一种新能源电力系统中微网的最优分散协调控制方法

摘要

本发明公开了新能源电力系统中微网技术领域的一种微网中微电源的最优分散协调控制方法。本发明首先测得微网中微电源输出有功、无功功率，经过低通滤波得到平均有功功率P和无功功率Q。然后根据提出的P-f和改进下垂控制，以电压变化率作为衡量指标，使功率得到合理的精确分配。最后考虑微网系统整体运行性能，采用部分输出量反馈最优分散协调控制与P-f和改进下垂控制相结合的微网中微电源的多目标动态最优分散协调控制方法，实现在不同工况下的微电源功率合理精确分配，满足微网系统对电压和频率电能质量指标的高要求，使微网系统的动态性能得以提高，整体运行性能更优，且易于工程应用。

权利要求

1.一种新能源电力系统中微网的最优分散协调控制方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：测得微网中微电源的输出有功、无功功率，经过低通滤波得到平均有功功率P和无功功率Q；

步骤2：根据步骤1得到的平均有功、无功功率，采用P-f和 改进下垂控制，以电压变化率 作为衡量指标，得到改进下垂控制表达式；

步骤3：根据步骤2中的改进下垂控制公式，并测得微网中各微电源的状态量和控制量，并计及微电源位置分散性，即输出阻抗和线路阻抗的差异，求得微电源状态方程；

步骤4：根据步骤3中的微电源状态方程及微网3个控制目标，即：电压、频率、功率分配，确定二次性能指标，使微网系统的动态性能得以提高，整体运行性能更优；求解Levine-Athans方程，得到部分输出量反馈增益矩阵Kd，求得部分输出量反馈增益规律U＝T TKdY，其中，U＝[U1 … Ui … Un]， Ui＝[ΔPi ΔQi ΔUL]，Δfi为微电源i频率变化量，ΔUi为微电源i出口电压变化量，ΔPi、ΔQi分别为测得微网中微电源i的输出平均有功、无功功率变化量，ΔUL为负荷侧电压变化量，n为微电源总数；

步骤5：根据部分输出量反馈量U得到电压、频率参考值，经过外环电压PI控制和内环电流PI控制后，将其送入逆变器触发驱动电路，利用驱动电路输出的脉冲信号对逆变器进行触发控制，从而完成整个协调控制流程。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述P-f和 改进下垂控制表达式为：其中：

f0i、U0i分别为频率和电压额定值；

fi、Ui分别为微电源i出口的频率和电压有效值；

P0i、Q0i分别为微电源i的输出平均有功功率和平均无功功率额定值；

Pi、Qi分别为微电源i的输出平均有功功率和平均无功功率；

为微电源i的输出电压变化率额定值，取为0；

为微电源i的输出电压变化率；

mi、ni分别为P-f和 的下垂系数。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，经过低通滤波得到微电源的平均有功功率Pi和无功功率Qi的计算公式为：线性化后得：

其中，wfi为微电源i所连低通滤波器的截止频率；

s为拉普拉斯乘子；

pi、qi分别为测得微网中微电源i的输出有功、无功功率；

Pi、Qi分别为测得微网中微电源i的输出平均有功、无功功率；

Δpi、Δqi分别为测得微网中微电源i的输出有功、无功功率变化量；

ΔPi、ΔQi分别为测得微网中微电源i的输出平均有功、无功功率变化量。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述微电源状态方程由改进下垂表达式和平均功率计算公式得：其中：

wfi为微电源i所连低通滤波器的截止频率；

Δδi为微电源i出口电压相角变化量；

Δfi为微电源i频率变化量；

为微电源i频率变化率；

ΔUi为微电源i出口电压变化量；

为微电源i出口电压变化率；

Δii为微电源i出口电流变化量；

为微电源i出口电流变化率；

ΔUL为负荷侧电压变化量；

mi、ni分别为P-f和 的下垂系数；

Ri、Li分别为微电源i输出线路电阻和电抗；

ΔPi、ΔQi分别为测得微网中微电源i的输出平均有功、无功功率变化量。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤4具体为：步骤4.1：微网中微电源位置分散，输出阻抗和线路阻抗存在差异，计及改进下垂控制特性列写微电源矩阵状态方程；

