微电网是一个由分布式发电单元、储能单元以及负荷组成的小型电力系统,其本身具有惯性低、不确定性大的特点。传统的微电网控制方法大多数只考虑了微电网的稳态性能,而对系统的动态性能没有定量地进行分析。在微电网负荷变化情况下,系统的电压频率等输出指标可能会和设定值之间存在较大偏差,从而导致系统不能正常工作。因此,如何提升微电网的动态控制性能,一直是研究者们重点关注的领域。通过引入动态性能提升的方法,可以保证动态过程中发电和储能单元关键指标约束的满足,实现微电网在负荷变化情况下的稳定高效运行。然而,目前动态性能提升的控制方法应用在微电网时,仍存在如下问题:第一,在发电和储能单元存在不确定性的情况下,现有的动态性能提升控制方法通常只能保证不确定系统的稳态误差是有界的,即无法实现精确的跟踪效果;第二,现有动态性能提升方法仅仅保证了微电网约束的满足,没有考虑控制的最优性问题;第三,对于一个由多种发电储能单元组成的多智能体系统,目前的控制方法虽然可以在稳态时实现状态的一致性,但是如何提升其输出动态性能亟待解决;第四,对于微电网中的发电储能系统,现有的大多数控制方法都只考虑了系统的稳态性能,其动态性能并没有定量分析。针对上述存在的理论和实际问题,本文提出了面向微电网动态性能提升的先进控制方法,主要贡献如下:1.考虑到微电网对动态性能的要求,提出了一种结合神经网络和误差符号积分鲁棒的连续控制策略,实现了由不确定非线性系统描述的发电储能单元的渐近跟踪控制。保证了系统的输出始终维持在用户定义的时变约束内,从而提升了系统的动态性能。所设计控制器的输出信号始终是连续的,从而避免了执行机构抖振问题。此外,该方法不需要系统不确定性的先验知识。理论上,通过严格的稳定性分析保证了系统的渐近跟踪性能。2.考虑到微电网对控制最优性的要求,提出了面向发电储能单元的连续时间非线性系统自适应动态规划方法。为了应对实际微电网未知的系统内动态干扰,引入基于鲁棒自适应动态规划算法的最优控制方法,同时避免了直接对汉密尔顿-雅可比-贝尔曼偏微分方程的求解。通过小增益定理,理论上证明了系统最终是渐近稳定的。3.考虑到实际微电网可以描述为由不同动态的发电和储能单元组成的多智能体系统,设计了一种分布式控制算法,实现了控制方向未知非仿射多智能体系统的一致性控制。通过将智能体的输出始终限制在时变约束内,提升了多智能体系统的动态性能。所设计的算法无需系统动态以及建模误差信息。通过理论分析,可以证明最终智能体的状态都会渐近趋于一致。4.针对微电网中的以柴油发电机为例的同步发电机,构建了一类励磁控制方法,用来保证系统滤波误差时变约束的满足,提升系统的动态性能。通过调整系统滤波误差的时变约束,可以定量地调节系统的动态性能。为了应对发电机系统动态中的阻尼常数和惯量常数的不确定性,设计了一种在线自适应更新机制,用来补偿不确定参数带来的负面影响。通过Lyapunov分析方法,从理论上证明了所设计控制器可以实现系统误差的渐近稳定性能。5.针对船舶微电网中脉冲负荷的部署,提出了一种通过飞轮储能系统对脉冲负荷进行供能的策略,从而避免了脉冲负荷使用过程中对系统的影响。此外,为了提升在飞轮储能系统充电过程中船舶微电网的动态性能,设计了一种自适应控制算法。通过将整个问题构建为一个具有输出约束系统的控制问题,可以定量地对系统动态性能进行调节。通过Lyapunov方法,理论上保证了闭环系统误差的渐近收敛性能。最后对全文进行了总结,并展望了进一步的研究工作。