[发明专利]直流微电网非线性控制方法、装置、存储介质及系统

权利要求书

1.一种直流微电网非线性控制方法，其特征在于，应用于直流微电网系统，所述直流微电网系统包括可调控电压源和多个恒功率负载，所述多个恒功率负载与所述可调控电压源连接，所述可调控电压源包括非线性控制器，所述方法包括：

基于恒功率负载动态方程，建立恒功率负载的非线性动态模型；

对直流微电网系统中的可调控电压源建立可调控电压源模型，并建立所述可调控电压源的非线性控制器模型；

根据所述非线性动态模型和非线性控制器模型获取线性矩阵不等式，基于所述线性矩阵不等式获取二次型李雅普诺夫函数，利用所述二次型李雅普诺夫函数确定所述直流微电网系统的稳定域；

根据所述稳定域对所述非线性控制器模型的控制参数进行调节，直至得到所述直流微电网系统的最大稳定域，确定与所述最大稳定域对应的目标控制参数；

所述根据所述非线性动态模型和非线性控制器模型获取线性矩阵不等式，基于所述线性矩阵不等式获取二次型李雅普诺夫函数，利用所述二次型李雅普诺夫函数确定所述直流微电网系统的稳定域，包括：

根据非线性动态模型和非线性控制器模型，获取含有可调控电压源和恒功率负载的直流微电网动态方程组，所述直流微电网动态方程组是关于状态变量矢量和状态空间矩阵的方程组，所述状态空间矩阵包含直流母线电压的非线性函数；

将所述状态空间矩阵转换为一组线性矩阵；

获取所述一组线性矩阵的公共矩阵，基于所述一组线性矩阵及公共矩阵获取所述二次型李雅普诺夫函数，所述二次型李雅普诺夫函数是关于状态变量矢量和公共矩阵的函数；

基于所述二次型李雅普诺夫函数确定所述直流微电网动态方程组的稳定域。

2.根据权利要求1所述的直流微电网非线性控制方法，其特征在于，所述直流微电网系统还包括多个滤波器，所述恒功率负载通过对应位置的滤波器与所述可调控电压源连接，所述滤波器包括滤波电感、滤波电容和滤波电阻，所述滤波电阻通过所述滤波电感与所述滤波电容连接，所述基于恒功率负载动态方程，建立恒功率负载的非线性动态模型，包括：

建立所述恒功率负载通过对应滤波器连接到直流母线的恒功率负载动态方程，所述恒功率负载动态方程是关于可调控电压源的电压、滤波电容两端的电压、通过滤波电感的电流、滤波电阻、恒功率负载的功率值、通过恒功率负载的电流以及第一电流控制环时间常数的方程；

将所述恒功率负载动态方程转换为基于系统运行点或平衡点的恒功率负载的非线性动态模型，所述非线性动态模型是关于可调控电压源的电压变化量、滤波电容的电压变化量、滤波电感的电流变化量以及通过恒功率负载的电流变化量的方程。

3.根据权利要求2所述的直流微电网非线性控制方法，其特征在于，所述可调控电压源还包括电源变换器，所述电源变换器与所述非线性控制器连接，所述非线性控制器包括电压控制器和电流控制器，所述电压控制器与所述电流控制器连接，所述电源变换器包括第一电感，所述对直流微电网中的可调控电压源建立可调控电压源模型，包括：

建立所述电流控制器的闭环电流动态模型，所述闭环电流动态模型是关于流经第一电感的电流和电流参考值的模型；

建立所述电压控制器的电压控制外环曲线，所述电压控制外环曲线是关于电流参考值、额定电流值、下垂系数、可调节电压源的输出电压的参考值以及可调节电压源的输出电压的多项式下垂曲线；

根据所述闭环电流动态模型和电压控制外环曲线，获取所述可调控电压源连接到直流母线上的可调控电压源模型，所述可调控电压源模型是关于滤波电容的电容值大小、可调节电压源的输出电压、流经第一电感的电流以及流经滤波电感的电流的模型。

4.根据权利要求3所述的直流微电网非线性控制方法，其特征在于，所述建立所述可调控电压源的非线性控制器模型，包括：

根据所述闭环电流动态模型和电压控制外环曲线，建立所述可调控电压源的非线性控制器模型，所述非线性控制器模型是关于第二电流控制环时间常数、额定电流值、下垂系数、可调节电压源的输出电压的参考值、可调节电压源的输出电压、流经第一电感的电流的模型。

5.根据权利要求1所述的直流微电网非线性控制方法，其特征在于，所述公共矩阵通过可行性求解器函数得到。