本公开是关于一种多层级性能提升控制方法及装置。该方法包括：建立交流微电网中逆变器状态空间模型，根据改进型下垂控制策略、基于观测器的残差生成器动态性能提升控制策略、基于一致性优化的虚拟阻抗控制策略，生成多层级性能提升控制策略，并对微电网进行多层级性能提升控制。本公开控制方法能够解决电压波动、谐波和三相不平衡这三类电能质量问题，保证交流母线电压稳定，通过电气物理互联层控制，提升系统动态性能，同时采用残差生成逆变器输出电流，实现下垂控制和一致性虚拟阻抗控制，通过信息网络互联层控制，节约了传感器成本，避免了线路参数变化对无功功率均分控制的影响，提升了系统稳态性能。提升了系统稳态性能。提升了系统稳态性能。
【技术实现步骤摘要】
一种多层级性能提升控制方法及装置
[0001]本公开涉及电力电子
，具体而言，涉及一种多层级性能提升控制方法、装置、电子设备以及计算机可读存储介质。
技术介绍
[0002]集成了分布式可再生能源、储能系统、电力电子变换装置和多元负荷的智能化交流微电网系统，在近年来得到了越来越多的关注。交流微电网具有并网和离网两种运行模式，在并网运行的时候，交流微电网的母线电压由大电网进行支撑，逆变器的主要采用PQ控制，保证输出功率稳定。在离网运行的时候，逆变器采用下垂控制策略，在维持母线电压稳定的同时，保证输出功率的稳定。但是，由于线路阻抗的存在，传统的下垂控制策略不能很好的实现无功功率的均分，造成了系统稳态性能下降，同时由于负载投切、非线性负载的接入和不平衡单元的存在，母线中会出现电压波动、谐波和三相不平衡等电能质量问题，造成系统的动态性能下降。因此，需要开发一种多层级性能提升控制策略，保证交流微电网离网运行时的功率均分和母线电压稳定。
[0003]为解决由线路阻抗导致的无功功率不均分问题，目前的主流做法是基于线路参数和功率比例关系，计算出虚拟阻抗，采集逆变器输出电流，设计基于虚拟阻抗的前馈控制，抬升逆变器出口端电压，从而实现无功功率均分。电压波动、谐波和三相不平衡等电能质量问题可以通过加入有源电力滤波器，静止无功调节器等额外的电力电子装置实现电能质量问题的被动治理治理，或者在逆变器中加入特定电能质量问题的补偿控制策略，保证母线电压的稳定，实现电能质量问题的主动治理。
[0004]现有技术的虚拟阻抗需要知道线路阻抗的参数，线路的参数一般都是通过辨识的方法得到，但是由于温度、湿度和元器件老化等因素，线路的参数在系统运行中会发生变化，从而导致虚拟阻抗控制效果的下降。传统的电能质量治理中，被动治理的方法会引入额外的设备增加系统的成本，而常用的主动治理方法很少能同时解决电压波动、谐波和三相不平衡。
[0005]因此，需要一种或多种方法解决上述问题。
[0006]需要说明的是，在上述
技术介绍
部分公开的信息仅用于加强对本公开的背景的理解，因此可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。
技术实现思路
[0007]本公开的目的在于提供一种多层级性能提升控制方法、装置、电子设备以及计算机可读存储介质，进而至少在一定程度上克服由于相关技术的限制和缺陷而导致的一个或者多个问题。
[0008]根据本公开的一个方面，提供一种多层级性能提升控制方法，包括：
[0009]建立交流微电网中逆变器状态空间模型，并基于极点配置法计算基于观测器的残差生成器的增益矩阵，生成包含残差生成器的逆变器状态空间模型；
[0010]基于所述包含残差生成器的逆变器状态空间模型，构建基于残差的输出电流生成器，生成改进型下垂控制策略；构建基于逆变器输出无功功率均分评价的虚拟阻抗一致性优化算法，生成基于一致性优化的虚拟阻抗控制策略；基于尤拉参数化生成基于观测器的残差生成器动态性能提升控制结构，并基于模型匹配原理求解动态性能提升控制器，生成基于观测器的残差生成器动态性能提升控制策略；
[0011]根据改进型下垂控制策略、基于观测器的残差生成器动态性能提升控制策略、基于一致性优化的虚拟阻抗控制策略，生成多层级性能提升控制策略，并对微电网进行多层级性能提升控制。
[0012]在本公开的一种示例性实施例中，所述方法还包括：
[0013]建立交流微电网中逆变器状态空间模型的状态空间方程为
[0014][0015]y
i
＝C
i
x
i
+D
i
u
i
[0016]其中，A
i
为状态矩阵，B
i
为输入矩阵，E
i
为扰动输入矩阵，C
i
为输出矩阵，D
i
为传递矩阵，传递矩阵一般情况下为零矩阵，x
i
为状态量，u
i
为输入量，y
i
为输出量，d
i
为扰动输入量；
[0017]i
