[发明专利]一种考虑延时不对称性的微电网延时稳定性分析方法

说明书

本发明公开了一种考虑延时不对称性的微电网延时稳定性分析方法，首先建立了含输入、通信延时的有功功率动态方程，经过拉普拉斯变换得到对应特征方程，接着基于圆盘定理，估计方程特征根范围，并进一步得到角频率变化时圆盘边界点的变化轨迹，确定圆盘所在范围，最终依据对应凸包的性质以及广义奈圭斯特准则获取含不对称延时系统稳定的充分条件，为输入延时的设计提供指导，实现功率均分以及平均电压恢复，有利于保障系统的安全稳定运行。

技术领域

本发明涉及微电网运行控制技术领域，具体的是一种考虑延时不对称性的微电网延时稳定性分析方法。

背景技术

随着地球资源的日渐衰竭以及人们对环境问题的关注，可再生能源的接入越来越受到世界各国的重视。微电网是一种在能量供应系统中增加可再生能源和分布式能源渗透率的新兴能量传输模式，其组成部分包括不同种类的分布式能源(distributedenergyresources，DER，包括微型燃气轮机、风力发电机、光伏、燃料电池、储能设备等)、各种电负荷和/或热负荷的用户终端以及相关的监控、保护装置。

微电网内部的电源主要由电力电子器件负责能量的转换，并提供必须的控制；微电网相对于外部大电网表现为单一的受控单元，并可同时满足用户对电能质量和供电安全等的要求。微电网与大电网之间通过公共连接点进行能量交换，双方互为备用，从而提供了供电的可靠性。由于微电网是规模较小的分散系统，与负荷的距离较近，可以增加本地供电的可靠性、降低网损，大大增加了能源利用效率，是一种符合未来智能电网发展要求的新型供电模式。

正常情况下，微电网并网运行，由大电网提供电压、频率支撑；当发生突发性或计划性事件导致微电网脱网时，微电网将工作在自治状态。下垂控制策略由于不需要主导分布式电源及联络线间联系而获得了广泛的关注。当需要微电网由并网模式转向独立运行模式时，各分布式电源可以自动分担微网内负荷功率。但由于下垂控制是比例有差控制，会引起电压的稳态偏差，且有功功率分配的效果不理想，因此，需要采用二次控制以协助电压恢复及有功功率均分。传统的分布式协同控制应用一致性理论实现，对信息的实时性以及同步性有较强的依赖性。而在实际中，信息采集、处理以及传输的过程中不可避免地存在延时，通常可以分为本地信息采集和处理带来的输入延时以及分布式电源间进行信息交互时产生的通信延时两种类型，且两者在实际中往往并不相等。同时，考虑到电力电子接入型分布式电源的小惯性特性，延时的存在将会对系统性能产生较大影响。因此，有必要研究通信延时和输入延时分别对系统性能的影响，保障系统的安全稳定运行，提高系统收敛性能。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种考虑延时不对称性的微电网延时稳定性分析方法，建立含输入、通信延时的有功功率动态方程，并经过拉普拉斯变换得到对应特征方程，接着将特征方程的求解转换为矩阵特征值的计算，从而基于圆盘定理估计方程特征根范围，在此基础上计算角频率变化时矩阵特征值所在圆盘边界点的变化轨迹，确定圆盘所在范围，最终结合广义奈圭斯特准则以及对应凸包的性质获取含不对称延时系统稳定的充分条件，为输入延时的设计提供指导，保障系统运行稳定性，同时提高系统收敛性能。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现本发明为了解决上述技术问题采用以下技术方案：

一种考虑延时不对称性的微电网延时稳定性分析方法，包括以下步骤：

步骤一：建立含输入、通信延时的有功功率动态方程，并经过拉普拉斯变换得到对应特征方程，然后进入步骤二；

步骤二：将特征方程的求解转换为矩阵特征值的计算，进而基于圆盘定理，估计特征值范围，然后进入步骤三；

步骤三：计算角频率变化时矩阵特征值所在圆盘边界点的变化轨迹，确定圆盘所在范围，然后进入步骤四；

步骤四：依据广义奈圭斯特准则以及对应凸包的性质获取含不对称延时系统稳定的充分条件，为分布式二次控制器的设计提供指导，实现有功功率均分以及平均电压恢复。