本發(fā)明涉及一種基于云模型的風(fēng)柴儲(chǔ)混合電力系統(tǒng)電壓頻率滑模控制方法，包括以下步驟：S1，構(gòu)建孤島風(fēng)柴儲(chǔ)混合電力系統(tǒng)和其中的發(fā)電機(jī)、儲(chǔ)能系統(tǒng)、風(fēng)機(jī)和DSTATCOM建立數(shù)學(xué)模型；S2，根據(jù)所建立的數(shù)學(xué)模型，建立系統(tǒng)的狀態(tài)模型；S3，設(shè)計(jì)滑模控制器；S4，將云模型理論應(yīng)用到滑模控制器中，動(dòng)態(tài)調(diào)整ε值和k值；S5，根據(jù)步驟S4得到的控制器u(t)作為控制指令，優(yōu)化電力系統(tǒng)的負(fù)荷頻率偏差。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明中儲(chǔ)能系統(tǒng)參與系統(tǒng)頻率調(diào)節(jié)，并使用DSTATCOM參與系統(tǒng)電壓調(diào)節(jié)，保證系統(tǒng)的功率平衡，從而有效減小系統(tǒng)中電壓與頻率偏差。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及混合電力系統(tǒng)電壓和頻率控制領(lǐng)域，尤其是涉及一種基于云模型的風(fēng)柴儲(chǔ)混合電力系統(tǒng)電壓頻率滑?？刂品椒?。

背景技術(shù)

電壓和頻率是反映電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的兩個(gè)重要指標(biāo)，電力系統(tǒng)在正常運(yùn)行情況下，電壓控制主要通過(guò)調(diào)整系統(tǒng)中無(wú)功功率完成，頻率控制主要通過(guò)調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)的有功功率完成。

風(fēng)能是一種取之不盡用之不竭的清潔可再生能源，受到了廣泛學(xué)者和專家的關(guān)注，風(fēng)力發(fā)電量所占的比重也在逐年增加，風(fēng)柴互補(bǔ)的發(fā)電系統(tǒng)在風(fēng)能充足的偏遠(yuǎn)山區(qū)和海島等地區(qū)可提供有效的電能供給。但是，風(fēng)能具有間歇性和隨機(jī)性，會(huì)產(chǎn)生擾動(dòng)影響系統(tǒng)的電壓與頻率穩(wěn)定。為了保證系統(tǒng)的電能質(zhì)量，需要使系統(tǒng)中的有功功率和無(wú)功功率達(dá)到平衡。

隨著儲(chǔ)能技術(shù)的不斷發(fā)展以及成本的降低，越來(lái)越多的儲(chǔ)能系統(tǒng)接入到電網(wǎng)中用來(lái)對(duì)電力系統(tǒng)的頻率波動(dòng)進(jìn)行優(yōu)化。同時(shí)為了改善電能質(zhì)量，柔性交流輸電技術(shù)(flexibleAC transmission systems，F(xiàn)ACTS)伴隨著電力電子技術(shù)的快速發(fā)展而不斷進(jìn)步，為電力系統(tǒng)中電壓波動(dòng)提供了可靠的優(yōu)化方法。DSTATCOM是一種新型的并聯(lián)FACTS裝置，可通過(guò)向電網(wǎng)動(dòng)態(tài)注入感性或容性無(wú)功功率來(lái)快速抑制電壓波動(dòng)，以維持系統(tǒng)電壓穩(wěn)定。

對(duì)于孤島風(fēng)柴混合電力系統(tǒng)電壓和頻率穩(wěn)定性問(wèn)題，很多學(xué)者對(duì)此方面進(jìn)行了研究。文獻(xiàn)對(duì)雙饋風(fēng)機(jī)間并聯(lián)電容來(lái)對(duì)系統(tǒng)中電壓偏差進(jìn)行穩(wěn)定。但是上述方法對(duì)于電壓的調(diào)整能力有一定限制。因此需要配置適當(dāng)?shù)腇ACTS裝置。在新能源并網(wǎng)點(diǎn)安裝無(wú)功補(bǔ)償裝置是維持并網(wǎng)點(diǎn)電壓穩(wěn)定的最常見手段。文獻(xiàn)結(jié)合DSTATCOM無(wú)功輸出特性，提出基于斜率調(diào)節(jié)的無(wú)功電壓協(xié)調(diào)控制方法。文獻(xiàn)使用云模型理論動(dòng)態(tài)的調(diào)整多域電力系統(tǒng)得頻率的控制器參數(shù)，文獻(xiàn)采用粒子群算法和自適應(yīng)動(dòng)態(tài)規(guī)劃對(duì)控制器進(jìn)行設(shè)計(jì)，使得系統(tǒng)頻率具有較高的穩(wěn)定性。但是當(dāng)系統(tǒng)中負(fù)荷擾動(dòng)較大和風(fēng)能滲透率較高時(shí)，受傳統(tǒng)發(fā)電機(jī)發(fā)電率約束的限制，只能通過(guò)控制算法作用于汽輪機(jī)，不能有效的維持電力系統(tǒng)的頻率穩(wěn)定。因此需要配置適當(dāng)?shù)膬?chǔ)能設(shè)備來(lái)協(xié)調(diào)負(fù)荷頻率控制對(duì)頻率進(jìn)行優(yōu)化。

滑?？刂谱鳛榈湫偷姆蔷€性控制，具有響應(yīng)速度快，對(duì)參數(shù)攝動(dòng)和外界干擾具有不敏感性，有很強(qiáng)的魯棒性。并且算法簡(jiǎn)單，易于工程實(shí)現(xiàn)，因此廣泛應(yīng)用于電力系統(tǒng)中。云模型理論作為不確定性人工智能中一種重要的表達(dá)方式，已經(jīng)被逐漸的應(yīng)用在不斷發(fā)展的科學(xué)研究中。云模型是用語(yǔ)言值表示某個(gè)定性概念與其定量概念之間的不確定性轉(zhuǎn)換模型，它將模糊集理論中的模糊性和概率論中的隨機(jī)性有機(jī)的結(jié)合起來(lái)，構(gòu)成定性與定量之間的映射。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種基于云模型的風(fēng)柴儲(chǔ)混合電力系統(tǒng)電壓頻率滑?？刂品椒?，對(duì)儲(chǔ)能系統(tǒng)、發(fā)電機(jī)以及DSTATCOM都加入了控制，以達(dá)到維持系統(tǒng)電壓和頻率穩(wěn)定的目的。

本發(fā)明的目的可以通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)：

一種基于云模型的風(fēng)柴儲(chǔ)混合電力系統(tǒng)電壓頻率滑模控制方法，包括以下步驟：

S1，構(gòu)建孤島風(fēng)柴儲(chǔ)混合電力系統(tǒng)和其中的發(fā)電機(jī)、儲(chǔ)能系統(tǒng)、風(fēng)機(jī)和DSTATCOM建立數(shù)學(xué)模型；

S2，根據(jù)所建立的數(shù)學(xué)模型，建立系統(tǒng)的狀態(tài)模型：