CN105703393B - 一种基于分布式预测控制策略的微电网电压恢复方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于分布式预测控制策略的微电网电压恢复方法，包括：步骤10）采用分布式有限时间观测器获取整个微电网全局参考电压指令，作为本地控制器中电压恢复的基准值；步骤20）各本地控制器采用下垂控制策略，采集各电源本地电压值，在下垂特性式中加入二次电压补偿项，作为分布式电源的本地电压值；步骤30）建立预测趋势模型；步骤40）获取当前时刻的预测控制项作为二次电压补偿指令，作用于各自本地控制器；步骤50）判断在二次电压补偿指令下，微电网各分布式电源本地电压是否达到额定电压参考值。该控制方法采用预测控制获取二次电压补偿指令，实现微电网中各分布式发电单元电压恢复，从而提高微电网的整体电能质量。

Description

一种基于分布式预测控制策略的微电网电压恢复方法
技术领域
本发明属于微电网运行控制领域，具体来说，涉及一种基于分布式预测控制策略的微电网电压恢复方法。
背景技术
随着地球资源的日渐衰竭以及人们对环境问题的关注，可再生能源的接入越来越受到世界各国的重视。微电网是一种在能量供应系统中增加可再生能源和分布式能源渗透率的新兴能量传输模式，其组成部分包括不同种类的分布式能源(distributed energyresources，DER，包括微型燃气轮机、风力发电机、光伏、燃料电池、储能设备等)、各种电负荷和/或热负荷的用户终端以及相关的监控、保护装置。
微电网内部的电源主要由电力电子器件负责能量的转换，并提供必须的控制；微电网相对于外部大电网表现为单一的受控单元，并可同时满足用户对电能质量和供电安全等的要求。微电网与大电网之间通过公共连接点进行能量交换，双方互为备用，从而提供了供电的可靠性。由于微电网是规模较小的分散系统，与负荷的距离较近，可以增加本地供电的可靠性、降低网损，大大增加了能源利用效率，是一种符合未来智能电网发展要求的新型供电模式。
正常情况下，微电网与大电网连接，由大电网提供电压、频率支撑；当配网侧出现故障时，公共连接点断开，微电网进入孤岛模式。采用下垂控制策略的对等控制模式由于不需要主导分布式电源及联络线间联系获得了广泛的关注。当需要微电网由并网模式转向独立运行模式时，各分布式电源可以自动分担微网内有功功率和无功功率不平衡。但由于下垂控制是比例有差控制，会引起各本地电压与额定参考值的偏差，需要二次控制恢复各电压值。此外，各分布式可再生发电单元本地电压的不一致性、模型的不确定性以及即插即用的需求对电压的快速同步恢复提出了挑战。目前，研究微电网电压恢复的控制方式包括集中式和基于多代理的分布式协同控制。集中式控制基于中央控制器，需要复杂的通讯网络和处理大量的数据，而且点对点通讯的失败、间歇性的可再生能源的不确定性可能导致通信拓扑结构变化，都进一步加大了集中控制的负担。相反，基于多代理的分散式控制方法基于本地及相邻分布式单元获得完整的数据更新，实现高效的信息共享交互，最终在简单的通讯结构下实现更快的决策和操作。
发明内容
技术问题：本发明所要解决的技术问题是：提供一种基于分布式预测控制策略的微电网电压恢复方法，该控制方法是一种完全的的分散式控制方法，实现全局信息的分散式共享，并采用预测控制获取二次电压补偿指令，实现微电网中各分布式发电单元电压恢复，使分布式电压快速恢复到额定参考值，从而提高微电网的整体电能质量。
技术方案：为解决上述技术问题，本发明实施例采取的一种基于分布式预测控制策略的微电网电压恢复方法，该控制方法包括下述步骤：
步骤10)设孤立微电网中有N个分布式电源，当各分布式电源采用分布式控制结构,且部分牵制电源点接收到额定参考电压信息时，采用分布式有限时间观测器获取整个微电网全局参考电压指令，作为本地控制器中电压恢复的基准值；
步骤20)各本地控制器采用下垂控制策略，采集各电源本地电压值，在下垂特性式中加入二次电压补偿项，作为分布式电源的本地电压值，如式(1)所示：
