[发明专利]一种基于逆解耦的微电网自抗扰控制方法

权利要求书

1.一种基于逆解耦的微电网自抗扰控制方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

步骤1，建立微电网线路功率传输模型；

步骤2，采用相对增益方法对微网线路的耦合性分析；

步骤3，采用逆解耦方法对微网进行解耦控制；

步骤4，采用自抗扰控制方法对模型失配和扰动进行补偿；

步骤5，确定算例以及其必要特征，采用Matlab/Simulink软件对算例进行仿真分析。

2.根据权利要求1所述的一种基于逆解耦的微电网自抗扰控制方法，其特征在于，所述步骤1的具体过程如下：

1-1，分析微网线路参数特点

对于低压微网线路特性，提出一种控制方法以解决微电网的有功功率和无功功率的精确控制；

1-2，微网线路功率传输模型

微网线路潮流公式为：

式中：S＝P+jQ为微网线路功率，微电源通过低压线路与微网母线连接，Z＝R+jX为微网线路阻抗，U₁、δ为节点1处电压有效值和电压相角；U₂为节点2处电压有效值；设节点2处电压相角为0，由于δ通常很小，则一般认为sinδ＝δ，cosδ＝1；

由上分析可得下式：

引入电压降落纵分量ΔU、电压降落横分量δU，其余节点电压1、2电压、相位差关系为：

输入量与输出量的传递关系为：

3.根据权利要求1所述的一种基于逆解耦的微电网自抗扰控制方法，其特征在于，所述步骤2的具体过程如下：

2-1，相对增益矩阵及其含义

相对增益是多输入多输出系统中说明耦合程度的一个概念；在一个多输入多输出系统中，令m_j为一个输入变量，c_i为一个输出变量，定义当输入变量m_j变而其他变量不变时c_i相对于m_j的变化率为第一放大系数；当除了输出变量c_i外其他输出变量都不变时c_i相对于m_j的变化率为第二放大系数；m_j→c_i的相对增益为第一放大系数和第二放大系数之比，即

式中：λ_ij为m_j→c_i的相对增益；m'表示只有此通道输入变量变化，剩余输入变量都不变化；c'表示只有此通道输出变量变化，其余输出变量都不变化；

可知，当λ_ij值为1时，其余的控制通道相对于m_j→c_i并没有造成影响，所以m_j→c_i与其余的通道没有存在耦合现象；

2-2，微网线路的耦合性分析

当λ_ij趋于1时，此时m_j和c_i为最优配对，剩下的通道都是耦合通道；在低压微电网中，R>>X，而低压微电网中，线路有功功率是由线路两端电压模值差△U决定的，线路无功功率是由线路两端电压的相位差δU决定的；通过变化输出变量和输入变量的顺序，表示各个控制通道，对微网功率模型输出变量和输入变量重新配对组合，可得下式

式中：为定常耦合矩阵。

4.根据权利要求1所述的一种基于逆解耦的微电网自抗扰控制方法，其特征在于，所述步骤3的具体过程如下：

3-1，逆解耦方法

控制对象要实现完全解耦，需使耦合支路的数学联系为0，即通过解耦方法将传递函数矩阵设置为对角矩阵；逆解耦方法由前向通道和反向通道构成；

3-2，求解解耦矩阵

解耦矩阵D(s)的设计目标是使G(s)D(s)为一个对角矩阵Q(s)，则解耦矩阵D(s)＝G(s)^-1Q(s)；逆解耦方法的解耦矩阵为D(s)＝Dd(s)(I-Do(s)Dd(s))^-1；记前向通道的传递函数矩阵为Dd(s)，反向通道的传递函数矩阵为Do(s)，广义对象是对角矩阵为Q(s)，如下：

5.根据权利要求1所述的一种基于逆解耦的微电网自抗扰控制方法，其特征在于，所述步骤4的具体过程如下：

提出自抗扰控制器(ADRC)针对模型失配和存在的不确定扰动进行补偿，增强解耦控制系统的鲁棒性；设计扩张状态观测器(ESO)对误差进行估计，为该环节设计比例控制器u₀＝k_p(r_i-y_i)，合理调整参数k_p即可得到满意的控制性能。