[發(fā)明專利]一種基于無模型自適應(yīng)控制的船舶微電網(wǎng)二次調(diào)頻方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110288340.9
• 申請(qǐng)日: 2021-03-18
• 公開（公告）號(hào): CN112838602A
• 公開（公告）日: 2021-05-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 姚文龍;裴春博;池榮虎;邵巍;閆成陽
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 青島科技大學(xué)
• 主分類號(hào): H02J3/24
• 分類號(hào): H02J3/24;H02J3/38;H02J3/46
• 代理公司: 青島中天匯智知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 37241
• 代理人: 韓麗萍

1.一種基于無模型自適應(yīng)控制的船舶微電網(wǎng)二次調(diào)頻方法，其特征在于：該方法通過無模型自適應(yīng)控制算法改進(jìn)虛擬同步發(fā)電機(jī)控制，設(shè)計(jì)二次調(diào)頻參數(shù)的自適應(yīng)調(diào)整，動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)船舶虛擬同步發(fā)電機(jī)的虛擬輸入機(jī)械功率，優(yōu)化船舶微電網(wǎng)頻率調(diào)節(jié)的響應(yīng)速度，將頻率波動(dòng)限制在安全范圍內(nèi)進(jìn)而改善復(fù)雜海況下船舶微電網(wǎng)在孤島模式下由于負(fù)荷投切導(dǎo)致的頻率偏移越限問題。所述方法包含以下步驟：

S1：虛擬同步發(fā)電機(jī)控制及二次調(diào)頻；

S2：基于無模型自適應(yīng)控制的虛擬同步發(fā)電機(jī)二次調(diào)頻參數(shù)的自適應(yīng)調(diào)整。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于無模型自適應(yīng)控制的船舶微電網(wǎng)二次調(diào)頻方法，其特征在于，步驟S1中，所述虛擬同步發(fā)電機(jī)控制具體包括：模擬同步發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子運(yùn)動(dòng)方程的功能由虛擬同步發(fā)電機(jī)中的原動(dòng)機(jī)控制器實(shí)現(xiàn)，得到虛擬同步發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子運(yùn)動(dòng)方程如下式所示：

其中，J為虛擬同步發(fā)電機(jī)的虛擬轉(zhuǎn)動(dòng)慣量；

P_set為虛擬輸入機(jī)械功率；

P_e為虛擬同步發(fā)電機(jī)的輸出電磁功率；

ω為虛擬同步發(fā)電機(jī)輸出角頻率；

ω_n為虛擬同步發(fā)電機(jī)額定輸出角頻率；

D_p為阻尼系數(shù)。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于無模型自適應(yīng)控制的船舶微電網(wǎng)二次調(diào)頻方法，其特征在于，步驟S1中，所述虛擬同步發(fā)電機(jī)二次調(diào)頻具體包括：將基于下垂控制的頻率偏差反饋指令引入虛擬輸入機(jī)械功率中，實(shí)現(xiàn)一次調(diào)頻，如式所示：

其中，P_ref為額定機(jī)械功率；f為船舶虛擬同步發(fā)電機(jī)的輸出頻率；f_N為微電網(wǎng)基準(zhǔn)頻率；k為調(diào)頻系數(shù)；

基于無模型自適應(yīng)控制設(shè)計(jì)原動(dòng)機(jī)控制器以實(shí)現(xiàn)二次調(diào)頻，如下式所示：

無模型自適應(yīng)控制器利用來自船舶虛擬同步發(fā)電機(jī)輸出角頻率和期望輸出角頻率，其輸出量P_m(t)實(shí)時(shí)跟蹤負(fù)荷變化。即當(dāng)船舶微電網(wǎng)存在負(fù)荷擾動(dòng)時(shí)，通過無模型自適應(yīng)控制算法結(jié)合基于下垂控制的一次調(diào)頻計(jì)算出下一時(shí)刻的P_set，即虛擬輸入機(jī)械功率P_set可以根據(jù)負(fù)荷擾動(dòng)進(jìn)行實(shí)時(shí)變化，即控制逆變器的輸出模擬發(fā)電機(jī)的二次調(diào)頻特性。