式(1)中，vi表示微电网中第i个分布式电源的本地电压值；v0表示额定电压参考值，单位：千伏；nQi表示微电网中第i个分布式电源对应的电压下垂特性系数，单位：千伏/兆乏；Qi表示微电网中第i个分布式电源的无功功率，单位：兆乏；表示二次电压补偿项，单位：千伏；
将式(1)以ε为信息更新间隔，转化为离散形式，如式(2)所示：
v(k+1)＝Pv(k)+Er 式(2)
其中，以k时刻为当前时刻，k+1时刻为下一时刻，v(k)＝[v1(k),…,vN(k)]T，v1(k)表示第1个分布式电源在k时刻电压值，vN(k)表示第N个分布式电源在k时刻电压值；v(k+1)表示各分布式电源在k+1时刻电压值组成的矩阵；P＝IN(1-ε)-εL，IN表示N阶单位阵，L表示微电网分布式结构的Laplacian矩阵，代表各分布式电源间的信息交互；Er＝εvrefEN，vref表示微电网额定参考电压值，EN表示包含N个1元素的列向量，EN＝1N；
在式(2)中加入可调参数预测项，如式(3)所示：
其中，u(k)表示可调参数预测项，u(k)＝[u1(k),…,uN(k)]T，u1(k)表示第1个分布式电源预测项，uN(k)表示第N个分布式电源预测项,上标T表示转置；μ表示可调参数预测项系数；
根据式(1)和式(3)，二次控制补偿项如式(4)所示：
其中，[0,…,1ith,…0]代表第i个元素为1，其余元素为0的包含N个元素的行向量；
步骤30)对式(3)进行扩展为包含HP步预测时域、HU步控制时域的预测趋势模型，如式(5)所示：
其中，V(k+1)＝[vT(k+1),…,vT(k+HP)]T,v(k+1)表示各分布式电源在k+1时刻电压值所组成的矩阵，v(k+HP)表示各分布式电源在k+HP时刻电压值所组成的矩阵；U(k)＝[uT(k),…,uT(k+Hu-1)]T，u(k)表示各分布式电源第1步预测项组成的矩阵，u(k+Hu-1)表示各分布式电源第Hu步预测项组成的矩阵；
Er＝Er B∈RHpN×1，R表示实数阵；
H＝Er+μvrefEN∈RN×1；
步骤40)设定HP步预测时域内，各分布式电源电压差值如式(7)所示：
其中，ΔV(k+1)表示各分布式电源在k+1至k+HP时刻段的电压差值矩阵；Δv(k+1)表示各分布式电源在k+1时刻电压差值矩阵，Δv(k+1)＝[v1(k+1)-v2(k+1),…,vN-1(k+1)-vN(k+1)]，v1(k+1)表示第1个分布式电源在k+1时刻电压差值，v2(k+1)表示第2个分布式电源在k+1时刻电压差值，vN-1(k+1)表示第N-1个分布式电源在k+1时刻电压差值，vN(k+1)表示第N个分布式电源在k+1时刻电压差值；Δv(k+HP)表示各分布式电源在k+HP时刻电压差值矩阵，Δv(k+HP)＝[v1(k+HP)-v2(k+HP),…,vN-1(k+HP)-vN(k+HP)]，v1(k+HP)表示第1个分布式电源在k+HP时刻电压差值，v2(k+HP)表示第2个分布式电源在k+HP时刻电压差值，vN-1(k+HP)表示第N-1个分布式电源在k+HP时刻电压差值，vN(k+HP)表示第N个分布式电源在k+HP时刻电压差值；AΨ＝ΨA，BΨ＝ΨB，Ψ＝diag(L,…,L)∈HpN×HpN,
根据式(7)，以正定对称矩阵Q、W、R为权重矩阵，最小化式(8)所定义的优化指标函数，求取在此电压值条件下的可调参数预测项系数：
其中，J(k)表示优化指标函数式；ξ表示各分布式电源额定参考电压值；
将可调参数预测项系数带入式(5)，获得各分布式电源HU步内的预测控制项，取当前时刻的预测控制项作为二次电压补偿指令，作用于各自本地控制器；
步骤50)判断在步骤40)所得的二次电压补偿指令下，微电网各分布式电源本地电压是否达到额定电压参考值，若达到，则控制过程结束；若未达到，重新采集各分布式电源电压本地值作为当前时刻值，重复步骤20)至步骤50),直到各本地电压值同时恢复至额定电压参考值。
