[发明专利]新能源发电系统的分布式稳定控制方法和稳定控制装置

权利要求书

1.一种新能源发电系统的分布式稳定控制方法，其特征在于，所述分布式稳定控制方法包括：

在所述新能源发电系统中引入非线性观测器，所述非线性观测器用于反映所述新能源发电系统中，因外界电网结构变化或者参数变化引起的并网点电流变化；

根据端口受控哈密顿方程，确定所述非线性观测器的表达式；

确定期望的闭环哈密顿能量函数；

利用李雅普诺夫函数，结合所述非线性观测器的表达式和所述闭环哈密顿能量函数，对引入所述非线性观测器后的新能源发电系统的分布式控制方法的稳定性进行验证；

在所述稳定性验证通过的情况下，根据开环端口受控哈密顿方程，和所述闭环哈密顿能量函数，确定新能源发电系统中并网变流器的无源控制律，基于所述无源控制律，对所述新能源发电系统进行分布式稳定控制。

2.根据权利要求1所述的分布式稳定控制方法，其特征在于，所述端口受控哈密顿方程表示如下：

所述非线性观测器的表达式为：

上两式中，i表示所述新能源发电系统的中任一并网变流器的编号，x_i表示状态变量，J_i(x_i)表示反对称互联矩阵，R_i(x_i)表示半正定耗散矩阵，u_i表示系统控制律矩阵，g_i(x_i)表示输入矩阵，ξ_i表示外部扰动量，H_i(x_i)表示开环哈密顿函数，g_ρ(x)表示所述观测器的扰动输入矩阵，k₁、k₂分别表示所述非线性观测器的控制系数，x表示状态量，T表示矩阵的转置运算，表示状态量的估计值，ρ和分别表示所述并网点电流变化实际值和估计值，且有：

上式中，ε_x表示状态量估计值和实际值的误差，ε_ρ表示扰动量估计值和实际值的误差，表示状态量估计值和实际值的误差导数，表示扰动量估计值和实际值的误差导数；

所述闭环哈密顿能量函数H_di(x_i)表示如下：

基于所述闭环哈密顿能量函数H_di(x_i)和所述端口受控哈密顿方程，得到的闭环无源控制系统的表示式表示如下：

其中：

上三式中，x_di表示状态量的稳态工作点，Q＝diag{L_fi,L_fi,C_fi,C_fi,τ_Pi,τ_Qi}，diag表示的是对角矩阵，L_fi和C_fi表示的是第i台并网变流器的滤波器电感和电容，τ_Pi和τ_Qi分别是功率滤波采用的低通滤波器时间常数，r_d1i、r_d2i、r_d3i、r_d4i分别表示闭环无源控制器阻尼参数矩阵R_di(x_i)四个设定的阻尼参数，J_di(x_i)表示闭环无源控制中定义的反对称互联矩阵。

3.根据权利要求2所述的分布式稳定控制方法，其特征在于，利用李雅普诺夫函数，结合所述非线性观测器的表达式和所述闭环哈密顿能量函数，对引入所述非线性观测器后的新能源发电系统的分布式控制方法的稳定性进行验证，包括：

定义所述非线性观测器的表达式和所述闭环哈密顿能量函数的总李雅普诺夫函数；

计算所述总李雅普诺夫函数对时间的导数，以对引入所述非线性观测器后的新能源发电系统的分布式控制方法的稳定性进行验证；

其中，所述总李雅普诺夫函数V表示如下：

上式中，所述总李雅普诺夫函数V不小于0，N表示并网变流器的总台数。