果传递给二层控制。第三步，检测是否有逆变器加入或者脱离并网点PCC，若没有变化，则继续返回第二步，若有变化，则需要进行新的“图形发现”，更新拉普拉斯矩阵以及特征值，再返回第二步进行一致性迭代运算。

微电网中的并网逆变器如光伏并网逆变器、风力发电逆变器、储能逆变器等，无论是经过MPPT(最大功率点跟踪算法)计算的最佳功率工作点，或是根据储能状态得到的输出有功功率或者基波无功功率，都是工作在给定的工作有功功率下，而且和逆变器的额定视在功率相比，都会有一定的剩余容量，所以每台逆变器的剩余容量S_j可以表示为式

$S_j=\sqrt{S_{0j}^2-P_j^2-Q_j^2}---\left(15\right)$

S_0j为DG_j的额定视在功率，P_j、Q_j分别为DG_j的给定输出有功功率和基波无功功率。设有连通关系的群组中多功能逆变器的个数除特殊逆变器DG₀外，还有n台，每台逆变器将自己的剩余容量信息每隔Δt时间发送给邻近的逆变器，同时也会接收到邻近其他逆变器的剩余容量信息，对应式(9)的迭代方式，初始值均为逆变器各自的剩余容量，在每一个Δt时间内通过有限时间一致性算法的K次迭代，可以得到一个稳定的平均值，即式(16)

$S_j^K=S_i^K=\underset{k=1}{\overset{n+1}{\Σ}}{S}_k/n+1---\left(16\right)$

表示S_j经过K次迭代后的值。同理DG₀计算所得到的并网点h次谐波电流补偿分量C_hdq和无功电流补偿分量C_qdq也作为DG₀共享的信息，每隔Δt时间与邻近的逆变器共享一次，由于补偿参考中含有无功和指定次谐波多个变量，采用式(17)定义的向量表示DG_j的全部补偿分量C_j：

C_j＝[C_jqdq，C_jhdq]^T(h＝3，5，7，11)(17)

C_jqdq、C_jhdq分别表示DG_j的无功和补偿分量。利用式(9)的迭代方法，DG₀的补偿分量初始值为C_hdq、C_qdq，而其他的DG初始值均为0。在每一个Δt时间内进行了K次迭代计算后，三层通讯层得到的补偿参考达成一致，如式(18)所示

$C_j^K=C_i^K={\[C_{qdq}/n+1,C_{hdq}/n+1\]}^T,(h=3,5,7,11)---\left(18\right)$

迭代完成后，由式(18)得到的补偿参考传递给二层补偿控制层后，通过式(19)计算DG_j的最终旋转坐标系下的指令电流，再将补偿指令电流传递给一层的本地控制。其中C_jdq包含了DG_j所需补偿的指定次谐波和无功电流成分，最终DG_j的补偿分量可以表示为ICR_j

${\mathrm{ICR}}_j=\[{\mathrm{ICR}}_{jqdq},{\mathrm{ICR}}_{jhdq}\]=\frac{S_j}{S_j^K}{C}_j^K=\frac{S_j}{\underset{k=1}{\overset{n+1}{\Σ}}{S}_k}{\[C_{qdq},C_{hdq}\]}^T---\left(19\right)$

$\left\{\begin{array}{c}{i}_{gd}=(u_{d}P+u_{q}Q)/(u_d^2+u_q^2)\\ i_{gq}=(u_{q}P-u_{d}Q)/(u_d^2+u_q^2)\end{array}\right.---\left(20\right)$

即每台逆变器通过与相邻逆变器之间的通讯，达到了按照其剩余容量比例分配补偿电流的结果。然后通过图2所示的一层控制，首先利用旋转坐标反变换，T_dqh/abc和T_dq0/abc分别对应变换矩阵T_abc/dqh和T_abc/dq0的逆矩阵，得到abc坐标下制定次谐波和无功电流的补偿指令，将其与通过式(20)计算得到的功率跟踪指令电流相加，便得到DG_j的全部指令电流。指令电流和DG的输出电流相比较，结果通过多重谐振控制器进行跟踪，值得指出的是多重控制器的谐振频率和需要消除的指定谐波频率相同。多重控制器的结果再结合并网电压前馈控制和限幅环节，采用SPWM调制得到逆变器的开关信号。到此，DG_j实现了在并网输出有功功率的同时，通过分布式通讯的有限时间一致性算法，实现了逆变器群体按比例分摊，智能补偿并网点PCC处指定次谐波和无功电流的功能。