作为优选例，所述的步骤10)中，分布式有限时间观测器如式(9)所示：
其中，表示第i个分布式电源本地观测器输出值，代表了对全局参考信息的观测，表示的微分形式；aij表示邻接权值，aij>0表示第i个分布式电源与第j个分布式电源直接相连，aij＝0表示第i个分布式电源与第j个分布式电源不连接；表示第j个分布式电源本地观测器输出值，gi表示分布式结构下的牵制增益，gi＝1表示此牵制点能够直接获取额定参考值，否则gi＝0。
作为优选例，所述的步骤40)中，Q＝qIN,W＝wIN,R＝rIN，q表示第一系数，w表示第二系数，r表示第三系数，q、w和r均大于0。
有益效果：与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：本发明实施例的控制方法是一种完全的分散式控制方法,避免了集中控制控制方式复杂的通讯结构和大量的数据处理要求。本发明实施例针对下垂一次控制时，由于功率不平衡产生的电压偏差，将微电网二次电压恢复问题转化基于分布式预测控制策略的一致性跟随问题，能够实现各分布式发电单元本地电压全局共享及快速、同步跟随至额定参考值，提高微电网电压质量。本发明的微电网电压恢复方法通过本地代理采集各分布电源本地电压，建立包含可调参数预测项的预测控制模型，并将其扩展为基于HP步预测时域、HU步控制时域的预测趋势模型，然后根据设定的惩罚目标函数在3类控制目标下进行权重分配，实现不同的分布式电源电压快速跟随的目标。根据求取的预测可调系数获得最近一步的二次控制补偿项，作用于本地控制器。重复执行上述步骤，直到所有本地电压同时恢复至额定参考值为止。本发明实施例基于有时实际微电网中并不是所有分布式发电单元可以获得额定参考值，采用有限时间观测器可以快速的实现全局信息共享。由于获取的二次电压恢复指令包含预测信息以及采用滚动优化的控制策略，对分布式电源出力随机性、负荷不确定性、线路参数不确定性等模型不确定情况有良好的适应性，并可以满足微电网中负荷增减、分布式单元即插即用等需求。本发明实施例在二次电压恢复过程中不同的信息更新速率有一定的鲁棒性，提高了孤岛微电网的控制性能。
附图说明
图1是本发明实施例的流程图；
图2是本发明中微电网电压恢复的控制体系图；
图3是本发明实施例中采用的微电网仿真系统及通信拓扑结构图；
图4是本发明实施例中孤岛微电网在增减负荷情况下电压恢复效果图；
图5是本发明实施例中微电网增减负荷情况下二次电压控制量趋势图；
图6(a)是在微电网增减负荷情况下,采用本发明电压恢复方法的效果图；
图6(b)是在微电网增减负荷情况下,采用传统电压恢复方法的效果图；
图7是本发明实施例中孤岛微电网发生分布式发电单元3故障退出运行情况下，电压恢复效果图；
图8(a)是本发明电压恢复方法在不同的数据更新间隔下，电压恢复效果图；
图8(b)是传统电压恢复方法在不同的数据更新间隔下，电压恢复效果图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施案例对本发明进行深入地详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施案例仅仅用以解释本发明，并不用于限定发明。
如图1所示，本发明实施例的一种基于分布式预测控制策略的微电网电压恢复方法，包括下述步骤：
步骤10)设孤立微电网中有N个分布式电源，当各分布式电源采用分布式控制结构,且部分牵制电源点接收到额定参考电压信息时，采用分布式有限时间观测器获取整个微电网全局参考电压指令，作为本地控制器中电压恢复的基准值。牵制电源点是指可以直接接收外部设置的额定电压参考信息的分布式电源。
在步骤10)中，分布式有限时间观测器如式(9)所示：
