利索能及
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专利号: 2021114039026
申请人: 北方工业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-08-30
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种交直流混合微电网系统三维渐近稳定域的推导方法,其特征在于,所述方法包括:

步骤1、根据交直流混合微电网系统的拓扑和控制策略得到微电网系统在储能单元充放电情况下的能量函数模型;

步骤2、根据所得到的能量函数模型,建立对应的李雅普诺夫Lyapunov函数P*,并得到所述Lyapunov函数P*对时间的一阶导数dP*/dt;

步骤3、再根据Lyapunov第二稳定性定理得到同时满足Lyapunov函数P*大于零且Lyapunov函数P*对时间的一阶导数dP*/dt小于零的区域,该区域即为所述交直流混合微电网系统的渐近稳定域。

2.根据权利要求1所述交直流混合微电网系统三维渐近稳定域的推导方法,其特征在于,在所述步骤1中:

在储能单元放电模式下,储能单元的双向Buck‑Boost变换器采用电压、电流双闭环控制,所以可将处于放电模式的蓄电池、Buck‑Boost变换器和控制单元共同等效为一个受控电流源,其放电功率为Pb,P为交流恒功率负载消耗的功率;光伏模块等效为电流源,功率为PG;Ls、Cs分别为滤波电感和电容;vs为滤波电容Cs两端电压;Rs为线路等效电阻;vd为直流侧母线电压;vdc为电池侧电压;Cdc为电池侧稳压电容;i2为流过滤波电感Ls的电流;i3为DC/AC变换器输出电流;

由此得到储能单元处于放电模式下的微电网系统等效拓扑,进而得到在储能单元放电模式下的能量函数模型为:

对式(1)所示模型进行校验,可得:由式(2)可知,当储能单元处于放电模式时,式(1)所得模型是正确的;

在储能单元处于充电模式时,蓄电池与Buck‑Boost变换器及其控制单元共同等效为电阻R,由此得到储能单元处于充电模式的微电网系统等效拓扑,进而得到储能单元处于充电模式下的能量函数模型为:

对式(3)所示模型进行校验,可得:由式(4)可知,当储能单元处于充电模式时,式(3)所得模型是正确的。

3.根据权利要求2所述交直流混合微电网系统三维渐近稳定域的推导方法,其特征在于,在所述步骤2中:

在储能单元处于放电模式时,根据式(1)所示能量函数模型得到储能单元放电模式下对应的Lyapunov函数P*表示为:式(5)中,满足:

式(5)所示Lyapunov函数对时间的一阶导数dP*/dt表示为:且式(7)中,满足:

在储能单元处于充电模式时,根据式(3)所示能量函数模型得到储能单元充电模式下对应的Lyapunov函数P*表示为:式(9)中,满足:

式(9)所示Lyapunov函数对时间的一阶导数dP*/dt表示为:式(11)中,满足:

4.根据权利要求1所述交直流混合微电网系统三维渐近稳定域的推导方法,其特征在于,在步骤3中,所得到的储能单元放电模式下的交直流混合微电网系统的渐近稳定域表示为:

所得到的储能单元充电模式下的交直流混合微电网系统的渐近稳定域表示为:

5.根据权利要求1所述交直流混合微电网系统三维渐近稳定域的推导方法,其特征在于,所述方法还包括:

通过比较所得到的渐近稳定域,找到影响系统大信号稳定性的关键参数,获取参数变化对所述渐近稳定域大小的影响趋势,为系统参数优化设计提供依据。