[发明专利]一种基于风电机组和电动汽车的微电网鲁棒频率控制方法

权利要求书

1.一种基于风电机组和电动汽车的微电网鲁棒频率控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

基于风电机组的减载控制建立风电机组参与调频的小信号模型；

基于能量聚合器构建电动汽车统一控制模型；

基于风电机组的小信号模型和电动汽车统一控制模型建立微电网动态频率响应模型；

根据设计目标，确定性能加权函数和控制加权函数，基于线性矩阵不等式的方法求解H_∞鲁棒频率控制器。

2.根据权利要求1所述基于风电机组和电动汽车的微电网鲁棒频率控制方法，其特征在于，所述基于风电机组的减载控制建立风电机组参与调频的小信号模型，具体为：

建立运行于减载模式下风机的转子运动方程，方程如下：

其中，ρ为空气密度；A为风力机叶片迎风扫掠面积；C_p(λ,0)为风能利用系数，其中λ为叶尖速比；v_w为实际风速；P_m、P_e、C_pref、ω和ν分别为风机的机械功率、电磁功率、转子角速度、风能利用系数和外界风速的标幺值；K_del为风机的功率减载系数；H_t为风机的惯性时间常数；t为时间；P_B为基准功率；K_p为比例系数；P_reg为用于调节系统频率的补偿功率的标幺值；

采用小信号分析方法对所述运行于减载模式下风机的转子运动方程进行线性化，得到下式：

其中，ΔP_m、Δβ、Δω、Δv分别为风机的机械功率、桨距角、转子角速度和外界风速的变化量；A₁、A₂、A₃为推导所用的中间变量；K_λ为C_pref对λ的偏导，K_β为C_pref对β的偏导；

根据线性化后的转子运动方程通过消去中间变量的方法得到过速减载状态下变速风电机组的小信号模型，如下：

其中ΔP_e、ΔP_reg分别为风机电磁功率和补偿功率的变化量。

3.根据权利要求2所述基于风电机组和电动汽车的微电网鲁棒频率控制方法，其特征在于，所述基于能量聚合器构建电动汽车统一控制模型，具体为：

建立单量电动汽车的一阶动态模型，如下：

其中，ΔP_EV,i为第i辆电动汽车发出有功功率；ΔP_rev,i为第i辆电动汽车接受自控制器的功率参考；ε_i为第i辆电动汽车的接入状态信号，当电动汽车接入电网时其值为1，否则为0；SOC_i第i辆电动汽车的充放电状态；K_EV,i和T_EV,i分别为第i辆电动汽车的增益系数和惯性时间常数；s为拉普拉斯算子。

根据所述单量电动汽车的一阶动态模型得到所有可接入电动汽车能量聚合器的发出有功功率ΔP_EV，如下：

其中，n为可接入电动汽车的最大数量；

令所有电动汽车的惯性时间常数均等于T_EV；

能量聚合器的功率参考值ΔP_rev如下：

得到电动汽车统一控制模型，如下：

其中，K_EV为等值电动汽车增益系数，表达式如下：