[发明专利]一种智能电网暂态稳定分布式自适应控制方法

说明书

一种智能电网暂态稳定分布式自适应控制方法，将整个智能电网看成一个可控的非线性多智能体系统，利用拓扑建模确定每台发电机的邻居发电机，并设置各发电机之间的通信权重，从而确定系统的参数矩阵；建立智能电网的动力学模型，定义各台同步发电机与其邻居发电机之间的相对功角以及相对转速，随后设计各台同步发电机的领导跟随一致性误差；利用本地发电机与其邻居发电机之间的相对功角以及相对转速信息设计分布式自适应控制器，通过调节外部储能装置的功率输出进行有功调节，以渐近消除所有同步发电机的偏差，使得系统恢复稳定。本发明利用代数图论对智能电网进行拓扑建模，该建模方法适用于所有智能电网。

技术领域

本发明涉及一种智能电网暂态稳定分布式自适应控制方法，属智能电网控制技术领域。

背景技术

智能电网的发展使其稳定控制问题日趋重要，其中暂态稳定控制是稳定控制研究的重中之重，所以备受电力学术界与工业界的关注。发电机的励磁控制和水/汽门开度控制是比较经典的方法，所设计的控制器包括有非线性励磁控制器、自适应励磁控制器、非线性自适应控制器、分散协调控制器。除了以上两种方法外，还有统一潮流控制、静止同步串联补偿器控制等方法。

近年来，在控制回路中引入储能装置来实现智能电网暂态稳定控制是一种新的研究思路。储能装置具有快速动作的特点，通过调节吸收或注入到发电机母线的功率大小来保持功率平衡，以快速抑制电网遭受扰动后的频率振荡。Mercier P,Cherkaoui R(Optimizing a battery energy storage system for frequency control applicationin an isolated power system.IEEE Transactions on Power Systems,2009)等较早开始研究储能装置来解决暂态稳定控制问题，通过优化电池储能装置来提高系统的稳定性。Kawabe K,Yokoyama A(Improvement of transient stability and short-term voltagestability by rapid control of batteries on EHV network in powersystems.Electrical Engineering in Japan,2014)等通过结合电池储能装置和STATCOM装置来实现电网的广域控制。Andreasson M,Dimarogonas D V(Distributed control ofnetworked dynamical systems:static feedback and integral action andconsensus.IEEE Transactions on Automatic Control,2014)等提出一种分布式一致比例积分(consistent proportional integral,CPI)控制器，通过控制分布式储能装置的功率输出大小来调节电网频率。由于储能装置的容量有限，而以上研究没有考虑储能装置受最大输出容量限制的情况。