一种事件触发机制下的多区域电力系统负荷频率控制方法

摘要

本发明公开了一种事件触发机制下的多区域电力系统负荷频率控制方法，本事件触发机制的核心思想是赋予每个状态分量不同的权值，使得减少信号传输量的效果更佳。因此可以根据实际需求选取合适的含有加权参数的矩阵，当触发条件中的系数等于1，每个加权参数相等时，其事件触发条件就转化为传统的事件触发条件的形式，该触发机制主要的思想是当前采样信号是否满足所设定的触发条件，若满足触发条件则向控制器传输此次采样信号，否则就不传输。从而在不影响系统性能的情况下，减少了控制器信号的更新频率，节省了网络带宽资源。

主权项

一种事件触发机制下的多区域电力系统负荷频率控制方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、建立多区域电力系统负荷频率控制数学模型：$\left\{\begin{array}{c}\stackrel{·}{x}\left(t\right)=Ax\left(t\right)+BKCx(t-\tau (t\left)\right)+Hw\left(t\right)\\ y\left(t\right)=Cx\left(t\right)t\in \left[\begin{array}{cc}{t}_k+{\tau }_k& t_{k+1}+{\tau }_{k+1}\end{array}\right)\end{array}\right.---\left(1\right)$其中，y(t)＝[y₁(t) y₂(t) … y_n(t)]^T,x(t)＝[x₁(t) x₂(t) … x_n(t)]^Tx_p(t)＝[Δf_p ΔP_mp ΔP_v ∫ACE_p ΔP_tie‑p]^T,y_p(t)＝[ACE_p ∫ACE_p]^T，p＝1,2…n；$\tau \left(t\right)=\left\{\begin{array}{c}t-t_k,t\in r_k^1\\ t-t_k-mh,t\in r_k^2\\ t-t_k-lh,t\in r_k^3\end{array}\right.$$\begin{array}{cc}{r}_k^1=[t_k+{\tau }_k,t_k+h+\tau )& r_k^2={\cup }_{m=1}^{l-1}\end{array}[t_k+mh+\tau ,t_k+mh+h+\tau )$$r_k^3=[t_k+lh+\tau ,t_{k+j}+{\tau }_{k+j})$w(t)为能量有界的扰动信号，T为矩阵转置，t_k,t_k+1分别是前后两次满足触发条件被发送至控制器端的采样信号的采样时刻，A,B,H,C是系数矩阵，K是待求的控制器的增益矩阵，为状态向量的导数，x(t‑τ(t))为含有时延的状态向量，t为连续时间，Δf_p,ΔP_mp,∫ACE_p分别为系统频率偏差，机械频率偏差和区域控制误差ACE_p的积分形式，m＝1,2,…,l‑1，l为常数，h为采样周期，τ为传输延时，t_k+j,τ_k+j分别表示第j次采样的时刻和第j采样信号的传输时延，Δp_v,Δp_tie‑p分别为调节阀位置和联络线功率偏差，n为正整数，表示系统的维数；步骤二、若采样信号满足事件触发机制的触发条件则向控制器传输此次信号，否则不传输；触发条件为：${ϵ}^2{{\hat{x}}_k}^T\left(t\right)C^T\Omega C{\hat{x}}_k\left(t\right)<x^T(t-\tau (t\left)\right)C^T{\Theta }^T\Omega \Theta Cx(t-\tau (t\left)\right)$其中：加权参数σ₁,σ₂…σ_n∈[0 1],ε＞0${\hat{x}}_k\left(t\right)=\left\{\begin{array}{c}0,t\in r_k^1\\ x(t_k+mh)-x\left(t_k\right),t\in r_k^2\\ x(t_k+lh)-x\left(t_k\right),t\in r_k^3\end{array}\right.$Ω为待求触发矩阵；步骤三、确定触发矩阵Ω和控制器增益矩阵K，具体如下：对给定的扰动抑制水平γ＞0，如果存在矩阵X＞0，Q＞0，Ω＞0,R＞0,W＞0和Z＞0，且存在矩阵L、M和N,满足以下两个矩阵不等式，$\left[\begin{array}{ccccccc}{\Pi }_{11}+\Delta +{\Delta }^T& 0& *& *& *& *& *\\ \sqrt{\bar{\tau }}{\eta }_1& {\rho }_1^{2}R-2{\rho }_{1}R& *& *& *& *& *\\ \sqrt{\bar{\tau }}{\eta }_1& 0& {\rho }_1^{2}R-2{\rho }_{2}R& *& *& *& *\\ {\eta }_3& 0& 0& -I& *& *& *\\ {\eta }_1& 0& 0& 0& -ϵI& *& *\\ \bar{\tau }{\mathrm{W\eta }}_2& 0& 0& 0& 0& {\rho }_3^2ϵI-2{\rho }_3ϵI& *\\ \sqrt{\bar{\tau }}{M}^T& 0& 0& 0& 0& 0& -R\end{array}\right]<0---\left(2\right)$$\left[\begin{array}{ccccc}{\Pi }_{11}+\Delta +{\Delta }^T& *& *& *& *\\ \sqrt{\bar{\tau }}{\eta }_1& {\rho }_1^{2}R-2{\rho }_{1}R& *& *& *\\ {\eta }_3& 0& -I& *& *\\ \sqrt{\bar{\tau }}{N}^T& 0& 0& -Z& *\\ \sqrt{\bar{\tau }}{L}^T& 0& 0& 0& -R\end{array}\right]<0---\left(3\right)$其中：${\Pi }_{11}=\left[\begin{array}{ccccc}Q+AX+{\mathrm{XA}}^T-W& *& *& *& *\\ Y^T{B}^T-W& {ϵ}^2{C}^T{\Theta }^T\Omega \Theta C-W& *& *& *\\ 0& 0& -Q& *& *\\ -Y^T{B}^T& 0& 0& C^T\Omega C& *\\ H& 0& 0& 0& -{\gamma }^{2}I\end{array}\right]$Δ＝[L+N M‑L‑N ‑M 0 0]η₁＝[AX BY 0 ‑BY H]η₂＝[X X 0 0 0]η₃＝[CX 0 0 0 0]I为单位矩阵，X,Y均为待求矩阵，*是矩阵中与之对应的转置项，H为扰动项的系数矩阵，为时延上界，ρ₁,ρ₂,ρ₃均为常数；根据公式(1)和上述两个不等式(2)、(3)计算出触发矩阵Ω和待求矩阵X,Y,然后计算出控制器增益矩阵K＝YX^‑1；步骤四、建立输出反馈控制器u(t)＝KCx(t)。