[发明专利]基于事件触发机制的微电网有限时间二次调频控制方法

权利要求书

1.基于事件触发机制的微电网有限时间二次调频控制方法，其特征在于：包含以下步骤：

步骤1：在初级控制层使用下垂控制策略，为局部的控制策略；

步骤2：基于平均一致性控制理论，采用多智能体系统结构，设计含时滞的比率一致性算法，其中包括Max-Min一致性理论，在有限时间内分布式电源的状态渐近收敛；

步骤3：基于事件触发机制，在控制器设计过程中加入事件触发，并给出触发条件；

步骤4：更新微电网有功功率，对系统频率二次调节。

2.根据权利要求1所述的基于事件触发机制的微电网有限时间二次调频控制方法，其特征在于：步骤1，下垂控制中有功功率与频率关系参考同步发电机组一次调频过程，得到交流微电网运行于孤岛模式下，处于并联状态的逆变器的有功-频率下垂控制方程：

ω_i＝ω_iset-m_i(P_iout-P_iset) (1)

式(1)中：ω_i表示第i个逆变器的频率，ω_iset表示第i个逆变器处设置的频率，第i个逆变器输出功率为P_iout，设定值为P_iset，逆变器额定功率为P_iN，m_i为第i个逆变器的下垂控制系数；

当变动幅度小、周期短的随机负荷变动即第一类负荷功率变化时，微电网工作在A、B之间，输出功率按额定功率比例分摊负荷功率，满足：

用一阶离散系统表示系统状态：

ω_i(t+1)＝ω_i(t)+u_i(t),i＝1,2,...,n (3)

式(3)中用频率ω_i表示节点i的状态变量，令u_i表示节点i对于频率偏差的控制状态量；因节点只与相邻节点进行通信，且通信网络为无向图，节点与相邻节点交换节点状态信息，构造控制状态输入：

将以上系统状态写成矩阵形式为：

ω(t+1)＝Αω(t) (5)

式(5)中，权重矩阵Α＝(a_ij)，为非负矩阵；根据平均一致控制理论，状态转移矩阵Α满足Α1＝1，Α＝Α^T，即为双随机对称矩阵，则系统状态一致并收敛于平均值为：

步骤2，所涉及的含时滞比率一致性控制结构为：

式(3)中，为参与一致性，将第i个DG的局部控制器的状态设为[ζ_i(t),ξ_i(t)]，假设比率μ_i＝ζ_i(t)/ξ_i(t)，比率μ_i渐进收敛至平均值，即

基于上述比率一致性算法得到比率的最大值以及最小值：

为节约微电网通信资源，将Max-Min一致性控制加入控制器中，使得系统迭代能够在有限时间内结束，其中Max一致性控制器设计为：

式(6)中，有频率初始状态条件为Θ(0)＝[Θ₁(0),Θ₂(0),...,Θ_n(0)]^T；

Min一致性控制器设计为：

式(7)中，频率初始状态条件为Ξ(0)＝[Ξ₁(0),Ξ₂(0),...,Ξ_n(0)]^T；

步骤3，设计事件触发机制，将系统状态输入更新为：

式(12)中其中表示最后一次测量的时刻，

分别表示为节点及其对邻居节点信息的最后一次测量估计值；定义出状态误差后更新系统状态为：

根据Lyapunov理论给出事件触发条件：

步骤4，实现微电网二次调频，通过利用一致性理论更新有功功率从而对频率进行调节；假设系统总输出有功功率P_∑，频率ω_i超过区间[ω_min,ω_max]时，假设第一台逆变器为可调逆变器，因而有功功率设定值P_iset在可调范围中内变动，输出功率范围为因逆变器需满足功率平衡，根据下垂控制的P-f特性，其额定功率为有功功率设定值可调量ΔP_iset也存在上下限，即其中而可逆变器需调整输入有功功率设定值P_1set至P′_1set，使频率工作在频率设定值ω_set，得到：

而有功功率的可调量的估计值为同时下垂控制系数m_i简化为：

式(16)中，ε_i表示DG的阻尼系数，R_i表示DG的速度下降特性斜率，同样频率也有设定值区间为

并且有

其中为逆变器采用平移法后得到的节点处最大输出有功功率；用表示频率偏差平均值，Δω_i＝ω_iset-ω_i表示频率偏差，ω_iN表示额定频率；则可调逆变器有功功率可变设定值ΔP_1set为：

由上述公式(17)得到二次频率调节为：

从而消除微电网初级控制中下垂控制作用产生的频率偏差，运用比率一致性以及最大最小值一致性实现有限时间内的迭代，使微电网频率近收敛至额定值。