一种微电网的同步振荡有限时间函数投影控制方法技术

本发明专利技术公开了一种微电网的同步振荡有限时间函数投影控制方法，包括：确立分布式的分层控制微电网结构；根据分层控制微电网结构，建立微电网分层控制非线性动态模型；将小世界网络模型和微电网分层控制非线性动态模型进行结合，得到微电网小世界网络模型；根据微电网小世界网络模型，分析获得微电网小世界网络中各节点不同步引起的系统振荡因素；根据振荡因素，分析得出系统振荡机理；根据系统振荡机理，采用有限时间函数投影控制方法实现微电网混沌同步。通过该方法可快速实现微电网小世界网络节点的同步，从而避免系统的振荡。从而避免系统的振荡。从而避免系统的振荡。

【技术实现步骤摘要】
一种微电网的同步振荡有限时间函数投影控制方法


[0001]本专利技术属于电力新能源稳定运行领域，特别是一种微电网的同步振荡有限时间函数投影控制方法。

技术介绍

[0002]随着新能源的异军突起，对电力能源电能质量要求很高。微电网可以在中低压层面上有效解决可再生能源发电利用率、提高供电可靠性和满足用户灵活多样性等需求。但微电网中的微源间耦合程度高，存在多类型、多负荷和多时间尺度上的相互作用等情况，使得系统极易发生振荡现象，对微电网的安全稳定造成严重危害。
[0003]目前，针对微电网系统的同步问题，国内外的研究主要集中在状态空间法方面。状态空间法是根据新能源电力系统的拓扑结构对为微电网进行分割，确定微电网中单个分布式发电单元的构成形式，建立该分布式发电单元与微电网在公共耦合端口的连接参数、变量，然后基于分布式发电单元和微电网系统结构，确定系统的状态变量和输入变量，分别得到微电网中基本回路和不同之路对应的状态空间方程，以确定的状态空间方程为基础进行系统稳定性的分析。状态空间法对线性系统有较好的研究，实际工程应用中，由多个逆变器节点按照一定拓扑连成网络形式，将会存在更复杂的动力学行为，这对微电网的稳定性和可靠性要求更高。一些新的研究结果表明，由于小世界网络能很好地描述真实世界的复杂网络,小世界网络中的捷径使得网络同步性能得到增强。微电网作为一种电力能源拓扑网络结构，其具有复杂网络中小世界网络特性。因此，实现微电网复杂小世界网络中节点的同步，是避免系统崩溃的一个重要问题。
[0004]现阶段关于微电网系统控制设计较复杂或未考虑控制响应时间。研究微电网的节点同步及混沌行为，并且有针对性地提出相应的控制策略尤为重要。利用有限时间稳定原理对系统进行控制的研究较多，但在微电网的控制中应用较少。
[0005]综上所述，如何刻画当前微电网复杂网络的混沌同步行为，并且有针对性地提出相应的同步控制策略，在保障电网的安全稳定运行方面是一个亟需解决的技术问题。

