本发明属于能源互联网，尤其是一种考虑时延约束的区域能源互联网交流电频率偏差控制方法。
背景技术：
1、在区域能源互联网中，分布式发电和负载需求变化的不确定性导致电力供应和需求通常难以匹配，极易对交流电频率稳定性造成不利影响。为此，区域能源互联网通常搭载负荷频率偏差控制系统，以根据频率偏差来调节发电机的有功功率输出，并维持电力的供需平衡。一方面，区域能源互联网一般配备的是小容量、低惯量的发电机，并且调控设备通常布置的较为分散，在同等水平的功率不平衡情况下，区域能源互联网的频率偏差较大，相应的恢复时间也较长；因此具有快速响应的电池储能系统、电解槽-氢燃料电池系统参与频率调节成为重要选项。另一方面，调节设备的分散性使得区域能源互联网的负荷频率偏差协同控制必须依靠通信网络实现，这将不可避免地带来通信时延问题。而在系统惯性下降的趋势下，不确定的通信时延将进一步扩大频率偏差的幅度，恶化负荷频率偏差的控制效果。
技术实现思路
1、本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种考虑时延约束的区域能源互联网交流电频率偏差控制方法，以解决外部功率扰动导致的区域能源互联网交流电频率波动的问题。
2、本发明解决现有的技术问题是采取以下技术方案实现的：
3、一种考虑时延约束的区域能源互联网交流电频率偏差控制方法，包括以下步骤：
4、步骤1、将安装有区域能源互联网交流电频率偏差控制软件的区域调度控制中心与ndg个分布式可再生能源发电机、nmt个微型燃气轮机发电机、nes个储能系统连接在一起，并设置运行参数及运行模式；
5、步骤2、根据区域能源互联网交流电系统的频率偏差与可调有功功率资源的约束、系统受到的扰动之间的动态关系，建立基于自适应事件触发的负荷频率控制系统状态空间方程；
6、步骤3、根据事件触发控制的动态特性，建立考虑通信时延的负荷频率控制的动力学模型；
7、步骤4、采用状态反馈闭环控制策略，确定基于自适应事件触发控制器参数的求解办法，对区域能源互联网交流电频率偏差进行控制。
8、进一步，所述分布式可再生能源发电机包括风力发电机和光伏电站，所述储能系统包括燃料电池-电解槽系统和电池储能系统；所述风力发电机和光伏电站采用最大功率点跟踪模式进行发电且不参与频率调节，其频率调节资源由微型燃气轮机发电机、燃料电池-电解槽系统和电池储能系统提供且此类系统采用虚拟同步发电机的模式进行控制。
9、进一步，所述步骤2中区域能源互联网交流电系统的等效转动惯量m为：
10、
11、上式中，mmt,n和mes,n分别是第n台微型燃气轮机发电机和第n个储能系统的等效惯性；和sm分别为第n台微型燃气轮机发电机、第n个储能系统和整个区域能源互联网的额定惯量；
12、等效阻尼系数d为：
13、
14、上式中，dmt,n和des,n分别是第n台微型燃气轮机发电机和第n个储能系统的等效阻尼；和sd分别为第n台微型燃气轮机发电机、第n个储能系统和整个区域能源互联网的额定阻尼；
15、建立如下区域能源互联网交流电负荷频率偏差控制系统的状态空间方程：
16、
17、式中，
18、
19、表示系统状态矩阵，其中rmt,n为第n台微型燃气轮机发电机的下降系数，tmt和tt分别为微型燃气轮机发电机中调速器和汽轮机的时间常数，tes,m为第m个储能系统中逆变器的时间常数；
20、表示系统控制矩阵，其中αn和βm为微型燃气轮机发电机和储能系统的参与系数，满足σαn+σβm＝1；
21、h＝[1/d 0 0 0 0]t，表示系统外部扰动矩阵；
22、c＝[1,0,0,0,0]，表示系统输出矩阵；
23、表示系统输入，δf为频率偏差，δpmt,n和δpes,m分别为第n台微型燃气轮机发电机和第m个储能系统的有功功率调节量，δpv,n为第n台微型燃气轮机发电机/储能系统的有功功率输出指令；其中，n＝1，2，...，nmt，m＝1，2，...，nes；
24、u(t)为注入区域能源互联网的有功功率指令；
25、w(t)＝δpwt+δppv-δpd为外部功率不确定因素，δpwt和δppv分别为风电机组和光伏机组的输出，δpd为负荷需求。
