【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于电气工程领域，尤其涉及一种基于混合势函数理论的直流微电网吸引域估计方法。
技术介绍
1、直流微电网以其高效、灵活、可靠的特点，在分布式发电和可再生能源接入方面展现出了巨大的潜力。然而，由于缺乏传统电力系统中的同步发电机等惯性支撑，高比例电力电子设备使得直流微电网表现出低惯量、弱阻尼的特点，其运行的稳定性问题逐渐成为研究热点。
2、现有对直流微电网的稳定性分析研究可分为小信号（小扰动）和大信号（大扰动）分析两类。小信号稳定性分析主要研究针对平衡点附近的小幅度扰动，如发电机输出功率的小幅波动，储能系统充放电引起参数变化以及线路参数扰动等，评估小扰动对系统的影响。常见的小信号分析主要是特征值轨迹法和阻抗分析法。小信号稳定只能确保系统在平衡点附近的渐近稳定性，当系统的运行状态偏离平衡点较远时，例如恒功率负载突变和发电单元切除等，通过局部线性化得到的小信号模型往往是无效的，因此需要对系统建立大信号模型。大信号稳定性分析通常以lyapunov直接法为基础，利用lyapunov函数的下水平集刻画系统的吸引域，但只能得到系统稳定的充分条件，即吸引域估计具有保守性。lyapunov函数选取得越合适，吸引域估计的保守性就越低，估计吸引域越接近真实吸引域，因此构造合适的lyapunov函数是分析系统大信号稳定性问题的关键。由brayton和moser提出的混合势函数理论给出了构造lyapunov函数的方法和对应的稳定性定理，在包含恒功率负载的系统的稳定性分析方面得到广泛关注，但现有研究仍存在诸多不足：在适用性方面，现有研究大
技术实现思路
1、本专利技术的目的是针对现有技术中存在的缺陷，提供一种基于混合势函数理论的直流微电网吸引域估计方法。
2、本专利技术的目的之一在于提供一种控制动态（即下垂环和电压环）的处理方法，将变流器的下垂环、电压环转化为第一电路并依据直流微电网的拓扑结构构成rlc网络，再基于该rlc网络应用混合势函数理论进行吸引域估计。目的之二在于提供一种由变流器组成的直流微电网在面临直流母线上恒功率负载突变时的稳定性分析方法。本专利技术为系统规划设计、运行控制及故障定位与隔离提供理论依据。
3、本专利技术采用的技术方案具体如下：
4、一种基于混合势函数理论的直流微电网吸引域估计方法，包括：
5、获取直流微电网的拓扑结构及参数；其中，直流微电网包括若干单元，各单元通过一变流器接入直流母线；
6、将直流微电网转换为rlc网络，具体为：将直流微电网的定功率单元等效为恒功率负载，将阻性单元等效为阻性负载，将变流器的下垂环、电压环转化为第一电路并依据直流微电网的拓扑结构构成rlc网络；所述第一电路由电阻、电阻和电感、电感组成，其中，电阻和电感串联后与并联的电阻和电感一端连接，并联的电阻和电感另一端连接以直流电压额定值为电压的电压源；其中，；分别为直流微电网中第k个变流器对应电压环pi控制器的比例系数和积分系数，为变系数，rk为第k个变流器的下垂系数，表示变流器k与直流母线间的线路电阻，表示变流器k与直流母线间的线路电感；
7、基于直流微电网的rlc网络应用混合势函数理论进行吸引域估计。
8、进一步地，所述恒功率负载包括工作在mppt模式的光伏系统、定功率控制的储能系统和直流充电桩。
9、进一步地，所述恒功率负载两端电压小于最小直流电压时，等效为恒电流源，当恒功率负载电流小于等于最小输出电流时，等效为恒压源。
10、进一步地，所述基于直流微电网的rlc网络应用混合势函数理论进行吸引域估计，包括：
11、基于直流微电网的rlc网络列写混合势函数；
12、根据所得混合势函数构造lyapunov函数；
13、所得到的lyapunov函数包含变参数，定义当固定时的吸引域估计子问题；
14、用lyapunov函数的下水平集来表征所得吸引域估计，得到吸引域估计问题；
15、求解吸引域估计子问题，得到相应的解，并得到最终的吸引域估计。
16、进一步地，求解吸引域估计子问题，得到相应的解，具体为：
17、将离散化，对每一个离散化的计算吸引域估计子问题，得到相应的解。
18、一种直流微电网的暂态稳定性分析方法，包括：
19、当系统面临大扰动时，先基于所述一种基于混合势函数理论的直流微电网吸引域估计方法计算扰动前平衡点的吸引域，然后验证扰动后的状态是否在吸引域内，如果在吸引域内则暂态稳定，否则不稳定。
20、进一步地，所述大扰动包括负载突变，分布式电源切除。
21、一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现所述的一种基于混合势函数理论的直流微电网吸引域估计方法。