技术实现思路

[0006]鉴于上述问题，本专利技术提供一种至少解决上述部分技术问题的一种微电网的同步振荡有限时间函数投影控制方法，通过该方法可快速实现微电网小世界网络节点的同步，从而避免系统的振荡。。
[0007]本专利技术实施例提供了一种微电网的同步振荡有限时间函数投影控制方法，包括：
[0008]S1、确立分布式的分层控制微电网结构；
[0009]S2、根据所述分层控制微电网结构，建立微电网分层控制非线性动态模型；
[0010]S3、将小世界网络模型和所述微电网分层控制非线性动态模型进行结合，得到微电网小世界网络模型；
[0011]S4、根据所述微电网小世界网络模型，分析获得微电网小世界网络中各节点不同
步引起的系统振荡因素；
[0012]S5、根据所述振荡因素，分析得出系统振荡机理；
[0013]S6、根据所述系统振荡机理，采用有限时间函数投影控制方法实现微电网混沌同步。
[0014]进一步地，所述S1具体包括：采用分布式分层控制结构将微电网分为一次控制层、二次控制层及三次控制层；
[0015]所述一次控制层，用于分布式单元的本地控制；
[0016]所述二次控制层，用于在所述一次控制层达到稳定后，对时间尺度超过预设值下的功率、电压和频率偏移进行修正；
[0017]所述三次控制层，用于微电网的全局优化、管理微网及其出功。
[0018]进一步地，每个分布式发电单元都包含一个独立的一次控制层和二次控制层。
[0019]进一步地，微电网分层控制非线性动态模型表示为：
[0020][0021]其中，i0表示直流输入电流；i1表示电感L1端输出电流；i2表示电感L2端输出电流；U
C1
表示电容C1两端输出电压；U
C2
表示电容C2两端输出电压；S表示DC/AC变换器的开关；R1和R2均表示滤波电阻，R
L
表示负载等效电阻。
[0022]进一步地，所述微电网小世界网络模型表示为：
[0023][0024]其中，x
j
表示节点j的状态变量；当a
ij
＝1表示节点i与节点j有耦合；c表示耦合强度；N表示网络中节点数目；H为微电网小世界网络模型中的内耦合矩阵；H＝diag(r1,r2,r3,r4)，diag()表示对角矩阵，r
n
＝1表示两个节点的第n个状态变量间有耦合。
[0025]进一步地，所述S4具体包括：
[0026]针对参数对同步时间的影响程度，引入方差来描述微电网小世界网络模型的同步情况，具体表示为：
[0027][0028]其中，x
im
表示网络中第m个节点的状态变量；表示网络第m个节点的状态变量平均值；N表示网络中节点数目；σ
m
值越小，则表示网络同步程度越高；σ
m
＝0，则表示网络完全同步；
[0029]针对不同网络结构，根据概率值的不同，在网络中节点数目相同的情况下，分析网络结构的不同对微电网系统振荡的影响；
[0030]基于微电网小世界网络模型，分析参数的不同对微电网系统振荡的影响。
[0031]进一步地，所述S5具体包括：基于所述微电网小世界网络模型，给系统施加外界噪声干扰，判定系统自身同步控制调节能力。
[0032]与现有技术相比，本专利技术记载的一种微电网的同步振荡有限时间函数投影控制方法，具有如下有益效果：
[0033]本专利技术建立了微电网分层控制非线性动态模型，基于微电网小世界网络模型，分析了微电网小世界网络中各节点不同步引起的系统振荡现象。然后，针对系统外界噪声等干扰引起的不同步振荡，提出了采用有限时间函数投影控制方法实现微电网混沌同步，可快速实现微电网小世界网络节点的同步，从而避免系统的振荡，为微电网实现同步控制提供了理论依据。
[0034]本专利技术的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。本专利技术的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
[0035]为使本专利技术的目的、特征和优势更加清楚易懂，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步的详细说明。
附图说明
[0036]附图用来提供对本专利技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本专利技术的实施例一起用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的限制。在附图中：
[0037]图1为本专利技术实施例提供的一种微电网的同步振荡有限时间函数投影控制方法流程示意图。
[0038]图2为本专利技术实施例提供的微电网系统连接图示意图。
[0039]图3为本专利技术实施例提供的微电网小世界网络拓扑结构示意图。
[0040]图4(a)为本专利技术实施例提供的规则网络中的变量x
i4
方差图。
[0041]图4(b)为本专利技术实施例本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种微电网的同步振荡有限时间函数投影控制方法，其特征在于，包括：S1、确立分布式的分层控制微电网结构；S2、根据所述分层控制微电网结构，建立微电网分层控制非线性动态模型；S3、将小世界网络模型和所述微电网分层控制非线性动态模型进行结合，得到微电网小世界网络模型；S4、根据所述微电网小世界网络模型，分析获得微电网小世界网络中各节点不同步引起的系统振荡因素；S5、根据所述振荡因素，分析得出系统振荡机理；S6、根据所述系统振荡机理，采用有限时间函数投影控制方法实现微电网混沌同步。2.如权利要求1所述的一种微电网的同步振荡有限时间函数投影控制方法，其特征在于，所述S1具体包括：采用分布式分层控制结构将微电网分为一次控制层、二次控制层及三次控制层；所述一次控制层，用于分布式单元的本地控制；所述二次控制层，用于在所述一次控制层达到稳定后，对时间尺度超过预设值下的功率、电压和频率偏移进行修正；所述三次控制层，用于微电网的全局优化、管理微网及其出功。3.如权利要求2所述的一种微电网的同步振荡有限时间函数投影控制方法，其特征在于：每个分布式发电单元都包含一个独立的一次控制层和二次控制层。4.如权利要求1所述的一种微电网的同步振荡有限时间函数投影控制方法，其特征在于，微电网分层控制非线性动态模型表示为：其中，i0表示直流输入电流；i1表示电感L1端输出电流；i2表示电感L2端输出电流；U
C1
表示电容C1两端输出电压；U
C2
表示电容C2两端输出电压；S表示DC/AC变换器的开关；R1和...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨旭生，陈伟，吴丽珍，魏占宏，邱楠，石进辉，王琨，孙学博，李江涛，黎强强，
申请(专利权)人：兰州理工大学，
类型：发明
国别省市：