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专利号: 202111107744X
申请人: 东北石油大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 发电、变电或配电
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于动态事件触发协议的孤岛微电网的分布式二级控制方法,其特征在于,包括以下步骤:

步骤S1,建立微电网系统中单个分布式发电单元的非线性动力学模型;

步骤S2,在每个分布式发电单元中引入动态事件触发协议;

步骤S3,利用动态事件触发协议协调微电网系统中信息传输,以构建分布式二级电压控制器、分布式二级频率控制器、分布式二级有功功率控制器;

步骤S4,基于所述分布式二级电压控制器、所述分布式二级频率控制器、所述分布式二级有功功率控制器,根据预设控制目标,分别建立孤岛微电网中电压稳定的性能指标、频率稳定的性能指标、有功功率分配的性能指标;

步骤S5,分别根据所述电压稳定的性能指标、所述频率稳定的性能指标和所述有功功率分配的性能指标构建多个李雅普诺夫函数,以验证对应闭环系统是否稳定。

2.根据权利要求1所述的基于动态事件触发协议的孤岛微电网的分布式二级控制方法,其特征在于,所述步骤S1中第i个分布式发电单元的非线性动力学模型为:其中, 为状态向量,

iLdi,iLpi,iodi,ioqi为iLi和ioi的d‑q轴分量,γdi,γqi,φdi,φqi为电流和电压控制器的辅助变量的d‑q轴分量,对于二级控制, yi=vodi分别为电压控制的输入和输出,yi=ωi分别为频率控制的输入和输出,fi(xi)、gi(xi)、hi(xi)均为已知的非线性函数。

3.根据权利要求1所述的基于动态事件触发协议的孤岛微电网的分布式二级控制方法,其特征在于,所述步骤S2具体为;

定义第i个分布式发电单元在t时刻最近的一次触发时间为 第i个分布式发电单元的触发时序 由下列定义条件确定:与电压相关的引入动态事件触发协议被设计为:其中,

θvi>0和σvi∈(0,1)为两个已知常数,i从第j个分布式发电单元接收的最新传输本地测量, 为在t时刻第j个分布式发电单元的最新触发时刻,ηvi(t)为内部动态变量;

与频率相关的引入动态事件触发协议被设计为:其中,

θωi>0和σωi∈(0,1)为两个已知常数, 从第j个分布式发电单元接收的最新传输本地测量,ηωi(t)为带有βωi>0的内部动态变量;

与有功功率相关的引入动态事件触发协议被设计为:其中, θpi>0

和σpi∈(0,1)为两个已知常数, 是从第i个分布式发电单元的邻居收到的最新传输本地测量结果,ηpi(t)为带有βpi>0的内部动态变量。

4.根据权利要求1所述的基于动态事件触发协议的孤岛微电网的分布式二级控制方法,其特征在于,所述步骤S3具体包括:将第i个分布式发电单元的非线性动力学模型中的上式微分得:ref

其中,uvi为引入的电压辅助控制器,通过电压辅助控制器uvi计算控制输入Vi ;

利用与电压相关的动态事件触发协议获得有用信息,以设计分布式二级电压控制器:其中, 为第i个分布式发电单元与其邻居以及虚拟领导者之间的跟踪误差,当且仅当第i个分布式发电单元收到从领导者传来的信息时bi0=1,否则bi0=0。

5.根据权利要求1所述的基于动态事件触发协议的孤岛微电网的分布式二级控制方法,其特征在于,所述步骤S3还具体包括:将第i个分布式发电单元的非线性动力学模型中的下式微分得:其中,uωi为引入的频率辅助控制器;

利用与频率相关的动态事件触发协议获得有用信息,以设计分布式二级频率控制器:其中, 为第i个分布式发电单元与其邻居以及虚拟领导者之间的跟踪误差,当且仅当第i个分布式发电单元收到从领导者传来的信息时bi0=1,否则bi0=0。

6.根据权利要求1所述的基于动态事件触发协议的孤岛微电网的分布式二级控制方法,其特征在于,所述步骤S3还具体包括:将第i个分布式发电单元的非线性动力学模型中的下式微分得:其中,upi为引入的有功功率辅助控制器,通过频率控制器uωi和有功功率控制器upi计算控制输入

利用与有功功率相关的动态事件触发协议获得有用信息,以设计分布式二级有功功率控制器:

其中, 是第i个分布式发电单元与其邻居以及虚拟领导者之间的跟踪误差,当且仅当第i个分布式发电单元收到从领导者传来的信息时bi0=1,否则bi0=0。

7.根据权利要求1所述的分析方法,其特征在于,所述步骤S4具体为:定义 再结合 根据所述分布式二级电压控制器构建一个闭环系统:

其中, 是正定的;

预设电压稳定的性能指标的数学刻画:对于任意一个分布式发电单元,微电网系统中输出vodi(t)与所述预设控制目标的额定值渐近一致,进而确定孤岛微电网中电压稳定的性能指标;

分别预设频率稳定、有功功率分配的性能指标数学刻画为:假设无向图G是连通的且至少有一个分布式发电单元,bi0≠0,在所述分布式二级频率控制器与所述分布式二级有功功率控制器的作用下,所有分布式发电单元的频率与所述预设控制目标的额定值渐近一致,且有功功率按比例分配,即当t→∞,ωi(t)与ωDES一致,mpiPi(t)与mpjPj(t)一致。

8.根据权利要求1所述的基于动态事件触发协议的孤岛微电网的分布式二级控制方法,其特征在于,所述步骤S5具体包括:步骤S501,对所述步骤S2进行处理得步骤S502,选择以下李雅普诺夫函数: 其中 计算V(t)的导数,以验证所有分布式发电单元的输出电压是否均渐近地与所述预设控制目标的额定值一致。