[发明专利]小型孤岛风柴混合电力系统电压和频率的控制方法及装置

权利要求书

1.一种小型孤岛风柴混合电力系统电压和频率的控制方法，其特征在于，包括：

步骤S1：导入待控制的孤岛风柴混合电力系统的参数，以建立包含耦合效应的孤岛风柴混合电力系统的数学状态模型，

步骤S2：设计超螺旋滑模观测器，

步骤S3：根据设计的观测器观测到的系统状态变量，得到滑模控制器的输出矩阵并输入至所述状态模型作为控制指令；

所述步骤S1的孤岛风柴混合电力系统中，配以电池和DSTATCOM进行系统电压和频率的调节，采用电池对系统频率进行调节，用DSTATCOM对系统电压进行调节，从而减小系统中电压与频率偏差；

所述状态模型具体为：

其中：为状态变量矩阵的导数，x(·)状态变量矩阵，y(·)为状态变量输出矩阵，u(·)为滑模控制器的输出矩阵，m(·)为系统参数的不确定项，t为时间，A、B、C为系统参数矩阵；

所述观测器的数学表达式为：

其中：为观测到的状态变量矩阵的导数，为观测器观测到的系统状态变量，F、L为常数矩阵，k₁、k₂为观测器的滑模系数，为观测量和实际输出变量的差，n(·)为饱和函数，为过度矩阵，为过度矩阵的导数。

2.根据权利要求1所述的一种小型孤岛风柴混合电力系统电压和频率的控制方法，其特征在于，所述步骤S3中得到的滑模控制器的输出矩阵具体为：

其中：为观测器观测到的系统状态变量，γ为设计的滑模面，为自适应的趋近率参数，D为常数矩阵。

3.一种小型孤岛风柴混合电力系统电压和频率的控制装置，其特征在于，包括存储器、处理器，以及存储于存储器中并由所述处理器执行的程序，所述处理器执行所述程序时实现以下步骤：

步骤S1：导入待控制的孤岛风柴混合电力系统的参数，以建立包含耦合效应的孤岛风柴混合电力系统的数学状态模型，

步骤S2：设计超螺旋滑模观测器，

步骤S3：根据设计的观测器观测到的系统状态变量，得到滑模控制器的输出矩阵并输入至所述状态模型作为控制指令；

所述步骤S1的孤岛风柴混合电力系统中，配以电池和DSTATCOM进行系统电压和频率的调节，采用电池对系统频率进行调节，用DSTATCOM对系统电压进行调节，从而减小系统中电压与频率偏差；

所述状态模型具体为：

其中：为状态变量矩阵的导数，x(·)为状态变量矩阵，y(·)为状态变量输出矩阵，u(·)为滑模控制器的输出矩阵，m(·)为系统参数的不确定项，t为时间，A、B、C为系统参数矩阵；

所述观测器的数学表达式为：

其中：为观测到的状态变量的导数，为观测器观测到的系统状态变量，F、L为常数矩阵，k₁、k₂为观测器的滑模系数，为观测量和实际输出变量的差，n(·)为饱和函数，为过度矩阵，为过度矩阵的导数。

4.根据权利要求3所述的一种小型孤岛风柴混合电力系统电压和频率的控制装置，其特征在于，所述步骤S3中得到的滑模控制器的输出矩阵具体为：

其中：为观测到的系统状态变量，γ为设计的滑模面，为自适应的趋近率参数，D为常数矩阵。