基于奇异摄动的微电网大信号降阶及其与控制相关的稳定性与精度综合
系统与控制
2023-04-18 v5 系统与控制
摘要
随着分布式能源（DERs）渗透率的不断提高，研究含外部控制输入的微电网（MGs）在电磁暂态（EMT）时间尺度下的动态稳定性至关重要。这需要对 MGs 底层控制结构建立详细模型，并导致一个高阶非线性 MG 控制系统。此类高阶系统的上层控制器设计与稳定性分析通常难以处理且计算代价高昂。为克服这些挑战，本文提出一种基于奇异摄动理论（SPT）的、考虑外部控制输入及底层控制层级详细动态的大信号降阶（LSOR）方法。特别地，我们创新性地提出并严格证明了一个通用的稳定性与精度评估定理，使我们仅利用对应的降阶模型（ROM）和边界层模型（BLM）即可分析全阶非线性系统的动态稳定性。此外，该定理也从理论上给出所建 ROM 精确的一组条件。最后，通过将此定理嵌入 SPT，我们提出一种具有保证精度与稳定性分析等价性的新型 LSOR 方法。所提 LSOR 方法具有通用性，可应用于任意动态系统。在 MG 系统上进行的多个案例研究显示了所提方法的有效性。
引用
@article{arxiv.1910.03687,
title = {Singular Perturbation-based Large-Signal Order Reduction of Microgrids for Stability and Accuracy Synthesis with Control},
author = {Zixiao Ma and Zhaoyu Wang and Yuxuan Yuan and Tianqi Hong},
journal= {arXiv preprint arXiv:1910.03687},
year = {2023}
}