一种微电网小信号稳定性分析并参数协调整定系统技术方案

本发明专利技术属于微电网技术领域，公开了一种微电网小信号稳定性分析并参数协调整定系统，整定系统包括：分布式发电模块、电能变换模块、电源管理模块、中央控制模块、无线通信模块、电网参数调整模块、异常报警模块、储电模块。本发明专利技术通过电网参数调整模块不仅可以快速准确、具有协调性地确定各个参数，还可以根据稳定性要求和参数约束，灵活地调整目标函数和边界条件，大大缩短了工作时间，提高了效率。本发明专利技术架构简单、更加微小化，适用于家庭使用，以及适用于未架设电网的偏远地区使用。

【技术实现步骤摘要】
一种微电网小信号稳定性分析并参数协调整定系统
本专利技术属于微电网
，尤其涉及一种微电网小信号稳定性分析并参数协调整定系统。
技术介绍
微电网(Micro-Grid)也译为微网，是指由分布式电源、储能装置、能量转换装置、负荷、监控和保护装置等组成的小型发配电系统。微电网的提出旨在实现分布式电源的灵活、高效应用，解决数量庞大、形式多样的分布式电源并网问题。开发和延伸微电网能够充分促进分布式电源与可再生能源的大规模接入，实现对负荷多种能源形式的高可靠供给，是实现主动式配电网的一种有效方式，使传统电网向智能电网过渡。然而，现有的微电网参数协调不准确，协调速度慢；同时投入电器成本高，电能利用率低，架构复杂。由于微电网中的传感器节点经常被置于人类无法到达的恶劣环境中去感知并且传输数据，由于节点的能耗以及外部环境、攻击的因素，节点极易失效，如果大量的节点过早的死亡势必到时网络链路、拓扑的损坏，因此使无线传感器网络在具有一定鲁棒性的前提下最大限度的延长其寿命成为热点研究问题之一。鲁棒优化是近十年来发展起来的一种处理不确定参数优化问题的重要方法，充分考虑了不确定因素对节点的影响。目前大部分路由方法在具有较强的鲁棒性，并且可以有效地延长网络生命周期。但是这些方法仍然存在以下一些缺点：1)有些算法难于进行分布式实现，并且在考虑数据聚合时，数据在路径交叉节点进行聚合，由于传感器节点独立选择数据回传路径，路径交叉点是随机形成的，不能够实现数据的有效聚合。2)路径选择时可能导致局部信息量过大，并且产生回路，使得局部节点能量消耗过快，严重影响网络的连通性。3)在网络受到攻击时由于网络抗毁性较弱数据容易丢失。基于此背景，本专利技术公开了一种基于蚁群算法的鲁棒优化算法，旨在能够解决现有技术限制了无线传感器网络的性能，导致能耗增加，生命周期缩短和网络延迟增大，安全性能降低，影响无线传感器网络应用性能。无线通信和超宽带技术的迅速发展需要很宽的频带，这使得频谱越来越拥挤。为了充分利用有限频谱资源，一定的频带宽度内必须存在多种应用，满足微波电路系统对多波段多信道选频的需求。因此跳频、扩频、动态频率分配等技术得到发展，而可调滤波器作为这些技术的重要器件受到了高度重视。根据研究报道，可调滤波器的结构主要有微带、悬置线、介质谐振器、基片集成波导(SIW)等形式。可调的实现方式主要有变容二极管、PIN二极管、RFMEMS技术等。根据调谐的方式可分为：1、机械调谐；2、电调谐；3、声光调谐。根据调谐内容可以分为：1、中心频率可调滤波器；2、带宽可调滤波器；3、中心频率和带宽同时可调滤波器。目前，国内外对可调滤波器进行了一系列研究工作，并取得了一些成果。但是，报道出来的滤波器普遍面临着以下一些缺陷：(1)可调滤波器由于一般通过控制多阶谐振器间的耦合，对带宽进行调谐，使得带宽调谐范围很小，不能满足实际应用中对带宽调谐范围的要求。