[发明专利]一种适应新能源随机波动性的阻尼控制方法

权利要求书

1.一种适应新能源随机波动性的阻尼控制方法，其特征在于，所述控制方法包括以下步骤：

步骤一：建立新能源电力系统的线性变参数系统模型；

所述步骤一基于雅克比线性化法将运行点随机漂移行为的电力系统非线性模型转化为所述线性变参数系统模型；

线性变参数(LPV)系统的状态空间矩阵元素依赖于连续时变参数向量ρ(t)，参数向量ρ(t)的变化通过在线测量获得，其变化范围有界且确定；

步骤二：将线性变参数系统模型用多胞型表示；

在所述步骤二中，如果所述线性变参数(LPV)系统的参数向量ρ中有m个参数变量，则对应的多胞型线性变参数系统模型具有N＝2^m个顶点，系统的参数向量ρ在多胞型的N个相关的顶点b_k,k＝1,2,…,N内不断变化，即参数向量ρ满足公式(2)：

所述线性变参数系统的状态空间矩阵也在N个相关顶点的多胞型矩阵内根据公式(3)变化：

利用凸分解技术，顶点系统矩阵的凸组合通过改变系数α_k与实际系统矩阵进行逼近，顶点系统矩阵的凸组合与实际系统矩阵的误差ξ由两者矩阵之差L2范数衡量，如公式(4)所示：

α_k从0变化到1，步长为0.01，通过遍历计算，选择ξ最小时的系数α_k来表示实际系统矩阵，则多胞型线性变参数系统的状态空间矩阵由公式(5)表示：

步骤三：利用混合H₂/H_∞控制对各顶点系统求解状态反馈矩阵；

用于多目标H₂/H_∞控制问题的所述线性变参数(LPV)系统由状态空间方程表示为公式(1)：

式中：x为电力系统状态向量；u为控制输入向量；w为外部扰动输入向量，根据系统扰动选取；z_∞和z₂分别表示与H_∞和H₂性能指标相关的输出向量；A为系统状态矩阵，B₁为扰动增益矩阵；B₂为控制输入矩阵；C_∞，D_∞1和D_∞2分别为与H_∞性能指标相关状态变量，扰动输入和控制输入的系数矩阵；C₂，D₂₁和D₂₂分别为与H₂性能指标相关状态变量，扰动输入和控制输入的系数矩阵；

步骤四：根据顶点设计的状态反馈矩阵变增益形成自适应阻尼控制器。

2.根据权利要求1所述的适应新能源随机波动性的阻尼控制方法，其特征在于：在所述步骤三中，当ρ确定时，所述线性变参数系统转变为线性时不变系统，如公式(6)所示：

采用状态反馈设计控制器，将状态反馈规律u＝Kx，K为状态反馈矩阵，代入开环系统模型公式(6)，得到闭环系统模型公式(7)：

式中：A_c＝A+B₂K；C_∞c＝C_∞+D_∞2K；C_2c＝C₂+D₂₂K；

引入正定矩阵X，对称矩阵Q和变量Y＝KX，满足系统H_∞性能、H₂性能和区域极点配置的多目标控制问题，通过求解公式(8)的线性不等式解决：

式中：L，M，γ，γ₀，η₀，μ和β是为满足不同设计目标而给定的参数；为Kronecker乘积；

多胞型线性变参数系统的顶点为线性时不变系统，将各顶点代入公式(8)求得N个顶点的状态反馈矩阵K_k，k＝1，2，…，N。

3.根据权利要求1所述的适应新能源随机波动性的阻尼控制方法，其特征在于：在所述步骤四中，以顶点状态反馈矩阵K_k,k＝1,2,…,N作为多胞型线性变参数系统控制器的N个顶点，在多胞型的任意位置ρ，利用鲁棒变增益和线性变参数系统的多胞模型系统凸集的特点，得到具有全局特性的状态反馈矩阵K，如公式(9)：