一种接入社区不间断电源系统的基于图论的协同控制方法技术方案

本发明专利技术公开了一种接入社区不间断电源系统的基于图论的协同控制方法，包括如下：S1：将EV视为ESU，通过采用下垂控制在EV

【技术实现步骤摘要】
一种接入社区不间断电源系统的基于图论的协同控制方法


[0001]本专利技术涉及电动汽车接入电源系统
，尤其是一种接入社区不间断电源系统的基于图论的协同控制方法。

技术介绍

[0002]电动汽车的利用可以减少油耗，这已成为未来汽车的发展趋势。随着电动汽车的普及，大量的电动汽车(EV)已经连接到电网。由于电动汽车的储能特性，可以将其视为可用于电网监管的分布式储能系统(DESS)，因此，电动汽车和电网之间的能量可以在两个方向上流动；即，电动汽车可以被认为是柔性负载或能量存储设备。此外，当社区断电时，电动汽车可以视为储能单元(ESU)；可用于供电的社区不间断电源系统(UPS)持续用电居住，与传统的电池式UPS相比，电动汽车接入UPS具有配置灵活,免维护的优势，可以提高 UPS的普及性。
[0003]现市面上的电动汽车接入社区UPS的应用存在配电和精确电压跟踪控制不准确的问题，在应用的过程中接入社区UPS的EV的功率分配和电压之间存在抖动的情况，电压跟踪误差较大，不能够改善了接入UPS的电动汽车的电能质量。

