基于融合型事件触发的含电动汽车电力系统频率控制方法技术方案

本发明专利技术公开了一种基于融合型事件触发的含电动汽车电力系统频率控制方法。步骤包括：步骤1，基于含电动汽车的电力系统的动态特性，建立其状态空间模型；步骤2，考虑实际工况中测量数据存在噪声或扰动引起的随机波动，建立基于历史数据融合的事件触发控制机制，减少信号随机波动导致的误触发；步骤3，采用辛普森法则、线性矩阵不等式技术求出融合型事件触发控制器，并对含电动汽车的电力系统进行控制。与传统基于瞬时测量数据的事件触发机制相比，本专利给出了一种具有抑制随机波动能力的融合型事件触发机制，有效减少了数据波动导致的控制信号误触发，节约有限网络资源，具有一定的工程应用价值。工程应用价值。工程应用价值。

【技术实现步骤摘要】
基于融合型事件触发的含电动汽车电力系统频率控制方法


[0001]本专利技术涉及一种基于融合型事件触发的含电动汽车电力系统频率控制方法，尤其是一种用于含电动汽车的电力系统的事件触发控制方法。

技术介绍

[0002]近年来，网络化电力系统由于较高的灵活性与智能化程度成为了电力系统发展的主要方向。与此同时，随着新能源汽车产业与信息物理系统的蓬勃发展，大规模电动汽车的接入必然导致电网频率波动，影响电能质量。考虑含电动汽车的网络化电力系统的负荷频率控制问题，能够提高电力系统频率的稳定性能，具有重要的理论与工程价值。但通信网络的引入也带来了相应的问题与风险。随着系统规模不断扩大，海量设备争夺有限的通信网络资源，导致信道负担急剧增加，出现网络拥塞等现象。为了克服这一困难，研究人员采用了基于事件触发的控制策略，节约了有限网络资源，取得了一系列成果。
[0003]然而，已有研究工作都假设测量信号不受任何干扰影响，且事件触发机制多是基于瞬时采样数据。然而，在实际工程环境中，随机干扰、噪声、数据突变等因素会造成测量信号的随机波动。现有基于瞬时测量数据的事件触发机制对随机波动较为敏感，容易引起误触发现象，进而导致通信资源浪费与控制性能下降。为了解决以上问题，有必要设计新的事件触发控制机制，抑制测量信号随机波动造成的误触发，提高网络资源利用率，改善电力系统频率的稳定性。