(2)可调滤波器由于一般采用多阶谐振器结构，并且使用耦合输入输出方式等，使得滤波器的插入损耗较大。(3)在中心频率调谐过程中通带的绝对带宽发生变化，不能满足实际应用中频率电调时绝对带宽保持恒定的要求。(4)对中心频率或者带宽进行调谐过程中，不能保持稳定的滤波性能，主要表现在回波损耗和插入损耗时大时小，通带纹波不均匀等方面，影响了系统整体响应的稳定性。现有的可调带通滤波器存在可调过程中插损大、绝对带宽改变、滤波特性不稳定的问题。综上所述，现有技术存在的问题是：现有的微电网参数协调不准确，协调速度慢；同时投入电器成本高，电能利用率低，架构复杂。
技术实现思路
针对现有技术存在的问题，本专利技术提供了一种微电网小信号稳定性分析并参数协调整定系统。本专利技术是这样实现的，一种微电网小信号稳定性分析并参数协调整定系统，所述微电网小信号稳定性分析并参数协调整定系统包括：中央控制模块，与电网参数调整模块连接，用于调度网参数调整模块进行正常工作；所述中央控制模块通过内置有用于调度网参数调整模块运行数据中，对所述运行数据进行恒定处理的滤波器，所述滤波器为由输入微带线、输入匹配调谐网络、谐振器、输出匹配调谐网络、输出微带线依次连接组成的上层微带结构；通过输入微带线和输出微带线馈电给谐振器，输入匹配调谐网络和输出输入匹配调谐网络实现与谐振器的匹配，满足所需的外部Q值，在可调过程中保证绝对带宽不变、滤波特性稳定；输入匹配调谐网络和输出输入匹配调谐网络由变容二极管组成，分别连接输入输出微带线与谐振器；所述微带谐振器、输入微带线、输出微带线印制在带通滤波器中间层的介质基板上；电网参数调整模块，与中央控制模块连接，用于对微电网小信号稳定性分析并参数协调整；其中，利用粒子群算法进行参数优化，协调整定；1)在面积为S＝L×L的平面区域内，随机抛撒N个同构的无线传感器节点，其中并将网关节点SINK布置在网络中心，其坐标为(0，0)，该网关节点SINK用于接收并处理整个无线传感器网络收集的数据；2)定义斯坦纳最小树，斯坦纳最小树包括斯坦纳节点，所述斯坦纳节点中子节点可以连接的其他节点；3)对网络中的恶意攻击节点进行检测；4)根据步骤2)-3)并考虑能量Eij、传输距离dij、信道安全Bij、k值综合因素更新粒子群算法公式；5)按照步骤3)-4)建立好熟的路径之后进行数据传输，树中子节点将其收集到的数据传送给父节点，父节点对其收集到的数据以及子节点发送到的数据进行聚合操作，然后将汇聚到的数据传送给自己父节点直至Sink节点；6)运行一段周期后按照步骤(3)-(5)进行树的自适应维护更新，继续进行数据的传送；7)重复步骤(3)-(6)直至无线传感器网络中出现一定比例的节点能量耗尽，网络生命周期结束。所述中央处理器接收的时频重叠信号的表达式如下：y(t)＝x1(t)+x2(t)+Lxp(t)+n(t)；其中xi(t)表示第i个分量信号，p为分量信号个数，n(t)表示高斯噪声信号，y(t)表示接收的时频重叠信号，其三阶累积量的表达式如下：C3y(τ1,τ2)＝E[y(t)y(t+τ1)y(t+τ2)]其中，τ1，2τ为两个不同时延；由三阶累积量的性质，高斯噪声的三阶累积量恒等于零，上式可以表示为：令即C3y(τ1,τ2)＝C3x(τ1,τ2)；对C3y(τ1,τ2)进行二次傅里叶变换可得到时频重叠信号的双谱B3y(ω1,ω2)：B3y(ω1,ω2)＝B3x(ω1,ω2)＝X(ω1)X(ω2)X*(ω1+ω2)；其中，ω1，ω2为两个不同频率。