22、一种包含计算机可执行指令的存储介质，所述计算机可执行指令在由计算机处理器执行时实现所述的一种基于混合势函数理论的直流微电网吸引域估计方法。
23、一种计算机程序产品，包括计算机程序/指令，该计算机程序/指令被处理器执行时实现所述的一种基于混合势函数理论的直流微电网吸引域估计方法的步骤。
24、本专利技术的有益效果是：
25、本专利技术提出新颖的基于混合势函数理论的吸引域估计方法。该方法考虑了下垂环和电压环的控制动态，旨在更全面地评估直流微电网的暂态稳定性，为系统的安全稳定运行提供理论支撑与技术保障。
26、本专利技术所得吸引域估计可以指导直流微电网电路参数及变流器控制参数设计。根据吸引域估计结果可以判断系统电路参数及控制参数对稳定性的影响方向，从而大量减少仿真阶段的工作量，以及对系统运行控制提供保障。指导直流微电网的规划与设计。根据吸引域估计结果设定光伏、储能系统等恒功率源的规模，以及直流充电桩等用电设备的功率等级和端口数。指导系统故障诊断与排查工作。根据故障后系统状态与吸引域的关系，给出最小故障排查时间，为系统故障诊断与排查提供理论依据。为系统优化运行提供理论依据。在满足稳定判据的基础上，优化直流微电网的能量管理策略，包括功率分配及储能系统运行策略等，改善系统性能。
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1.一种基于混合势函数理论的直流微电网吸引域估计方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述恒功率负载包括工作在MPPT模式的光伏系统、定功率控制的储能系统和直流充电桩。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述恒功率负载两端电压小于最小直流电压时，等效为恒电流源，当恒功率负载电流小于等于最小输出电流时，等效为恒压源。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于直流微电网的RLC网络应用混合势函数理论进行吸引域估计，包括：
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，求解吸引域估计子问题，得到相应的解，具体为：
6.一种直流微电网的暂态稳定性分析方法，其特征在于，包括：
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述大扰动包括负载突变，分布式电源切除。
8.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1-5任一项所述的一种基于混合势函数理论的直流微电网吸引域估计方法。
9.一种包含计算机可执行指令的存储介质，所述计算机可执行指令在由计算机处理器执行时实现如权利要求1-5任一项所述的一种基于混合势函数理论的直流微电网吸引域估计方法。
10.一种计算机程序产品，包括计算机程序/指令，其特征在于，该计算机程序/指令被处理器执行时实现权利要求1-5任一项所述的一种基于混合势函数理论的直流微电网吸引域估计方法的步骤。
...【技术特征摘要】
1.一种基于混合势函数理论的直流微电网吸引域估计方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述恒功率负载包括工作在mppt模式的光伏系统、定功率控制的储能系统和直流充电桩。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述恒功率负载两端电压小于最小直流电压时，等效为恒电流源，当恒功率负载电流小于等于最小输出电流时，等效为恒压源。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于直流微电网的rlc网络应用混合势函数理论进行吸引域估计，包括：
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，求解吸引域估计子问题，得到相应的解，具体为：
6.一种直流微电网的暂态稳定性分析方法，其特征在于，包括：
【专利技术属性】
技术研发人员：于淼，苏子骥，赵竞涵，张欣，陆玲霞，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：
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