其中，表示第i个分布式电源本地观测器输出值，代表了对全局参考信息的观测，表示的微分形式；aij表示邻接权值，aij>0表示第i个分布式电源与第j个分布式电源直接相连，aij＝0表示第i个分布式电源与第j个分布式电源不连接；表示第j个分布式电源本地观测器输出值，gi表示分布式结构下的牵制增益，gi＝1表示此牵制点能够直接获取额定参考值，否则gi＝0。sig(*)a＝sign(*)|*|a(a>0)代表有限时间函数。在式(9)作用下，各本地电压观测器在t≥T0下达到使用此观测器主要是应对在分布式结构下，某些分布式电源不能直接获取额定电压参考值，便于实现全局信息的分散式共享。
步骤20)由于各本地控制器采用下垂控制策略，导致了各分布式电源本地电压与额定电压参考值存在差异，所以采集各电源本地电压值，在一次下垂特性式中加入二次电压补偿项，如式(1)所示：
式(1)中，vi表示微电网中第i个分布式电源的本地电压值；v0表示额定电压参考值，单位：千伏；nQi表示微电网中第i个分布式电源对应的电压下垂特性系数，单位：千伏/兆乏；Qi表示微电网中第i个分布式电源的无功功率，单位：兆乏；表示二次电压补偿项，单位：千伏。
将式(1)以ε为信息更新间隔，转化为离散形式，如式(2)所示。由此将微电网二次电压恢复问题转化为分布式预测同步跟随问题。
v(k+1)＝Pv(k)+Er 式(2)
其中，以k时刻为当前时刻，k+1时刻为下一时刻，v(k)＝[v1(k),…,vN(k)]T，v1(k)表示第1个分布式电源在k时刻电压值，vN(k)表示第N个分布式电源在k时刻电压值；v(k+1)表示各分布式电源在k+1时刻电压值组成的矩阵；P＝IN(1-ε)-εL，IN表示N阶单位阵，L表示微电网分布式结构的Laplacian矩阵，代表各分布式电源间的信息交互；Er＝εvrefEN，vref表示微电网额定参考电压值，EN表示包含N个1元素的列向量，EN＝1N。
在式(2)中加入可调参数预测项，如式(3)所示：
其中，u(k)表示可调参数预测项，u(k)＝[u1(k),…,uN(k)]T，u1(k)表示第1个分布式电源预测项，uN(k)表示第N个分布式电源预测项,上标T表示转置；μ表示可调参数预测项系数。
通过式(3)，将微电网二次电压恢复问题转化为分布式预测同步跟随问题。
根据式(1)和式(3)，二次控制补偿项如式(4)所示：
其中，[0,…,1ith,…0]代表第i个元素为1，其余元素为0的包含N个元素的行向量。
步骤30)对式(3)进行扩展为包含HP步预测时域、HU步控制时域的预测趋势模型，如式(5)所示：
其中，V(k+1)＝[vT(k+1),…,vT(k+HP)]T,v(k+1)表示各分布式电源在k+1时刻电压值所组成的矩阵，v(k+HP)表示各分布式电源在k+HP时刻电压值所组成的矩阵；U(k)＝[uT(k),…,uT(k+Hu-1)]T，u(k)表示各分布式电源第1步预测项组成的矩阵，u(k+Hu-1)表示各分布式电源第Hu步预测项组成的矩阵。
Er＝Er B∈RHpN×1，R表示实数阵。
H＝Er+μvrefEN∈RN×1。
步骤40)为使各分布式电源同步跟随至额定参考电压值，设定HP步预测时域内，各分布式电源电压差值如式(7)所示：
其中，ΔV(k+1)表示各分布式电源在k+1至k+HP时刻段的电压差值矩阵；Δv(k+1)表示各分布式电源在k+1时刻电压差值矩阵，Δv(k+1)＝[v1(k+1)-v2(k+1),…,vN-1(k+1)-vN(k+1)]，v1(k+1)表示第1个分布式电源在k+1时刻电压差值，v2(k+1)表示第2个分布式电源在k+1时刻电压差值，vN-1(k+1)表示第N-1个分布式电源在k+1时刻电压差值，vN(k+1)表示第N个分布式电源在k+1时刻电压差值；Δv(k+HP)表示各分布式电源在k+HP时刻电压差值矩阵，Δv(k+HP)＝[v1(k+HP)-v2(k+HP),…,vN-1(k+HP)-vN(k+HP)]，v1(k+HP)表示第1个分布式电源在k+HP时刻电压差值，v2(k+HP)表示第2个分布式电源在k+HP时刻电压差值，vN-1(k+HP)表示第N-1个分布式电源在k+HP时刻电压差值，vN(k+HP)表示第N个分布式电源在k+HP时刻电压差值；AΨ＝ΨA，BΨ＝ΨB，Ψ＝diag(L,…,L)∈HpN×HpN。