Claims (4)

1.一种用于微电网中多功能并网逆变器并联的群体智能控制方法，其特征在于，微电网中的每台逆变器都通过本地控制和与邻近逆变器的通讯，实现群组对微电网并网点PCC处指定次谐波和无功电流补偿，并且每台逆变器的补偿分量正比于各自的剩余容量；每台逆变器的本地控制都采用分为三层的分层控制策略：一层为跟踪控制，用来实现每台逆变器的指令无差跟踪功能；二层为补偿分量计算层，用来计算每台逆变器所需的谐波和无功电流补偿指令，并将补偿指令传递给一层控制；三层为通讯层，通过与邻近的逆变器进行数据通讯，利用有限时间一致性迭代算法得到通讯层中传递数据的平均值，并将其送到二层控制；其中有一台指定逆变器(DG₀)，在其一层控制中单独设有对并网点PCC处指定次谐波和无功电流进行检测的模块，能将检测到的结果经过处理后传递给三层控制；

所述的群体智能控制方法包括以下步骤：

(1)由连接在并网点PCC处的指定逆变器(DG₀)对并网电流进行采样，通过其一层控制中独有的指定次谐波和无功电流检测模块，分离出并网电流中指定次谐波电流和无功电流的成分，并测得相应的谐波指标和功率因数；用电网规定的指定次谐波的畸变率减去测得的相应次谐波畸变率，经过补偿谐波次数选择环节后，结果通过一个限幅控制器；限幅的结果经PI调节后，与相应次数的谐波分量和无功分量相乘，即得到并网点电流中需要补偿的谐波和无功的全部分量；指定逆变器(DG₀)将其检测出的全部补偿分量每隔Δt时间传递给三层通讯层，利用通讯与邻近的逆变器共享此信息；

(2)各逆变器的二层补偿控制先计算各自的剩余容量，并将数据每隔Δt时间提供给通讯层；

(3)各逆变器的通讯层中交换的数据含有逆变器的剩余容量和各自的补偿分量，在每一个Δt的迭代开始时，除指定逆变器(DG₀)的初始补偿分量为自身检测到的PCC点处全部所需补偿的分量，其余逆变器的初始补偿分量均为0；通过有限时间一致性算法进行迭代，运算结果为逆变器群组剩余容量的平均值和补偿容量的平均值，然后将这两个平均值传递给二层补偿层；

(4)二层补偿控制把各逆变器的自身的剩余容量除以接收到的群组剩余容量平均值后，再与接收的补偿容量平均值相乘，得到最终的补偿电流指令，并传递给一层跟踪控制；

(5)各逆变器的一层跟踪控制接收到补偿电流指令后，针对谐波、无功电流利用与其旋转速度相对应的反坐标变换，获得abc自然坐标系下的补偿电流指令，补偿电流指令和输出基波有功、无功电流指令一起作为电流闭环的指令值；为了保证多功能并网逆变器的输出电流准确地跟踪其指令电流，采用多谐振频率的比例谐振控制保证其动态和静态响应能力。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述指定逆变器(DG₀)具有补偿谐波次数选择环节：当指定逆变器(DG₀)进行谐波补偿后的剩余容量小于设定的阈值时，对进行补偿的谐波电流进行选择，首先放弃对指标偏差绝对值最小的次数谐波的补偿，然后再比较其补偿后的剩余容量，若比阈值小则继续进行上述的操作。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在通过有限时间一致性算法进行迭代时，采用图形发现算法获得全部有连接关系的逆变器群组的数量和拉普拉斯矩阵及其特征值，并实时监测群组逆变器结构的变化情况，更新相应的逆变器数量和拉普拉斯矩阵；然后构建一个特殊的迭代系数矩阵，实现有限时间一致性算法的运算。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述并网电流中的指定次谐波电流，是指3、5、7、11次谐波电流；所述谐波指标，是指3、5、7、11次谐波的畸变率；所述谐波指标和功率因数是通过基波旋转角速度和谐波相应的旋转角速度同步坐标变换和二阶低通滤波后计算得到。