基于 Koopman 算子理论的逆变器型微电网解析大信号建模用于自主控制
系统与控制
2024-02-15 v1 系统与控制
摘要
微电网（MG）在能源转型中起着关键作用，但其非线性给电磁暂态（EMT）时间尺度下的大信号电力系统研究带来了重大挑战。本文基于 Koopman 算子（KO）理论，建立了考虑一次与零控制层级详细动态的大信号线性 MG 模型。首先，精心设计一组可观函数以捕获 MG 的非线性动态。随后基于这些可观函数解析推导相应的线性 KO，从而得到以可观函数为新坐标的原非线性 MG 的线性表示。推导过程中还考虑了外部输入对系统动态的影响，从而实现对 MG 的控制。我们采用传统线性二次积分器（LQI）方法求解电压控制问题，以证明教科书式的线性控制技术可通过所建立的 KO 线性化 MG 模型精确控制原非线性 MG。所提 KO 线性化方法具有通用性，可利用我们的解析推导流程轻松推广至不同控制目标与 MG 结构。我们通过多种案例研究验证了方法的有效性。
引用
@article{arxiv.2304.09378,
title = {Analytical Large-Signal Modeling of Inverter-based Microgrids with Koopman Operator Theory for Autonomous Control},
author = {Zixiao Ma and Zhaoyu Wang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2304.09378},
year = {2024}
}