T T T

其中，X＝[X1 … Xi … Xn]，Xi＝[Δfi ΔUi Δii]，U＝[U1 … Ui … Un]，Ui＝T[ΔPi ΔQi ΔUL]，

Δfi为微电源i频率变化量；

ΔUi为微电源i出口电压变化量；

Δii为微电源i出口电流变化量；

ΔUL为负荷侧电压变化量；

Ri、Li分别为微电源i输出线路电阻和电抗；

wfi为微电源i所连低通滤波器的截止频率；

ΔPi、ΔQi分别为测得微网中微电源i的输出平均有功、无功功率变化量；

Ai、Bi分别为状态方程中状态量和控制量的系数矩阵；

步骤4.2：确定使微网系统整体性能最优的二次性能指标，通过微电源状态方程列写此指标表达式；

步骤4.3：编程求解Levine-Athans方程，得到部分输出量反馈增益矩阵Kd，求得部分输出量反馈增益规律U＝KdY，使得二次性能指标最优。

说明书

一种新能源电力系统中微网的最优分散协调控制方法

技术领域

[0001] 本发明属于新能源电力系统中的微网技术领域，尤其涉及一种新能源电力系统中微网的最优分散协调控制方法。

背景技术

[0002] 近年来，迫于环境保护和能源枯竭的双重压力，微网以其接在用户侧，具有成本低、电压低、污染小等特点以及抵御自然灾害和保障安全的优势而成为世界关注的热点，随着雾霾问题加剧，智能电网列入中美应对气候变化五个合作领域实施计划，借势智能电网国家政策，微网也开始迅猛发展。微网可作为子系统接入智能配电网，增强配电网的互动性、可靠性和可控性，进而提升电力系统的综合能效，示意图如图1所示。微网技术为分散式新能源及可再生能源规模化发电消纳利用提供了新的有效技术途径。微网孤岛运行时，由于缺少大电网的电压频率支撑，电压频率难以稳定，且受到微网线路阻抗和微电源容量的影响，功率难以精确分配，控制器结构十分复杂，稳定控制难度更高。如何控制微网中各个微电源协调运行，保证功率精确分配和供电质量等多个目标的实现，实现微网系统总体运行性能最优是微网稳定高效运行的关键。

[0003] 目前，微网中微电源主要采用分散控制方式根据本地相关信息进行独立控制，不需要相应的通信环节就可以实现微电源的即插即用。在分散控制中常采用的是传统下垂控制方法，即有功-频率和无功-电压下垂控制，但由于微电源对微网线路阻抗的依赖性，以及下垂控制属于有差调节等弊端，国内外专家学者对传统下垂控制进行了改进，以期达到微电源的有效协调控制。另外，分层控制也是微电源协调控制方法之一，采用分层控制策略的微网通过作为主控单元的中心控制器从整体上控制微电源的各个装置，底层控制器可针对微电源的特性选择主从控制或是对等控制。然而，均未考虑微电源间的协调运行以达到微网系统运行性能最优问题。

发明内容

[0004] 针对上述背景技术中提到的现有微网中微电源协调控制方法的不足，本发明提出了一种新能源电力系统中微网的最优分散协调控制方法，包括以下步骤：

[0005] 步骤1：测得微网中微电源的输出有功、无功功率，经过低通滤波得到平均有功功率P和无功功率Q；

[0006] 步骤2：根据步骤1得到的平均有功、无功功率，采用P-f和 改进下垂控制，以电压变化率 作为衡量指标，得到改进下垂控制表达式；

[0007] 步骤3：根据步骤2中的改进下垂控制公式，并测得微网中各微电源的状态量和控制量，并计及微电源位置分散性，即输出阻抗和线路阻抗的差异，求得微电源状态方程；

[0008] 步骤4：根据步骤3中的微电源状态方程及微网3个控制目标，即：电压、频率、功率分配，确定二次性能指标，使微网系统的动态性能得以提高，整体运行性能更优；求解Levine-Athans方程，得到部分输出量反馈增益矩阵Kd，求得部分输出量反馈增益规律U＝T TKdY，其中，U＝[U1 … Ui … Un]， Ui＝[ΔPi ΔQi ΔUL]，Δfi为微电源i频率变化量，ΔUi为微电源i出口电压变化量，ΔPi、ΔQi分别为测得微网中微电源i的输出平均有功、无功功率变化量，ΔUL为负荷侧电压变化量，n为微电源总数；

[0009] 步骤5：根据部分输出量反馈量U得到电压、频率参考值，经过外环电压PI控制和内环电流PI控制后，将其送入逆变器触发驱动电路，利用驱动电路输出的脉冲信号对逆变器进行触发控制，从而完成整个协调控制流程。