26、进一步，所述步骤3中相邻事件触发的动态特性描述为类似于采样的一系列间隔集合，即ω＝∪ωh，其中ωh＝[ihts+d_ih,ihts+lts+d_ih+1),ih＝th+l,l＝0,1,…,th+1-th-1，定义d(th)＝d-ih，得到：
27、
28、从而在每个间隔ωh内的控制指令满足：
29、u(th)＝kx(th)＝k[x(th-d(th))-e(ilts)],k∈ωh
30、其中，ts为采样周期，d为通信时延，ih为事件触发时刻，为时延上界，k为控制器增益，e为状态误差函数。
31、进一步，所述步骤3建立的负荷频率控制的动力学模型为：
32、
33、式中，φ(kx(ihts)为非线性饱和项，得到：
34、
35、对于一个任意的正定义矩阵ξ，以下不等式总是成立的：
36、φt(kx(ihts))ξ(φ(kx(ihts))+λkx(ihts))≤0
37、其中，λ表示饱和系数，表示最大可调有功功率。
38、进一步，所述步骤4的具体实现方法为：
39、区域能源互联网交流电力系统的频率控制系统在不确定的时延和外部功率扰动下对频率偏差具备阻尼性能，采用如下方法设计闭环状态控制器的参数：对于给定的标量ρ、γ、λ、d>0，如果存在矩阵x和正定矩阵λ、θ、ψ，则自适应事件触发控制策略下的闭环负荷频率偏差控制系统是h∞渐进的，且控制器增益为k＝γλ-1，性能加权矩阵ψ满足如下不等式：
40、
41、
42、式中，ε15＝-bθ，ε16＝e，ε17＝bθ，ε18＝λct，ε36＝-λγt，ε37＝γtbt，ε46＝λγt，ε47＝-γtbt，ε55＝-γ2i，ε57＝-ht，ε66＝-2θ，ε67＝θbt，ε88＝-i
43、式中，i为单位矩阵，表示触发阈值的上限，γ为h阻尼系数，e表示子矩阵。
44、本发明的优点和积极效果是：
45、本发明充分考虑到设备信息交互过程中的通信时延和区域能源互联网有限的惯性调频资源的约束，根据区域能源互联网交流电系统的频率偏差与可调有功功率资源的约束、系统受到的扰动之间的动态关系，建立基于自适应事件触发的负荷频率控制系统状态空间方程，根据事件触发控制的动态特性，建立考虑通信时延的区域能源互联网交流电负荷频率控制的动力学模型，采用状态反馈闭环控制策略，确定基于自适应事件控制器参数的求解办法，实现了区域能源互联网交流电频率偏差控制功能，提高了区域能源互联网运行的稳定性，有效地解决了外部功率扰动导致的区域能源互联网交流电频率波动的问题。
1.一种考虑时延约束的区域能源互联网交流电频率偏差控制方法，其特征在于：包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的考虑时延约束的区域能源互联网交流电频率偏差控制方法，其特征在于：所述分布式可再生能源发电机包括风力发电机和光伏电站，所述储能系统包括燃料电池-电解槽系统和电池储能系统；所述风力发电机和光伏电站采用最大功率点跟踪模式进行发电且不参与频率调节，其频率调节资源由微型燃气轮机发电机、燃料电池-电解槽系统和电池储能系统提供且此类系统采用虚拟同步发电机的模式进行控制。
3.根据权利要求1所述的考虑时延约束的区域能源互联网交流电频率偏差控制方法，其特征在于：所述步骤2中区域能源互联网交流电系统的等效转动惯量m为：
4.根据权利要求1所述的考虑时延约束的区域能源互联网交流电频率偏差控制方法，其特征在于：所述步骤3中相邻事件触发的动态特性描述为类似于采样的一系列间隔集合，即ω＝∪ωh，其中ωh＝[ihts+d_ih,ihts+lts+d_ih+1),ih＝th+l,l＝0,1,…,th+1-th-1，定义d(th)＝d-ih，得到：
5.根据权利要求1所述的考虑时延约束的区域能源互联网交流电频率偏差控制方法，其特征在于：所述步骤3建立的负荷频率控制的动力学模型为：
6.根据权利要求1所述的考虑时延约束的区域能源互联网交流电频率偏差控制方法，其特征在于：所述步骤4的具体实现方法为：