技术实现思路

[0004]本专利技术针对
技术介绍
中的不足，提供了一种接入社区不间断电源系统的基于图论的协同控制方法。
[0005]本专利技术为解决上述现象，采用以下技术方案，一种接入社区不间断电源系统的基于图论的协同控制方法，控制方法包括如下：
[0006]作为本专利技术的进一步优选方式，S1：将EV视为ESU，通过采用下垂控制在EV
‑
ESU之间共享有功功率和无功功率；S2：设置空载条件下逆变器端子电压的频率和幅度的初始值，相关参数包括下降系数，逆变器输出的有功和无功功率，逆变器的参考频率和电压幅度；S3：基于改变下垂系数的思想，设计改进的功率分配策略，通过动态平均共识算法和有向图计算第i个EV的平均SoC值；S4：为保证计算值的收敛性，对参数进行进一步限制，得到其变化范围。
[0007]作为本专利技术的进一步优选方式，由于EV的电池仅提供有功功率，以此通过P
‑
f下垂来实现SoC的控制。明确逆变器的下垂系数与输出功率成反比，则为保证所有SoC平衡，根据EV容量和电压不同对功率的输出要求也不同。
[0008]作为本专利技术的进一步优选方式，针对不同特性的EV控制SoC平衡方法，基于仿真系统对实际平均值与EV特性的关联性进行分析：S1：将第i个和第 j个EV的初始SoC设置为相同值，且两者的下垂系数设定为等比例，令所有电动汽车始终保持平衡状态；S2：针对初值不同的情况，不断调整下垂系数，通过mSoC对平衡过程的速度进行控制；S3：利用动态平均共识算法，在相邻代理间建立通信链路，对于不用的初始值，通过调整使得累积误差始终为零，经过有限次数的迭代后得出实际平均值与的关系。
[0009]作为本专利技术的进一步优选方式，为了提高EV
‑
ESU电压跟踪性能并减少输出电压颤动，设计基于MAS的EV逆变器FTFSMC
‑
CB方案，定义跟踪误差，通过二阶滑模微分器过滤得到虚拟控制率，建立通信协议，使得各EV通过无线网络根据有向图在代理间进行信息交互。
[0010]作为本专利技术的进一步优选方式，构造转换后的错误和SOSMD：S1：为了规定对邻域同步误差的上限的限制，将规定性能控制(PPC)中的误差变换的思想应用于υ
i.α
，将连续的积极绩效函数定义为θ
i.α
(t)＝(θ
i.α.0
‑
θ
i.α.∞
)e
‑
lt
+θ
i.α.∞
；S2：利用上一步中定义的积极绩效函数，约束目标可以描述为S3：定义一个光滑且严格增加的函数进一步表示约束函数：
[0011]S4：为在有限时间内获得虚拟控制率的导数，引入SOSMD来代替传统的命令过滤器，状态方程表示为：
[0012]作为本专利技术的进一步优选方式，构造转换后的错误和SOSMD方法，建立虚拟控制法则：S1：定义Lyapunov函数并将其导数计算为
[0013][0014]S2：利用上一步得到的导数表达式，将虚拟控制率设计为：
[0015][0016]作为本专利技术的进一步优选方式，构造转换后的错误和SOSMD方法，构造实控制率：S1：为提高系统的鲁棒性，将线性滑模面引入实控制率，将线性化模表面定义为s
i.α
＝μ
i.α
e
i.2.α
，选取滑模达到定律并使用Sigmoid函数代替原函数以减少函数颤动；S2：定义 Lyapunov函数结合上一步所得结
果，更新该函数导数的约束条件通过简单计算可得不等式关系：S3：利用上一步所得，将实际控制率设计为：
[0017][0018]本专利技术通过提出了一种基于有向图理论的有限时间模糊滑模协作反推方案，实现了具有不同容量和电压的电动汽车的荷电状态平衡，开发了基于协同反推控制的电压跟踪控制策略，通过模糊逻辑系统对未知部分进行了近似处理，以滑膜面提高了系统的稳定性，并给出了系统有限时间稳定性的证明。
附图说明
[0019]图1为本专利技术提出的FTFSMC
‑
CB控制方案的控制图；
[0020]图2为本专利技术具有配电策略和提出的FTFSMC
‑
CB方案的电动汽车进入社区UPS的仿真模型图；
[0021]图3为本专利技术提出的功率分配策略(b)与其他控制策略(a)的对比图；
[0022]图4为本专利技术提出的功率分配策略的EV
‑
ESU电压频率(b)和其他控制策略的EV
‑
ESU电压频率(a)的对比图；
[0023]图5为本专利技术动态平均共识算法计算出的平均SoC图；
[0024]图6为本专利技术FTFSMC
‑
CB方案(a)的电压跟踪性能与协作反推法(b)和传统PID控制器(c)进行比较，(i)和(ii)是EV
‑
ESU在d轴和q轴上的电压跟踪性能图；
[0025]图7为本专利技术滑膜表面的时间响应图；
[0026]图8为本专利技术邻域同步误差的时间响应图；
[0027]图9为本专利技术OTE在不同控制方案下的时间响应图。
具体实施方式
[0028]下面将结合本专利技术实施例中，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0029]本专利技术提供一种技术方案：一种接入社区不间断电源系统的基于图论的协同控制方法，控制方法包括如下：
[0030]S1：将EV视为ESU，通过采用下垂控制在EV
‑
ESU之间共享有功功率和无功功率；S2：设置空载条件下逆变器端子电压的频率和幅度的初始值，相关参数包本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种接入社区不间断电源系统的基于图论的协同控制方法，其特征在于，包括如下：S1：将EV视为ESU，通过采用下垂控制在EV
‑
ESU之间共享有功功率和无功功率；S2：设置空载条件下逆变器端子电压的频率和幅度的初始值，相关参数包括下降系数，逆变器输出的有功和无功功率，逆变器的参考频率和电压幅度；S3：基于改变下垂系数的思想，设计改进的功率分配策略，通过动态平均共识算法和有向图计算第i个EV的平均SoC值；S4：为保证计算值的收敛性，对参数进行进一步限制，得到其变化范围。2.根据权利要求1所述的一种接入社区不间断电源系统的基于图论的协同控制方法，其特征在于，由于EV的电池仅提供有功功率，以此通过P
‑
f下垂来实现SoC的控制。明确逆变器的下垂系数与输出功率成反比，则为保证所有SoC平衡，根据EV容量和电压不同对功率的输出要求也不同。3.根据权利要求2所述的一种接入社区不间断电源系统的基于图论的协同控制方法，其特征在于，针对不同特性的EV控制SoC平衡方法，基于仿真系统对实际平均值与EV特性的关联性进行分析：步骤1：将第i个和第j个EV的初始SoC设置为相同值，且两者的下垂系数设定为等比例，令所有电动汽车始终保持平衡状态；步骤2：针对初值不同的情况，不断调整下垂系数，通过mSoC对平衡过程的速度进行控制；步骤3：利用动态平均共识算法，在相邻代理间建立通信链路，对于不用的初始值，通过调整使得累积误差始终为零，经过有限次数的迭代后得出实际平均值与的关系。4.根据权利要求1所述的一种接入社区不间断电源系统的基于图论的协同控制方法，其特征在于，为了提高EV
‑
ESU电压跟踪性能并减少输出电压颤动，设计基于MAS的EV逆变器FTFSMC
‑
CB方案，定义跟踪误差，通过二阶滑...

【专利技术属性】
技术研发人员：许德智，杨玮林，
申请(专利权)人：江联苏州工业自动化研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：