[發明專利]一種計及不確定性的交直流混合微網并網魯棒控制方法

有效

• 申請號: 201810372880.3
• 申請日: 2018-04-24
• 公開（公告）號: CN108521143B
• 公開（公告）日: 2021-01-08
• 發明（設計）人: 李鵬;郭天宇;陳安偉;張亮
• 申請（專利權）人: 華北電力大學（保定）;國網浙江省電力有限公司;國網浙江省電力有限公司紹興供電公司
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 杜文茹

1.一種計及不確定性的交直流混合微網并網魯棒控制方法，其特征在于，包括如下步驟：

1)根據交直流混合微網并網拓撲結構，基于疊加定理分別建立交直流混合微網并網數學模型和前饋系統數學模型；

具體包括根據交直流混合微網并網拓撲結構，應用疊加定理分別建立以雙向潮流控制器等效電源為獨立電壓源的并網數學模型，及以并網等效電源為獨立電壓源的前饋系統數學模型；其中，

所述的以雙向潮流控制器等效電源為獨立電壓源的并網數學模型為：

y＝[0 0 1][x₁ x₂ x₃]^T

x₁＝i_e，x₂＝i_s，x₃＝u_c，u＝u_e，y＝u_c

i_e為雙向潮流控制器側的電流

i_s為并網側的電流

u_c為濾波電容兩端電壓

u_e為雙向潮流控制器等效電源兩端的電壓

R_s為并網側的電阻

L_s為并網側電感

R_e為雙向潮流控制器側的電阻

L_e為雙向潮流控制器側的電感

C為濾波電容；

(2)前饋系統將并網等效電源視為混合靈敏度優化問題模型中的干擾項，所述的前饋系統用于消除并網等效電源對交直流混合微網的影響，所述的以并網等效電源為獨立電壓源的前饋系統數學模型為：

y＝[0 0 1][x₁ x₂ x₃]^T

x₁＝i_s，x₂＝i_e，x₃＝u_c，u＝u_s，y＝u_c；u_s為并網等效電源電壓；

2)獨立控制直流子微網，為交直流混合微網中濾波電容提供參考電壓；

3)構建交直流混合微網并網魯棒控制器，實現交直流混合微網柔性并網，提高交直流混合微網魯棒性能。

2.根據權利要求1所述的一種計及不確定性的交直流混合微網并網魯棒控制方法，其特征在于，步驟2)具體包括：將直流子微網中直流母線參考電壓u_{dc_ref}與直流母線電壓u_dc相減，差值送入PI控制器后得到有功電流參考值I_{p_ref}，通過時域功率分析計算方法，得到交直流混合微網濾波電容參考電壓u_{c_ref}，所述的時域功率分析計算方法是采用如下公式：

U_s為t時刻并網等效電源電壓u_s的有效值；

I_{p_ref}為有功電流參考值

I_{q_ref}為無功電流參考值

i_{s_ref}為并網側的電流參考值

u_{c_ref}為濾波電容電壓參考值

L_s為并網側電感

T_s為采樣周期。

3.根據權利要求1所述的一種計及不確定性的交直流混合微網并網魯棒控制方法，其特征在于，步驟3)具體包括：

(1)根據步驟1)中建立的以雙向潮流控制器等效電源為獨立電壓源的并網數學模型，得到并網數學模型的狀態方程為：

其中

C＝[0 0 1]，D＝[0]

R_s為并網側的電阻

L_s為并網側電感

R_e為雙向潮流控制器側的電阻

L_e為雙向潮流控制器側的電感

C為濾波電容；

(2)基于混合靈敏度優化問題構建交直流混合微網并網魯棒控制器，選取混合靈敏度優化問題中的權函數W₁，W₂，W₃，其中，W₁是對靈敏度函數S的加權函數，選取具有高增益低通特性的W₁為：

W₂是對靈敏度函數R的加權函數，表示閉環系統允許加性不確定性攝動的范圍，在選取W₂時需同時兼顧系統帶寬、系統飽和現象、對系統噪聲的抑制三方面要求，選取的W₂為：

W₂＝0.01

W₃是對補靈敏度函數T的加權函數，表示閉環系統允許乘性不確定性攝動的范圍，選取具有高通濾波功能的W₃為：

s為拉普拉斯算子；

(3)根據以雙向潮流控制器等效電源為獨立電壓源的并網數學模型和混合靈敏度優化問題中的權函數W₁，W₂，W₃，得到廣義被控對象P表達式為：

R_s為并網側的電阻

L_s為并網側電感

R_e為雙向潮流控制器側的電阻

L_e為雙向潮流控制器側的電感

C為濾波電容；

選取一個小于1的初值γ₀，求解Riccati方程：

判斷方程是否滿足如下的約束條件：

是否具有半正定解X≥0，Y≥0；

是否為穩定陣；

是否為穩定陣；

λ_max(XY)＜γ²；

其中只要有一項約束條件不滿足，則增大γ₀的數值，若全滿足則逐漸減小γ₀的數值，經過若干次迭代，求出滿足約束條件和設定的精度要求的近似最優解γ，并得到該近似最優解γ對應的Riccati方程的解X_∞，Y_∞，從而得到并網魯棒控制器為：

其中Z_∞＝(I-γ-²Y_∞X_∞)^-1。