[發(fā)明專利]一種穩(wěn)定性約束的間歇電力系統(tǒng)自適應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（設計）人: 鄧文生
• 申請（專利權）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)權代理事務所(普通合伙) 11531
• 代理人: 盛君梅

本發(fā)明公開了一種穩(wěn)定性約束的間歇電力系統(tǒng)自適應CGPC?PI控制方法，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，然后將約束廣義預測控制CGPC的自變量轉化為上層控制系統(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)化了K_p和K_i，該方法CGPC?PI比PI、CGPC具有更好的控制性能，CGPC?PI在處理大到足以觸發(fā)抗飽和方案的變化擾動時，其優(yōu)越性更為明顯，CGPC?PI可以提高間歇性電力穿透系統(tǒng)的頻率調(diào)節(jié)性能。

技術領域

發(fā)明涉及電力系統(tǒng)的領域，尤其涉及一種穩(wěn)定性約束的間歇電力系統(tǒng)自適應CGPC-PI控制方法。

背景技術

減少化石燃料消耗和開發(fā)環(huán)境友好型能源的需求日益增長，這就需要一個更強大的電力系統(tǒng)來應對隨之而來的間歇性問題。不斷增長的可再生能源普及率將帶來以下挑戰(zhàn)：(1)慣性將減少，因為越來越多的電子逆變器將電源與負載分離，由于大氣的揮發(fā)性，輸出變化將更加活躍。因此，維持頻率、功率角和電壓的穩(wěn)定性將更具挑戰(zhàn)性。

考慮到系統(tǒng)的解耦特性，在小干擾情況下，可以分別用線性調(diào)頻法研究系統(tǒng)的頻率穩(wěn)定性。負載頻率控制LFC主要致力于保持本地區(qū)頻率和聯(lián)絡線交換功率的穩(wěn)定性，可分為集中式負載頻率控制LFC、分散式負載頻率控制LFC和分布式負載頻率控制LFC。集中式負載頻率控制LFC采用單個控制器測量所有系統(tǒng)輸出，并計算系統(tǒng)中所有執(zhí)行器的控制變量，這在計算和地理上都很難實現(xiàn)。因此，分散負載頻率控制LFC和分布式負載頻率控制LFC在大型電網(wǎng)中的應用更為廣泛。

隨著可再生能源的日益普及，現(xiàn)代電力系統(tǒng)在保持頻率穩(wěn)定方面面臨著更大的挑戰(zhàn)，可以用負載頻率控制LFC來研究，但傳統(tǒng)的比例積分(PI)控制器不能滿足日益增長的魯棒性要求。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服現(xiàn)有技術存在的缺點與不足，本發(fā)明提供一種穩(wěn)定性約束的間歇電力系統(tǒng)自適應CGPC-PI控制方法。

本發(fā)明所采用的技術方案是，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，然后將約束廣義預測控制CGPC的自變量轉化為上層控制系統(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)化了K_p和K_i。

本發(fā)明中，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的簡單結構，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)絡用一組適當選擇的參數(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表示需要訓練的兩組參數(shù)，[m，q，L]決定擬合過程的復雜性和結果的準確性，將其設置為[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；