根据式(7)，以正定对称矩阵Q、W、R为权重矩阵，最小化式(8)所定义的优化指标函数，求取在此电压值条件下的可调参数预测项系数：
其中，J(k)表示优化指标函数式；ξ表示各分布式电源额定参考电压值。式(8)所示的惩罚函数包含三部分：第一部分作为HP预测时域内相邻分布式电源间电压值偏差的惩罚项，第二部分作为HP步内各本地电压与额定参考值间偏差的惩罚项，第三部分作为HU步控制能量的惩罚项。三者结合保证了各分布式电源电压平滑快速的同步跟随至额定值。基于求取的最优可调预测系数，提出最近的一步控制项作为二次补偿指令作用于各自本地控制器。
将可调参数预测项系数带入式(5)，获得各分布式电源HU步内的预测控制项，取当前时刻的预测控制项作为二次电压补偿指令，作用于各自本地控制器。
步骤40)中，Q＝qIN,W＝wIN,R＝rIN，q表示第一系数，w表示第二系数，r表示第三系数，q、w和r均大于0。通过调整q、w和r 3个系数，即可达到电压恢复过程。
步骤50)判断在步骤40)所得的二次电压补偿指令下，微电网各分布式电源本地电压是否达到额定电压参考值，若达到，则控制过程结束；若未达到，重新采集各分布式电源电压本地值作为当前时刻值，重复步骤20)至步骤50，直至各本地电压值同时恢复至额定电压参考值。
上述实施例中，通过步骤30)获得的二次电压补偿指令，每次都是在HU步控制步内提取最近的一步施加于本地控制器，集中体现了实时控制、滚动优化的思想，以便更好的适应负荷变化、拓扑结构变化等微网运行情况。本发明将二次补偿指令的计算、施加本地化，避免使用集中控制器，满足了微电网即插即用的需求。
该控制方法是一种完全的分散式控制方法，不需要集中式控制器即可实现全局信息的分散式共享，将微电网二次电压恢复问题转化为分布式预测一致性跟随问题。应用预测控制及滚动优化可以良好的应对微网运行过程中模型不确定、即插即用等问题，并对二次控制数据更新有一定的鲁棒性，有效提高了微电网的运行水平。
本发明中的微电网电源恢复控制体系如图2所示，该体系主要包括两个部分，一部分是通过采集牵制发电单元及相邻分布式发电单元电压基于有限时间观测器获得全局额定参考值，第二部分通过采集一次控制器本地电压及分布式通讯信息网中相邻单元电压基于分布式预测控制策略获得二次补偿指令作用于本地控制器，实现微电网电压的恢复。
下面例举一个实施例。
仿真微电网系统如图3所示，该仿真微电网由四个带负荷的分布式发电单元通过连接线路首尾相连组成。各分布式单元由电力电子元件接入额定参考电压为0.38kV的交流母线。系统有4个分布式代理(Agent)，分别用A1，A2，A3，A4表示，一个代理只能与其在通信拓扑上直接相邻的代理进行通信微电网模型基于电力系统计算机辅助设计/含直流电磁暂态仿真(英文简称：PSCAD/EMTDC)平台搭建，分布式有限时间观测器及基于分布式预测控制策略的微电网电压恢复算法基于矩阵实验室(英文简称MATLAB)的YALMIP工具箱及Gurobi6.02优化器建立，两种仿真平台通过电力系统计算机辅助设计(英文简称PSCAD)的Fotran语言用户自定义接口交互运行，从而利用联合仿真技术实现本发明的控制方法的仿真验证。分别针对微电网增减负荷及分布式发电单元退出系统运行进行了仿真，验证本发明方法的控制效果，并与传统电压恢复方法(不含分布式预测控制算法)进行比较。
图4和图5为微电网增减负荷时仿真过程。仿真开始时，微电网运行在对等模式，由于各分布式电源运行于Droop(下垂控制)控制模式下，各电压与额定值有偏差。0.5秒时，本发明的分布式电压恢复方法投入运行。2秒时在孤岛微电网加入额外负荷，电压有一定下降。3.5秒时将原先加入的负荷撤下。仿真结果如图4，横坐标表示时间，单位：秒，纵坐标表示电压，以标幺值表示。如图4所示，仿真时间0.5秒后，在本发明的电压恢复控制方式作用下，各分布式单元本地控制器基于本地及相邻分布式单元电压值，采用分布式预测控制算法实现信息共享，获得二次电压恢复值。在0.3秒内同步恢复至额定参考值。此过程二次电压控制量如图5所示，横坐标表示时间，单位：秒，纵坐标表示相应电压补偿量。如图5所示，由于各电压初始值的差异，各补偿控制量轨迹不同，呈阶梯分布。2秒时由于出现功率缺额，各电压有向下偏移的趋势。本发明的二次电压控制策略将本地电压快速恢复至额定值。同理，3.5秒时出现了功率暂时富足，各电压有一定上升。本发明的二次电压控制策略在0.2秒内将本地电压快速恢复至额定值。
