[發(fā)明專利]一種穩(wěn)定性約束的間歇電力系統(tǒng)自適應(yīng)CGPC-PI控制方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202111138149.2
• 申請日: 2021-09-27
• 公開（公告）號: CN113890019A
• 公開（公告）日: 2022-01-04
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 鄧文生
• 申請（專利權(quán)）人: 鄧文生
• 主分類號: H02J3/00
• 分類號: H02J3/00
• 代理公司: 北京匯捷知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11531
• 代理人: 盛君梅

1.一種穩(wěn)定性約束的間歇電力系統(tǒng)自適應(yīng)CGPC-PI控制方法，其特征在于，該方法的總體目標是計算PI控制參數(shù)的軌跡，并優(yōu)化未來的輸出y，首先獲得負載頻率控制LFC系統(tǒng)的穩(wěn)定區(qū)域，然后將約束廣義預(yù)測控制CGPC的自變量轉(zhuǎn)化為上層控制系統(tǒng)中的K_P和K_i，最后通過在較低的控制層次中添加抗飽和方案獲得更短的時滯和更小的超調(diào)，進一步優(yōu)化K_p和K_i。

2.如權(quán)利要求1所述的一種穩(wěn)定性約束的間歇電力系統(tǒng)自適應(yīng)CGPC-PI控制方法，其特征在于，所述系統(tǒng)的穩(wěn)定區(qū)域，穩(wěn)定性約束利用實際實現(xiàn)裝置PI的簡單結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)的穩(wěn)定邊界由歷史或?qū)嶒灁?shù)據(jù)得到的時間序列來確定，要達到這一目標需要三個步驟：

步驟1：給定標量時間序列系統(tǒng)可以用x_t＝f(x_t-L，x_t-2L，...，x_t-mL)的形式擬合，該表達式通過前饋神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)用一組適當(dāng)選擇的參數(shù)逼近任何非線性函數(shù)，該表達式如下式(1)所示：

其中α0，α1，...，αj和β0，β1，1，...，β_m，q表示需要訓(xùn)練的兩組參數(shù)，[m，q，L]決定擬合過程的復(fù)雜性和結(jié)果的準確性，將其設(shè)置為[5，6，5]；

步驟2：然后根據(jù)步驟1中的公式計算雅可比矩陣，如下式(2)所示：

步驟2：最大李雅普諾夫系數(shù)通過下式(3)獲得：

其中M＝(length(X)-m＊L)^2/3，和v₁＝max(eig(Tm′*Tm))，如果最大李雅普諾夫系數(shù)不大于0，則證明系統(tǒng)是穩(wěn)定的；

通過窮舉算法計算該線性調(diào)頻系統(tǒng)在不同PI控制參數(shù)下的最大李雅普諾夫系數(shù)，得到穩(wěn)定域的邊界，計算邏輯基于等式(1)-(2)，從Kp＝0和Ki＝0開始，通過模擬可以收集時間序列{x}t＝1^T，通過將前饋神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用于{x}t＝1^T可以得到等式(1)，隨后，根據(jù)等式(2)和(3)，可以計算最大李雅普諾夫系數(shù)，然后迭代增加Kp和Ki，直到λ大于0，最后，通過分離(Kp，Ki)與穩(wěn)定性判據(jù)一致或不一致的區(qū)域，找到穩(wěn)定區(qū)域的邊界。

3.如權(quán)利要求2所述的一種穩(wěn)定性約束的間歇電力系統(tǒng)自適應(yīng)CGPC-PI控制方法，其特征在于，所述CGPC-PI控制器的上層控制結(jié)構(gòu)，約束廣義預(yù)測控制CGPC控制器的自變量修改為PI控制器的控制參數(shù)，利用權(quán)利要求2的結(jié)果添加穩(wěn)定性約束，對于以下公式，“(k)”說明某個狀態(tài)變量的值是在第k步獲得的，”|k”表示預(yù)測視界中的第k步；

預(yù)測模型，GPC是在CARIMA模型的基礎(chǔ)上設(shè)計的，它被描述為式：

A(z^-1)y(k)＝z^-dB(z^-1)u(k)+C(z^-1)ξ(k)/Δ (4)，

其中u(k)是操縱變量，輸入變量，y(k)是過程輸出，ζ(k)表示白噪聲序列，d表示時間延遲，Δ是微分算子，表示為Δ＝1-z^-1，A(z^-1)、B(z^-1)和C(z^-1)用等式(5)表示。

當(dāng)d＝1時，我們可以對兩側(cè)進行差分運算，最終得到等式(6)，

式中和0≤i≤n_a

公式(6)顯示了輸入和輸出序列的擬合公式，在此基礎(chǔ)上，建立優(yōu)化窗口內(nèi)的預(yù)測模型；

利用丟番圖方程為GPC進行多步預(yù)測，表達式為公式(7)：

式中，Ej、Gj、Fj應(yīng)滿足式(8)：