Ld
和i
Lq
为LC电路的电感电流；u
od
和u
oq
为LC电路的电容电压；u
id
和u
iq
为逆变桥的输出电压；(i
Ld
,i
Lq
,u
od
,u
oq
)
T
为状态量；(u
id
,u
iq
)
T
为输入量； (i
od
,i
oq
)
T
为扰动输入量；(i
Ld
,i
Lq
,u
od
,u
oq
)
T
为输出量；
[0018][0019]在本公开的一种示例性实施例中，所述方法还包括：
[0020]根据所述逆变器中变换器的状态空间矩阵分别得到系统矩阵和输出矩阵的对偶系数矩阵，
[0021]对和期望特征值基于极点配置法，计算的状态反馈矩阵
[0022]取观测器增益矩阵计算生成状态观测器
[0023]在本公开的一种示例性实施例中，所述方法还包括：
[0024]基于极点配置法计算基于观测器的残差生成器的增益矩阵，生成包含残差生成器的逆变器状态空间模型为
[0025][0026][0027]其中，为重构状态量，u
i
为输入量，r
i
为的残差，L
i
为基于观测器的残差生成器的增益矩阵。
[0028]在本公开的一种示例性实施例中，所述方法还包括：
[0029]根据逆变器i的状态空间方程和基于观测器的残差生成器状态空间方程可以得到改进型下垂控制T
rdi
(s)的状态空间表达式为
[0030][0031]在本公开的一种示例性实施例中，所述方法还包括：
[0032]构建逆变器并联系统模型，得到逆变器输出功率表达式
[0033][0034][0035]基于逆变器输出无功功率均分评价标准m
i
Q
i
‑
m
j
Q
j
＝0的虚拟阻抗一致性优化算法，生成基于一致性优化的虚拟阻抗控制策略，提升系统稳态性能。
[0036]在本公开的一种示例性实施例中，所述方法还包括：
[0037]基于尤拉参数化生成基于观测器的残差生成器动态性能提升控制结构，并基于模型匹配原理求解矩阵不等式min||G(s)
yd
‑
T
rd
(s)QG
p
(s)||
∞
，生成基于观测器的残差生成器动态性能提升控制策略。
[0038]本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种多层级性能提升控制方法，其特征在于，所述方法包括：建立交流微电网中逆变器状态空间模型，并基于极点配置法计算基于观测器的残差生成器的增益矩阵，生成包含残差生成器的逆变器状态空间模型；基于所述包含残差生成器的逆变器状态空间模型，构建输出电流生成器，生成改进型下垂控制策略；构建基于逆变器输出无功功率均分评价的虚拟阻抗一致性优化算法，生成基于一致性优化的虚拟阻抗控制策略；基于尤拉参数化生成基于观测器的残差生成器动态性能提升控制结构，并基于模型匹配原理求解动态性能提升控制器，生成基于观测器的残差生成器动态性能提升控制策略；根据改进型下垂控制策略、观测器的残差生成器动态性能提升控制策略以及一致性优化的虚拟阻抗控制策略，生成多层级性能提升控制策略，并对微电网进行多层级性能提升控制。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：建立交流微电网中逆变器状态空间模型的状态空间方程为y
i
＝C
i
x
i
+D
i
u
i
其中，A
i
为状态矩阵，B
i
为输入矩阵，E
i
为扰动输入矩阵，C
i
为输出矩阵，D
i
为传递矩阵，传递矩阵一般情况下为零矩阵，x
i
为状态量，u
i
为输入量，y
i
为输出量，d
i
为扰动输入量；i
Ld
和i
Lq
为LC电路的电感电流；u
od
和u
oq
为LC电路的电容电压；u
id
和u
iq
为逆变桥的输出电压；(i
Ld
,i
Lq
,u
od
,u
oq
)
T
为状态量；(u
id
,u
iq
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T
为输入量；(i
od
,i
oq
)
T
为扰动输入量；(i
Ld
,i
Lq
,u
od
,u
oq
)
T
为输出量；为输出量；。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：根据所述逆变器中变换器的状态空间矩阵分别得到系统矩阵和输出矩阵的对偶系数矩阵，对和期望特征值基于极点配置法，计算的状态反馈...
【专利技术属性】
技术研发人员：陆珩，胡长斌，罗珊娜，
申请(专利权)人：北方工业大学，
类型：发明
国别省市：
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