进一步，步骤2)中所述的斯坦纳最小树在欧式平面上，每颗斯坦纳最小树T都满足以下三个性质：A.任意两条相邻边形成的夹角至少为120°；B.每个顶点的度数最多是3；C.每个斯坦纳点的度数恰为3，而且两条相邻边之间的夹角恰为120°；步骤2)中所述斯坦纳节点采用减小邻居数量k值方法，减小算法计算量；步骤3)中所述的而恶意攻击节点为节点vi的投票值与本身的贝叶斯投票均值WR(vi)的差值超过一定的阈值，即：|WR(vi)-vi_voting|>Threshold；步骤4)中所述更新蚁群算法公式采取的方法为：将蚁群算法蚂蚁寻路概率公式：中的ηij改进为：步骤5)所述的父节点将收集到的数据与自己感知的数据进行数据聚合，是父节点将自己感知本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种微电网小信号稳定性分析并参数协调整定系统，其特征在于，所述微电网小信号稳定性分析并参数协调整定系统包括：中央控制模块，与电网参数调整模块连接，用于调度网参数调整模块进行正常工作；所述中央控制模块通过内置有用于调度网参数调整模块运行数据中，对所述运行数据进行恒定处理的滤波器，所述滤波器为由输入微带线、输入匹配调谐网络、谐振器、输出匹配调谐网络、输出微带线依次连接组成的上层微带结构；通过输入微带线和输出微带线馈电给谐振器，输入匹配调谐网络和输出输入匹配调谐网络实现与谐振器的匹配，满足所需的外部Q值，在可调过程中保证绝对带宽不变、滤波特性稳定；输入匹配调谐网络和输出输入匹配调谐网络由变容二极管组成，分别连接输入输出微带线与谐振器；所述微带谐振器、输入微带线、输出微带线印制在带通滤波器中间层的介质基板上；电网参数调整模块，与中央控制模块连接，用于对微电网小信号稳定性分析并参数协调整；其中，利用粒子群算法进行参数优化，协调整定；1)在面积为S＝L×L的平面区域内，随机抛撒N个同构的无线传感器节点，其中并将网关节点SINK布置在网络中心，其坐标为(0，0)，该网关节点SINK用于接收并处理整个无线传感器网络收集的数据；2)定义斯坦纳最小树，斯坦纳最小树包括斯坦纳节点，所述斯坦纳节点中子节点可以连接的其他节点；3)对网络中的恶意攻击节点进行检测；4)根据步骤2)‑3)并考虑能量Eij、传输距离dij、信道安全Bij、k值综合因素更新粒子群算法公式；5)按照步骤3)‑4)建立好熟的路径之后进行数据传输，树中子节点将其收集到的数据传送给父节点，父节点对其收集到的数据以及子节点发送到的数据进行聚合操作，然后将汇聚到的数据传送给自己父节点直至Sink节点；6)运行一段周期后按照步骤(3)‑(5)进行树的自适应维护更新，继续进行数据的传送；7)重复步骤(3)‑(6)直至无线传感器网络中出现一定比例的节点能量耗尽，网络生命周期结束；所述中央处理器接收的时频重叠信号的表达式如下：y(t)＝x1(t)+x2(t)+L xp(t)+n(t)；其中xi(t)表示第i个分量信号，p为分量信号个数，n(t)表示高斯噪声信号，y(t)表示接收的时频重叠信号，其三阶累积量的表达式如下：C3y(τ1,τ2)＝E[y(t)y(t+τ1)y(t+τ2)]其中，τ1，2τ为两个不同时延；由三阶累积量的性质，高斯噪声的三阶累积量恒等于零，上式可以表示为：...