[0010] 所述P-f和 改进下垂控制表达式为：

[0011]

[0012] 其中：

[0013] f0i、U0i分别为频率和电压额定值；

[0014] fi、Ui分别为微电源i出口的频率和电压有效值；

[0015] P0i、Q0i分别为微电源i的输出平均有功功率和平均无功功率额定值；

[0016] Pi、Qi分别为微电源i的输出平均有功功率和平均无功功率；

[0017] 为微电源i的输出电压变化率额定值，取为0；

[0018] 为微电源i的输出电压变化率；

[0019] mi、ni分别为P-f和 的下垂系数。

[0020] 所述经过低通滤波得到微电源的平均有功功率Pi和无功功率Qi的计算公式为：

[0021]

[0022] 线性化后可得：

[0023]

[0024] 其中，wfi为微电源i所连低通滤波器的截止频率；

[0025] s为拉普拉斯乘子；

[0026] pi、qi分别为测得微网中微电源i的输出有功、无功功率；

[0027] Pi、Qi分别为测得微网中微电源i的输出平均有功、无功功率；

[0028] Δpi、Δqi分别为测得微网中微电源i的输出有功、无功功率变化量；

[0029] ΔPi、ΔQi分别为测得微网中微电源i的输出平均有功、无功功率变化量。

[0030] 所述微电源状态方程由改进下垂表达式和平均功率计算公式可得：

[0031]

[0032] 其中：

[0033] Δδi为微电源i出口电压相角变化量；

[0034] Δfi为微电源i频率变化量；

[0035] 为微电源i频率变化率；

[0036] ΔUi为微电源i出口电压变化量；

[0037] 为微电源i出口电压变化率；

[0038] Δii为微电源i出口电流变化量；

[0039] 为微电源i出口电流变化率；

[0040] ΔUL为负荷侧电压变化量；

[0041] mi、ni分别为P-f和 的下垂系数；

[0042] Ri、Li分别为微电源i输出线路电阻和电抗；

[0043] ΔPi、ΔQi分别为测得微网中微电源i的输出平均有功、无功功率变化量。

[0044] 所述步骤4具体为：

[0045] 步骤4.1：微网中微电源位置分散，输出阻抗和线路阻抗存在差异，计及改进下垂控制特性列写微电源矩阵状态方程；

[0046]T T T

[0047] 其中，X＝[X1 … Xi … Xn]，Xi＝[Δfi ΔUi Δii]，U＝[U1 … Ui … Un]，UiT＝[ΔPi ΔQi ΔUL]，

[0048]

[0049] Δfi为微电源i频率变化量；

[0050] ΔUi为微电源i出口电压变化量；

[0051] Δii为微电源i出口电流变化量；

[0052] ΔUL为负荷侧电压变化量；

[0053] Ri、Li分别为微电源i输出线路电阻和电抗；

[0054] wfi为微电源i所连低通滤波器的截止频率；

[0055] ΔPi、ΔQi分别为测得微网中微电源i的输出平均有功、无功功率变化量；

[0056] Ai、Bi分别为状态方程中状态量和控制量的系数矩阵；

[0057] 步骤4.2：确定使微网系统整体性能最优的二次性能指标，通过微电源状态方程列写此指标表达式；

[0058] 步骤4.3：编程求解Levine-Athans方程，得到部分输出量反馈增益矩阵Kd，求得部分输出量反馈增益规律U＝KdY，使得二次性能指标最优。

[0059] 本发明的有益效果在于提出了一种微网中微电源的最优分散协调控制方法，结合本发明中的改进下垂控制和部分输出量反馈最优分散协调控制实现微电源功率合理精确分配，满足微网系统对电压和频率电能质量指标的高要求，使微网系统动态性能得以提高、总体运行性能达到更优，通过部分状态量或部分输出量进行反馈控制，不需过多的反馈通道，易于工程实现，实现了在不同工况下的微电源功率合理精确分配，并满足了微网系统对电压和频率电能质量指标的高要求，使微网系统动态性能得以提高、总体运行性能达到更优。

