[发明专利]基于鲁棒控制和超级电容调节孤岛光柴微网频率控制方法

摘要

本发明涉及一种基于鲁棒控制和超级电容调节孤岛光柴微网频率控制方法，分别建立光伏系统、超级电容和柴油发电机系统数学模型后，设计鲁棒控制器加入柴油机发电系统，将负荷变化增量分别作用于光伏系统和超级电容后，光伏系统和超级电容并联加入柴油机发电系统为电力系统供电，针对光柴混合发电的独立微网，通过使用鲁棒负荷频率控制器和超级电容能量存储配合的频率优化控制策略，以减少频率偏差。此方法实现了光伏系统的输出功率控制和最大功率捕获，同时减小储能设备的存储容量。仿真结果表明，与传统的柴油速度控制策略相比，本文提出的方法有效的减少了孤岛电力系统的频率偏差。

主权项

1.一种基于鲁棒控制和超级电容调节孤岛光柴微网频率控制方法，其特征在于，具体包括如下步骤：1）独立微网的数学模型：光伏发电系统和超级电容并联后加入柴油机发电机系统；2）建立光伏系统数学模型：，，，；其中和分别是太阳能电池模块的输出电流和输出电压，是光生电流，是光电池反向饱和电流，是电子电量，是波尔兹曼常数，是二极管理想因子，是并联电池数，是串联电池数，是光电池内阻电流，是温度在时的饱和电流，是光伏阵列的温度，是参考温度，是材料跨越能阶所需能量，是短路电流温度系数，是太阳能电池模块的短路电流，是日照强度，是太阳能电池模块内阻；3）建立微网中的超级电容，其模型满足方程：其等效串联内阻，超级电容器组的等效电容，其中，Ns为串联器件数，Np为并联支路数；4）建立包含负荷扰动的柴油机数学模型，其中，，，，是频率偏差增量(Hz)；是控制器输出变化增量；是控制器增量变化(P.u. MW)；是积分控制器增量变化；是负荷变化，为鲁棒控制器；5）为了调节柴油发电机输出功率，设计鲁棒控制器满足，其中状态反馈增益满足Riccati方程，计算得；6）计算负荷变化增量，，其中积分区间，负荷变化的速度可以由体现，作为光伏系统和微网中的超级电容的输入量，跟踪负荷的变化即便及时调整光伏系统和超级电容的输出功率；7）光伏系统和超级电容的输出结合带有鲁棒控制器的柴油机发电机，共同输出到电力系统。