【技术特征摘要】
1.一种微电网小信号稳定性分析并参数协调整定系统，其特征在于，所述微电网小信号稳定性分析并参数协调整定系统包括：中央控制模块，与电网参数调整模块连接，用于调度网参数调整模块进行正常工作；所述中央控制模块通过内置有用于调度网参数调整模块运行数据中，对所述运行数据进行恒定处理的滤波器，所述滤波器为由输入微带线、输入匹配调谐网络、谐振器、输出匹配调谐网络、输出微带线依次连接组成的上层微带结构；通过输入微带线和输出微带线馈电给谐振器，输入匹配调谐网络和输出输入匹配调谐网络实现与谐振器的匹配，满足所需的外部Q值，在可调过程中保证绝对带宽不变、滤波特性稳定；输入匹配调谐网络和输出输入匹配调谐网络由变容二极管组成，分别连接输入输出微带线与谐振器；所述微带谐振器、输入微带线、输出微带线印制在带通滤波器中间层的介质基板上；电网参数调整模块，与中央控制模块连接，用于对微电网小信号稳定性分析并参数协调整；其中，利用粒子群算法进行参数优化，协调整定；1)在面积为S＝L×L的平面区域内，随机抛撒N个同构的无线传感器节点，其中并将网关节点SINK布置在网络中心，其坐标为(0，0)，该网关节点SINK用于接收并处理整个无线传感器网络收集的数据；2)定义斯坦纳最小树，斯坦纳最小树包括斯坦纳节点，所述斯坦纳节点中子节点可以连接的其他节点；3)对网络中的恶意攻击节点进行检测；4)根据步骤2)-3)并考虑能量Eij、传输距离dij、信道安全Bij、k值综合因素更新粒子群算法公式；5)按照步骤3)-4)建立好熟的路径之后进行数据传输，树中子节点将其收集到的数据传送给父节点，父节点对其收集到的数据以及子节点发送到的数据进行聚合操作，然后将汇聚到的数据传送给自己父节点直至Sink节点；6)运行一段周期后按照步骤(3)-(5)进行树的自适应维护更新，继续进行数据的传送；7)重复步骤(3)-(6)直至无线传感器网络中出现一定比例的节点能量耗尽，网络生命周期结束；所述中央处理器接收的时频重叠信号的表达式如下：y(t)＝x1(t)+x2(t)+Lxp(t)+n(t)；其中xi(t)表示第i个分量信号，p为分量信号个数，n(t)表示高斯噪声信号，y(t)表示接收的时频重叠信号，其三阶累积量的表达式如下：C3y(τ1,τ2)＝E[y(t)y(t+τ1)y(t+τ2)]其中，τ1，2τ为两个不同时延；由三阶累积量的性质，高斯噪声的三阶累积量恒等于零，上式可以表示为：令即C3y(τ1,τ2)＝C3x(τ1,τ2)；对C3y(τ1,τ2)进行二次傅里叶变换可得到时频重叠信号的双谱B3y(ω1,ω2)：B3y(ω1,ω2)＝B3x(ω1,ω2)＝X(ω1)X(ω2)X*(ω1+ω2)；其中，ω1，ω2为两个不同频率。2.如权利要求1所述的微电网小信号稳定性分析并参数协调整定系统，其特征在于，步骤1)中所述的斯坦纳最小树在欧式平面上，每颗斯坦纳最小树T都满足以下三个性质：A.任意两条相邻边形成的夹角至少为120°；B.每个顶点的度数最多是3；C.每个斯坦纳点的度数恰为3，而且两条相邻边之间的夹角恰为120°；步骤2)中所述斯坦纳节点采用减小邻居数量k值方法；步骤3)中所述的而恶意攻击节点为节点vi的投票值与本身的贝...

【专利技术属性】
技术研发人员：姜春娣，
申请(专利权)人：衢州学院，
类型：发明
国别省市：浙江,33