国网安徽省电力有限公司淮南市潘集区供电公司;国网安徽省电力有限公司淮南供电公司武豪获国家专利权
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龙图腾网获悉国网安徽省电力有限公司淮南市潘集区供电公司;国网安徽省电力有限公司淮南供电公司申请的专利基于无模型自适应控制策略的电力系统惯量控制方法及设备获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN119995053B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-10-14发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202411848511.9,技术领域涉及:H02J3/48;该发明授权基于无模型自适应控制策略的电力系统惯量控制方法及设备是由武豪;郭步阳;刘宛莹;胡晓娟;苏辉;常虎;张森;胡欣然;张芬设计研发完成,并于2024-12-16向国家知识产权局提交的专利申请。
本基于无模型自适应控制策略的电力系统惯量控制方法及设备在说明书摘要公布了:本发明涉及智能电网技术领域,具体是一种基于无模型自适应控制策略的电力系统惯量控制方法及设备。构建虚拟同步发电机的动态模型,描述其转速和转子角度的变化,并通过控制输入功率和电压实现频率与转矩的动态调节。本发明建立了电力系统的泛模型,利用状态空间方法对VSG进行建模,并通过多步预测实现对未来输出的预估。这一预测能力使得系统能够在变化的负荷和发电条件下保持稳定运行,本发明采用在线优化算法,动态调整控制输入增量与加权参数,以优化系统性能。本发明通过动态建模和实时优化控制,增强了电力系统的稳定性,能够有效应对频率和电压的波动。其多步预测功能使得系统能够提前预判电力需求,从而优化控制策略,提升电能质量。
本发明授权基于无模型自适应控制策略的电力系统惯量控制方法及设备在权利要求书中公布了:1.一种基于无模型自适应控制策略的电力系统惯量控制方法,其特征在于,包括以下内容, S1:构建虚拟同步发电机模型: 虚拟同步发电机转速动态方程通过转子惯量J和电气功率Pe表达为: 其中,D是阻尼系数,ω及ω0为实际频率与额定频率;Pm为机械输入功率与; 虚拟同步发电机转子角度θ的变化率与转速相关: dtdθ=ω2, 定子电压表示为: Vs=RI+LdtdI+Lωθ3, 其中:Vs是定子端电压,R是定子电阻,L是定子电感,I为电流; 电气功率Pe可以表示为: Pe=VsIcosφ4, 其中,φ是电流与电压之间的相位差; S2:确定虚拟同步发电机控制策略: 所述的控制策略包括以下一种或多种:频率控制、转矩控制、电压控制、有功及无功控制、逆变器的PWM控制;将电力系统视为一个黑箱,进行无模型自适应控制; S3:建立电力系统泛模型: 基于S1、S2明确虚拟同步发电机的输入输出,对虚拟同步发电机实施无模型广义预测控制,建立泛模型来描述电力系统动态行为,泛模型的表达式为: yt+jt=yt+j-1t+ψtΔut10, 其中,yt=[Pet,ωt,Vst,Tt]T,yt+jt是在时间t的条件下,系统输出的j步预测值;ψt是电力系统模型参数的估计值,需通过拟合得到;Δut是控制输入的变化量,包括频率控制、转矩控制、电压控制、有功及无功控制、逆变器的PWM控制五个控制量;Tt是输出转矩; S4:多步预测 基于无模型广义预测理论,根据电力系统泛模型进行多步预测,设定预测步数j=d,d+1,...,d+p-1,得到: yt+dt=yt+ψtΔut+ψt[ut-1-ut-d]+dvt11; S5:在线优化: 设定目标函数并加入控制输入增量约束,目标函数表示为: 其中J是总成本函数;Lyj,yref,j是状态输出与参考轨迹之间的误差损失函数,yref,j是期望的参考输出;RΔuk是控制输入增量的惩罚项,用于限制控制输入的变化;Δuk是控制输入的增量;Nu是控制输入的预测步数,d是当前时间步的索引,表示从哪个时刻开始进行预测和优化,p是未来预测的步数,表示在目标函数中需要考虑的未来时间步的数量,通过最小化该目标函数,评估当前控制策略的性能。
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