技术实现思路

[0004]专利技术目的：基于以上分析，为了有效解决存在测量信号随机波动的含电动汽车的电力系统负荷频率控制问题，本专利技术设计了基于融合型事件触发的负荷频率控制方法。
[0005]本专利技术的具体技术方案如下：一种基于融合型事件触发的含电动汽车的电力系统负荷频率控制方法，包括以下步骤：基于含电动汽车的电力系统的动态特性，建立其状态空间模型；设计基于历史数据的融合型事件触发控制机制；求解使得系统频率稳定的负荷频率事件触发控制器，并对含电动汽车的电力系统进行控制。
[0006]技术方案：一种基于融合型事件触发的含电动汽车的电力系统负荷频率控制方法，该方法是依次按照如下步骤实现的：根据权利要求1所述的基于融合型事件触发机制的含电动汽车的电力系统的负荷频率控制方法，其特征在于，所建立的状态空间模型如下：式中，表示系统状态，
表示系统输出，u(t)为系统的控制输入，d(t)对应于系统的扰动输入，A，B，F，C为如下形式的系统参数矩阵。3.根据权利要求2所述的基于融合型事件触发机制的含电动汽车的电力系统的负荷频率控制方法，其特征在于，所述的基于历史数据的融合型事件触发机制如下式：式中：t
k
，t
k+1
分别表示当前触发时刻与下一触发时刻，Ω，σ∈(0，1)分别表示正定加权矩阵与触发阈值参数，表示当前时刻融合了历史测量数据的输出，表示上一触发时刻融合了历史测量数据的输出，e(t)＝y
*
(t)
‑
y
*
(t
k
)表示两者之间的误差。给出基于输出反馈的比例
‑
积分型事件触发控制器：式中K为需要设计的使得控制系统满足给定H
∞
性能的控制器增益。采用辛普森法则近似上述控制器中的积分项，并将控制器带入(1)中的状态空间表达式，可得其闭环事件触发系统表达如下：4.根据权利要求3所述的基于融合型事件触发机制的含电动汽车的电力系统的负荷频率控制方法，其特征在于，求得闭环控制系统的李雅普诺夫函数的导数并要求其负定，利用H
∞
控制理论推导出控制器求解对应的线性矩阵不等式条件，具体包括：1)选择如下所示的Lyapunov
‑
Krasovskii泛函：V(t)＝V1(t)+V2(t)+V3(t)，
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(5)其中：V1(t)＝x
T
Px(t)，Px(t)，P，S1，S2，R1，R2为对称正定矩阵。2)在上一步的基础上，计算Lyapunov
‑
Krasovskii泛函导数，并要求其负定：
3)采用Jensen不等式处理积分项，并结合事件触发条件和H
∞
性能约束要求，如下矩阵不等式形式成立可保证上式成立：其中：其中：4)基于费舍尔引理，进一步可得如下矩阵不等式：其中：∏2＝[G
T αG
T 0 0 0 0 0]T
，5)采用左乘右乘技术与舒尔补技术将二次项GBKC进行解耦，可得如下线性矩阵不等式：等式：其中：α＞0，v＞0，其中：α＞0，v＞0，其中：α＞0，v＞0，
6)通过MATLAB的LMI工具箱中的mincx求解器，可以求得满足系统给定H
∞
性能的输出反馈控制器：K＝YX
‑1。上述获得线性矩阵不等式条件的方法从李雅普诺夫稳定性定理出发，采用辛普森准则处理融合了历史数据的积分项，借助费舍尔引理引入新的变量矩阵，去除李雅普诺夫变量矩阵与控制矩阵之间的耦合，基于左乘右乘技术与舒尔补技术，进一步给出静态输出反馈事件触发控制器设计的凸优化方法。本方法与传统不等式放缩方法相比，去掉了李雅普诺夫变量矩阵与控制矩阵之间的耦合关系，克服了放缩带来的误差，有效降低了控制器设计的保守性。本专利技术的有益效果：与传统基于瞬时采样数据的事件触发机制相比，本专利技术方法考虑实际工程环境中存在的测量信号随机波动现象，提出基于历史数据融合的新型事件触发机制，有效减少测量信号随机波动造成的误触发，提高网络资源利用率，改善电力系统频率的稳定性，具有一定的工程应用价值。
附图说明
[0007]图1为本专利技术实施例的方法流程图；
[0008]图2为实施例采用本专利技术所提方法与传统方法对比下的系统频率响应曲线；
[0009]图3为实施例采用本专利技术所提方法与传统方法对比下的触发时刻与间隔。
具体实施方式
[0010]下面结合具体实施例，进一步阐明本专利技术，应理解这些实施例仅用于说明本专利技术而不用于限制本专利技术的范围，在阅读了本专利技术之后，本领域技术人员对本专利技术的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。
[0011]如图1所示，一种基于融合型事件触发的含电动汽车的电力系统负荷频率控制方法，其包含如下步骤：步骤一、基于含电动汽车的电力系统的动态特性，建立其状态空间模型，具体为：(1)状态空间模型如下：式中，表示系统状态，表示系统输出，u(t)为系统的控制输入，d(t)对应于系统的扰动输入，A，B，F，C为如下形式的系统参数矩阵，
上式中各参数物理意义如下表所示：表1含电动汽车的电力系统参数物理意义步骤二、设计基于历史数据的融合型事件触发控制机制，以减少控制信号的误触发，具体步骤如下：1)设计基于历史数据的融合型事件触发机制，如下式：式中：t
k
，t
k+1
分别表示当前触发时刻与下一触发时刻，Ω，σ∈(0，1)分别表示正定加权矩阵与触发阈值参数，表示当前时刻融合了历史测量数据的输出，表示上一触发时刻融合了历史测量数据的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于融合型事件触发的含电动汽车电力系统频率控制方法，其特征在于，包含如下步骤：基于含电动汽车的电力系统的动态特性，建立其状态空间模型；设计基于历史数据的融合型事件触发机制，以减少控制信号的误触发；求出使得系统频率稳定的负荷频率事件触发控制器，并对含电动汽车的电力系统进行控制。2.根据权利要求1所述的基于融合型事件触发机制的含电动汽车的电力系统的负荷频率控制方法，其特征在于，所建立的状态空间模型如下：式中，表示系统状态，表示系统输出，u(t)为系统的控制输入，d(t)对应于系统的扰动输入，A，B，F，C为如下形式的系统参数矩阵。3.根据权利要求2所述的基于融合型事件触发机制的含电动汽车的电力系统的负荷频率控制方法，其特征在于，所述的基于历史数据的融合型事件触发机制如下式：式中：t
k
，t
k+1
分别表示当前触发时刻与下一触发时刻，Ω，σ∈(0，1)分别表示正定加权矩阵与触发阈值参数，表示当前时刻融合了历史测量数据的输出，表示上一触发时刻融合了历史测量数据的输出，e(t)＝y
*
(t)
‑
y
*
(t
k
)表示两者之间的误差。4.根据权利要求3所述的基于融合型事件触发机制的含电动汽车的电力系统的负荷频率控制方法，其特征在于，给出基于输出反馈的比例
‑
积分型...

【专利技术属性】
技术研发人员：严沈，顾洲，杨帆，
申请(专利权)人：南京林业大学，
类型：发明
国别省市：