图6是t＝0.5秒时，本实施例所提含分布式预测控制的电压恢复方法与不含预测控制的传统仿真结果对比图。其中，图6(a)是采用本发明所提电压恢复控制方法中各分布式电源本地电压值的线条图。图6(b)是采用传统的电压恢复控制方法的各分布式电源本地电压值的线条图。由图6(a)和6(b)可知，本发明的方法较传统方法可以更快的恢复电压至额定参考值，提高了微网电压动态过程。
图7为微电网内分布式电源3退出运行过程。仿真开始时，微电网运行在对等模式，由于各分布式电源运行于Droop(下垂控制)控制模式下各电压与额定值有偏差。0.5秒时，本发明的电压恢复方法投入运行；2秒时分布式电源3由于故障退出，导致微网出现一定功率缺额，本地控制基于本发明的分布式预测方法施加补偿指令至一次控制器维持微网电压额定电压，可以满足微电网即插即用的需求。图7中，横坐标表示时间，单位：秒，纵坐标表示电压，以标幺值表示。
不同的数据更新时间，对电压恢复过程的影响，如图8所示。在图8中，0秒时在微电网母线处加入额外负荷，出现功率缺额，电压向下偏移。图8(a)表示采用本发明分布式预测电压恢复算法时电压恢复过程曲线。图8(b)表示采用传统电压恢复算法电压恢复过程曲线。由图8(b)图可知，传统的电压二次恢复算法随着数据更新时间间隔的增大动态效果变差，在更新间隔达到0.5秒时，电压出现增幅振荡无法恢复到额定电压值。由图8(a)可以看出，本发明的控制方法对数据更新时间具有较强的鲁棒性，在不同的数据更新时间下都能使本地电压快速的恢复到额定电压值，保证良好的动态特性。
本发明所提出的微电网电压恢复方法，将二次电压恢复问题转化为分布式预测同步跟随问题策略，基于分布式的拓扑结构避免集中控制器复杂的通讯机构及大数据处理压力，可以实现高效的分散式全局信息共享及良好的动态恢复。控制量中包含预测信息及滚动优化特性，对负荷不确定、分布式单元出力随机性等模型不确定有良好的适应性，更能满足即插即用的需求，有效提高微电网的动态运行能力。

Claims (3)

1.一种基于分布式预测控制策略的微电网电压恢复方法，其特征在于，该方法包括下述步骤：
步骤10)设孤立微电网中有N个分布式电源，当各分布式电源采用分布式控制结构,且部分牵制电源点接收到额定参考电压信息时，采用分布式有限时间观测器获取整个微电网全局参考电压指令，作为本地控制器中电压恢复的基准值；
步骤20)各本地控制器采用下垂控制策略，采集各电源本地电压值，在下垂特性式中加入二次电压补偿项，作为分布式电源的本地电压值，如式(1)所示：
式(1)中，vi表示微电网中第i个分布式电源的本地电压值；v0表示额定电压参考值，单位：千伏；nQi表示微电网中第i个分布式电源对应的电压下垂特性系数，单位：千伏/兆乏；Qi表示微电网中第i个分布式电源的无功功率，单位：兆乏；表示二次电压补偿项，单位：千伏；
将式(1)以ε为信息更新间隔，转化为离散形式，如式(2)所示：
v(k+1)＝Pv(k)+Er 式(2)
其中，以k时刻为当前时刻，k+1时刻为下一时刻，v(k)＝[v1(k),…,vN(k)]T，v1(k)表示第1个分布式电源在k时刻电压值，vN(k)表示第N个分布式电源在k时刻电压值；v(k+1)表示各分布式电源在k+1时刻电压值组成的矩阵；P＝IN(1-ε)-εL，IN表示N阶单位阵，L表示微电网分布式结构的Laplacian矩阵，代表各分布式电源间的信息交互；Er＝εvrefEN，vref表示微电网额定参考电压值，EN表示包含N个1元素的列向量，EN＝1N；
