[发明专利]基于电力弹簧的智能负载柔性多目标协调控制方法

权利要求书

1.一种基于电力弹簧的智能负载柔性多目标协调控制方法，其特征在于，包括：

基于Hilbert变换建立单相锁相环，所述单相锁相环用于测量得到系统频率，测量得到的系统频率用于后续进行定频率控制；

基于单相瞬时无功功率理论，测量单相ES输出的无功功率，测量得到的无功功率用于后续进行定无功控制；

设计模糊逻辑控制器，根据线路情况制定电压控制与定无功控制的切换规则；

建立基于电力弹簧的柔性多目标控制策略的控制模型，通过控制模型完成对智能负载的定频率、定电压和/或定无功的多目标协调控制。

2.根据权利要求1所述的基于电力弹簧的智能负载柔性多目标协调控制方法，其特征在于，所述基于Hilbert变换建立单相锁相环的方法，包括：

采用如下公式：

式中，s(t)为原单相信号，代表变换后信号，j为虚数单位，H代表Hilbert变换，其定义如下：

式中，x(t)代表待变换信号，h(t)代表脉冲响应，t表示时间，x(τ)代表卷积等价积分形式下的待变换信号，τ代表卷积等价积分的自变量；

设置原单相信号为α信号，通过Hilbert变换产生β信号，从而建立单相锁相环，测量得到系统频率及相角，以便后续定频率控制。

3.根据权利要求1所述的基于电力弹簧的智能负载柔性多目标协调控制方法，其特征在于，所述基于单相瞬时无功功率理论，测量单相ES输出的无功功率的方法，包括：

采用如下公式：

式中，q_single(t)表示测量得到的单相ES输出的无功功率，T为信号周期，i(t)，u(t)分别表示测量得到的系统电压及电流。

4.根据权利要求1所述的基于电力弹簧的智能负载柔性多目标协调控制方法，其特征在于，所述设计模糊逻辑控制器，根据线路情况完成定电压控制与定无功控制的切换规则的方法，包括：

首先将输入量，即电压和无功归一化至[-1,1]，再进行模糊化处理：

式中，x为输入值，参数σ,c的取值如下式所示：

其中，SS表示远小于参考值，S表示略小于参考值，M表示和参考值接近，L表示略大于参考值，LL表示远大于参考值；

根据模糊逻辑的原理，通过输入量在不同隶属度函数下的输出值确定该输入量在各集合的隶属度；

然后，通过最大隶属度法进行去模糊化，选择控制目标为定无功或定电压：

v₀＝maxμ_v(v),v∈A

式中，μ_v(v)表示隶属度函数，v₀表示输出值，A表示模糊转换后的输出集合；

最后，根据电压和无功相对参考值的偏移情况设置模糊切换规则，即去模糊化后，当线路电压或无功功率属于SS集合或LL集合时，视为大幅偏移参考值，切换至定无功控制，补偿更多无功；当线路电压或无功功率属于S、M或L集合时，视为在参考值附近，切换至定电压控制，保持电压稳定。

5.根据权利要求1所述的基于电力弹簧的智能负载柔性多目标协调控制方法，其特征在于，所述模糊切换规则为：

其中，RPT表示定无功控制，VT表示定电压控制，Q表示测量的无功功率，V表示测量的母线电压有效值。

6.根据权利要求1所述的基于电力弹簧的智能负载柔性多目标协调控制方法，其特征在于，建立的所述基于电力弹簧的柔性多目标控制策略的控制模型，包括：设置PI控制器，将单相锁相环测量得到的系统频率，经PI控制器进入电流内环，控制系统频率；将测量得到的系统母线电压及输出无功，经PI控制器进入电流内环，利用设计得到的模糊逻辑控制器，进行电压和无功功率之间的控制目标切换，实现稳定状态下的母线电压稳定，以及故障状态下电压的快速恢复。