[发明专利]一种基于自适应鲁棒控制的多源微电网频率协调方法

权利要求书

1.一种基于自适应鲁棒控制的多源微电网频率协调方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

1)构建包含多组光伏系统、柴油机系统、储能系统及多种类型的负荷的多源微电网系统；

2)设定光伏系统的调频功率，获取频率偏差阈值；光伏系统的调频功率ΔP_R的表达式为：

式中，ΔP_PV为光伏系统的实际输出功率，S_N为光照强度，为光伏调频功率比；

第i个光伏系统的实际输出功率的表达式为：

式中，ΔP_Mi、P_i分别为第i个光伏系统实际输出的最大功率和额定输出功率，P_t为所有参与频率调节的光伏系统额定总功率，K_pV为光伏系统功频静态特性系数，Δf_th为频率偏差阈值；

频率偏差阈值Δf_th的表达式为：

其中，频率偏差阈值满足：

式中，ΔP_R为光伏系统的调频功率；

光伏调频功率比的表达式为：

3)根据频率协调方法，使光伏系统、储能系统根据频率偏差阈值协调运行，参与多源微电网系统的频率一次调节；

以柴油机系统作为主要调频系统，同时优先通过光伏系统主动参与频率一次调节；当光伏系统调频功率输出达到最大值时，储能系统开始动作调节超过频率偏差阈值的频率偏差量，实现多源微电网系统的频率一次调节；

4)基于柴油机系统构建滑模负荷频率控制器；具体包括以下步骤：

401)建立含有不确定参数和源荷随机扰动集合项的柴油机系统的状态模型，柴油机系统的状态模型为：

其中：

d(t)＝[ΔP_d(t)+ΔP_PV(t)+ΔP_B(t)-ΔP_L(t)]

式中，K_p为电力系统增益，T_p为电力系统时间常数，T_g为调速器时间常数，T_t为柴油机时间常数，R为柴油机系统的调速系数，K_ε为积分控制增益，ΔX_d(t)为调速器阀门位置变化量，ΔP_d(t)为柴油机系统输出功率变化量，ΔP_B(t)为蓄电池储能系统有功功率变化量，ΔP_L(t)为多源微电网的负荷变化量，Δf(t)为多源微电网的频率偏差量，ΔP_PV(t)为光伏系统的实际输出功率变化量，ΔE(t)为积分控制变化量；

402)定义M(x,t)＝ΔAx(t)+ΔBu(t)+(F+ΔF)d(t)作为系统不确定参数和源荷随机扰动的集合项，将状态方程改写为：

式中，u(t)为自适应律；

403)根据含有不确定性和扰动性集合项的状态模型，设计积分型滑模面和自适应律，求解控制变量；

5)将滑模负荷频率控制器输出指令作为柴油机系统二次频率调整的补偿量，结合频率协调方法完成频率协调。

2.根据权利要求1所述的一种基于自适应鲁棒控制的多源微电网频率协调方法，其特征在于，设计积分型滑模面g(t)满足方程：

g(t)＝Cx(t)-∫C(A-BH)x(τ)dτ

式中，C和H分别为具有适当维数的常数矩阵。

3.根据权利要求2所述的一种基于自适应鲁棒控制的多源微电网频率协调方法，其特征在于，积分型滑模面g(t)的存在条件为：

式中，σ为非负常数，sgn(*)为符号函数，为不确定参数和源荷随机扰动的集合项M(x,t)的估计值。

4.根据权利要求1所述的一种基于自适应鲁棒控制的多源微电网频率协调方法，其特征在于，自适应律u(t)的表达式为：

式中，ξ为一个常数，其满足||M(x,t)||＜ξ。