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发明专利|基于临界特征根跟踪的微电网延时裕度计算方法

北极星输配电网  来源:北极星输配电网整理    2017/10/25 15:11:14  我要投稿  
所属频道: 微电网  关键词:微电网 微电网控制系统 发明专利 

再进一步地,基于临界特征根跟踪的微电网延时裕度计算方法中,根据静态反馈输出建立的包含通讯延时电压反馈控制量的分布式电源闭环小信号模型为 :

为第i个分布式电源的延时状态矩阵 ,Bui为第i个分布式电源对二次电压小信号控制量的输入矩阵,CinvQi为第i个分布式电源的无功功率输出矩阵,ΔioDQ为公共参考坐标系DQ中分布式电源输出电流的小信号状态变量,Cinvc为分布式电源的电流输出矩阵。

更进一步地,基于临界特征根跟踪的微电网延时裕度计算方法中,微电网小信号模型为

分别为微电网小信号状态变量及其变化率,x=[ΔxinvΔilineDQΔiloadDQ]T ,ΔilineDQ为公共参考坐标系DQ中分布式电源所连接母线间的连接线路的电流的小信号状态变量,公共参考坐标系DQ中第i个分布式电源所连接母线和第j个分布式电源所连接母线之间的连接线路ij的电流的小信号状态变量为 :

分别为连接线路ij的电流在公共参考坐标系DQ下的D轴小信号分量及其变化率,ΔilineQij、  分别为连接线路ij的电流在公共参考坐标系DQ下的Q轴小信号分量及其变化率,rlineij、Llineij分别为连接线路ij的线路电阻和线路电感,ω0为微电网额定角频率,ΔVbusDi、ΔVbusQi分别为第i个分布式电源所连接母线的电压在公共参考坐标系DQ下的D轴分量、Q轴分量,ΔVbusDj、ΔVbusQj分别为第j个分布式电源所连接母线的电压在公共参考坐标系DQ下的D轴分量、Q轴分量,ΔiloadDQ为公共参考坐标系DQ中母线所连接负载的电流的小信号状态变量,公共参考坐标系DQ中第l根母所连接负载的电流的小信号状态变量为:

分别为第l根母线所连接负载的电流在公共参考坐标系DQ下的D轴分量及其变化率,ΔiloadQl、  分别为第l根母线所连接负载的电流在公共参考坐标系DQ下的Q轴分量及其变化率,Rloadl、Lloadl分别为第l根母线所连接负载的负载电阻、负载电感,ΔVbusDl、ΔVbusQl分别为第l根母线的电压在公共参考坐标系DQ下的D轴分量、Q轴分量,Adi、τi分别为第i个分布式电源的延时状态矩阵和延时。

作为基于临界特征根跟踪的微电网延时裕度计算方法的进一步优化方案,从微电网小信号模型获取含有超越项的特征方程的方法为:在分布式电源的延时一致时得到微电网小信号模型的的特征方程:

为时域复平面参数,τ为各分布式电源的一致时延时间,CEτ(˙)表示各分布式电源一致时延τ时得到的微电网小信号模型的特征方程,det(˙)为矩阵行列式,I为单位矩阵,Ad为分布式电源的延时状态矩阵,

为超越项。

作为基于临界特征根跟踪的微电网延时裕度计算方法的再进一步优化方案,对超越项进行临界特征根轨迹跟踪进而确定满足系统稳定性要求的延时裕度,具体方法为:以延时时间辅助变量作为特征方程的变量,求解特征方程在延时时间辅助变量变化周期内的所有纯虚特征根,从所有纯虚特征根对应的临界延时时间中选取最小值作为满足系统稳定性要求的延时裕度,所述延时时间辅助变量为分布式电源延时和虚特征根幅值的乘积。

本发明采用上述技术方案,具有以下有益效果:

(1)本发明提出了一种微电网二次电压控制延时裕度的计算方法,该方法基于静态输出反馈建立包含通讯延时电压反馈控制量的微电网闭环小信号模型,从而获取含有超越项的特征方程,对系统特征方程的超越项进行临界特征根轨迹跟踪,搜寻可能的纯虚特征根进而计算使微电网稳定的最大延时时间,该方法能够有效降低通讯延时对微网动态性能的影响,有效提高微网稳定性及动态性能;

(2)通过对不同控制器参数下的系统稳定裕度进行求取,对控制器参数与延时裕度间的关系进行研究,从而指导控制参数的设计,有效提高微网稳定性及动态性能。

附图说明

图1是本发明实施例的流程图;

图2是本发明实施例中微电网一次、二次控制框图;

图3是本发明实施例中采用的微电网仿真系统图;

图4是在某一组控制参数kIQ=0.02,kIV=20下,临界特征根轨迹跟踪示意图;

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