在式(2)中加入可调参数预测项，如式(3)所示：
其中，u(k)表示可调参数预测项，u(k)＝[u1(k),…,uN(k)]T，u1(k)表示第1个分布式电源预测项，uN(k)表示第N个分布式电源预测项,上标T表示转置；μ表示可调参数预测项系数；
根据式(1)和式(3)，二次控制补偿项如式(4)所示：
其中，[0,…,1ith,…0]代表第i个元素为1，其余元素为0的包含N个元素的行向量；
步骤30)对式(3)进行扩展为包含HP步预测时域、HU步控制时域的预测趋势模型，如式(5)所示：
其中，V(k+1)＝[vT(k+1),…,vT(k+HP)]T,v(k+1)表示各分布式电源在k+1时刻电压值所组成的矩阵，v(k+HP)表示各分布式电源在k+HP时刻电压值所组成的矩阵；U(k)＝[uT(k),…,uT(k+Hu-1)]T，u(k)表示各分布式电源第1步预测项组成的矩阵，u(k+Hu-1)表示各分布式电源第Hu步预测项组成的矩阵；
Er＝ErB∈RHpN×1，R表示实数阵；
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H＝Er+μvrefEN∈RN×1；
步骤40)设定HP步预测时域内，各分布式电源电压差值如式(7)所示：
其中，ΔV(k+1)表示各分布式电源在k+1至k+HP时刻段的电压差值矩阵；Δv(k+1)表示各分布式电源在k+1时刻电压差值矩阵，Δv(k+1)＝[v1(k+1)-v2(k+1),…,vN-1(k+1)-vN(k+1)]，v1(k+1)表示第1个分布式电源在k+1时刻电压值，v2(k+1)表示第2个分布式电源在k+1时刻电压值，vN-1(k+1)表示第N-1个分布式电源在k+1时刻电压值，vN(k+1)表示第N个分布式电源在k+1时刻电压值；Δv(k+HP)表示各分布式电源在k+HP时刻电压差值矩阵，Δv(k+HP)＝[v1(k+HP)-v2(k+HP),…,vN-1(k+HP)-vN(k+HP)]，v1(k+HP)表示第1个分布式电源在k+HP时刻电压值，v2(k+HP)表示第2个分布式电源在k+HP时刻电压值，vN-1(k+HP)表示第N-1个分布式电源在k+HP时刻电压值，vN(k+HP)表示第N个分布式电源在k+HP时刻电压值；AΨ＝ΨA，BΨ＝ΨB，Ψ＝diag(L,…,L)∈HpN×HpN；
根据式(7)，以正定对称矩阵Q、W、R为权重矩阵，最小化式(8)所定义的优化指标函数，求取在此电压值条件下的可调参数预测项系数μ：
其中，J(k)表示优化指标函数式；ξ表示各分布式电源额定参考电压值；
将可调参数预测项系数μ带入式(5)，获得各分布式电源HU步内的预测控制项，取当前时刻的预测控制项作为二次电压补偿指令，作用于各自本地控制器；
步骤50)判断在步骤40)所得的二次电压补偿指令下，微电网各分布式电源本地电压是否达到额定电压参考值，若达到，则控制过程结束；若未达到，重新采集各分布式电源电压本地值作为当前时刻值，重复步骤20)至步骤50),直至各本地电压值同时恢复至额定电压参考值。
2.按照权利要求1所述的基于分布式预测控制策略的微电网电压恢复方法，其特征在于，所述的步骤10)中，分布式有限时间观测器如式(9)所示：
其中，表示第i个分布式电源本地观测器输出值，代表了对全局参考信息的观测，表示的微分形式；aij表示邻接权值，aij>0表示第i个分布式电源与第j个分布式电源直接相连，aij＝0表示第i个分布式电源与第j个分布式电源不连接；表示第j个分布式电源本地观测器输出值，gi表示分布式结构下的牵制增益，gi＝1表示此牵制点能够直接获取额定参考值，否则gi＝0。
3.按照权利要求1所述的基于分布式预测控制策略的微电网电压恢复方法，其特征在于，所述的步骤40)中，Q＝qIN,W＝wIN,R＝rIN，q表示第一系数，w表示第二系数，r表示第三系数，q、w和r均大于0。
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