附图说明

[0060] 图1为含多微电源的微网系统结构图；

[0061] 图2为 的下垂特性原理图；

[0062] 图3为最优分散协调控制方法求解流程图；

[0063] 图4为多微电源并联微网系统控制器结构框图；

[0064] 图5为多微电源并联运行等效电路；

[0065] 图6a为实例中工况1的输出无功功率仿真图，图6b为工况1的电压仿真图；

[0066] 图7a为实例中工况1的输出有功功率仿真图，图7b为工况1的频率仿真图；

[0067] 图8a为实例中工况2的输出无功功率仿真图，图8b为工况2的电压仿真图；

[0068] 图9a为实例中工况2的输出有功频率仿真图，图9b为工况2的频率仿真图；

[0069] 图10为实例中工况2的输出电压变化率仿真图。

具体实施方式

[0070] 下面结合附图，对优选实施例作详细说明。应该强调的是下述说明仅仅是示例性的，而不是为了限制本发明的范围及其应用。

[0071] 对于微网中微电源的协调控制问题，根据本发明所提出的微网中微电源的最优分散协调控制方法，可达到微电源间功率分配、电压频率控制等目的，具体包括如下步骤：

[0072] 步骤1：测得微网中微电源输出有功、无功功率，经过低通滤波得到平均有功功率P和无功功率Q。

[0073] 步骤2：根据步骤1得到平均有功、无功功率，采用P-f和 改进下垂控制，以电压变化率 作为衡量指标，得到改进下垂控制公式。

[0074] 步骤3：根据步骤2中的改进下垂控制公式，并测得微网中各微电源的状态量和控制量，并计及微电源位置分散性，即输出阻抗和线路阻抗的差异，求得微电源状态方程。

[0075] 步骤4：根据步骤3中的微电源状态方程及微网3个控制目标，即：电压、频率、功率分配，确定二次性能指标，使微网系统的动态性能得以提高，整体运行性能更优；求解Levine-Athans方程，得到部分输出量反馈增益矩阵Kd，求得部分输出量反馈增益规律U＝KdY。

[0076] 步骤5：根据部分输出量反馈量U得到电压、频率参考值，经过外环电压PI控制和内环电流PI控制后，将其送入逆变器触发驱动电路，利用驱动电路输出的脉冲信号对逆变器进行触发控制，从而完成整个协调控制流程。

[0077] 鉴于背景技术中现有协调控制方法的缺陷，本发明提出的一种微网中微电源的最优分散协调控制方法，其原理框图如图4所示。本发明主要包括平均功率计算模块、P-f和 改进下垂控制模块、最优分散协调控制模块三部分。首先，计算微电源输出有功、无功功率，经低通滤波后，得到平均有功、无功功率，然后，将平均有功、无功功率输入P-f和改进下垂控制模块，并得到微电源状态方程，得到状态量和控制量及其系数矩阵，输入最优分散协调控制模块计算并输出电压频率的参考值，经外环电压、内环电流控制后，送入逆变器触发驱动电路，利用驱动电路输出的脉冲信号对逆变器进行触发控制，从而完成微网中微电源的最优分散协调控制过程。

[0078] 计算微电源输出有功、无功功率，经低通滤波后，得到平均有功、无功功率，然后，将平均有功、无功功率输入P-f和 改进下垂控制模块，可得到计及改进下垂控制特性的微电源状态方程，改进下垂控制表达式为：

[0079]

[0080] 其中：

[0081] f0i、U0i分别为频率和电压额定值；

[0082] fi、Ui分别为微电源i出口的频率和电压有效值；

[0083] P0i、Q0i分别为微电源i的输出平均有功功率和平均无功功率额定值；

[0084] Pi、Qi分别为微电源i的输出平均有功功率和平均无功功率；

[0085] 为微电源i的输出电压变化率额定值，取为0；

[0086] 为微电源i的输出电压变化率；

[0087] mi、ni分别为P-f和 的下垂系数。

[0088] 本发明中的改进下垂控制原理如图2所示，改进下垂控制中影响有功功率分配的主要因素还是功率角，通过调节下垂特性可使频率稳定在合理范围，有功功率得到精确分配。所以本发明主要针对无功功率分配的特殊性，分析 下垂特性原理，以2个微电源并联运行为例。图2中所示2个微电源与负荷的距离不同，设初始负荷无功功率当无功功率由 增加时，因负荷距离微电源1的距离较近，故其输出功率较多，导致无功功率分配不合理。通过 下垂控制调节后，微电源输出功率分别稳定在b，d点，其电压变化率相等，由式(1)可得：

[0089] n1(Q01-Q1)＝n2(Q02-Q2)＝…＝ni(Q0i-Qi) (2)

[0090] 故通过选择合适的下垂系数，可得：

[0091]

[0092] 由式(3)可知无功功率在各微电源间得到了精确分配，而且不受微电源间等效输出阻抗的影响，然而电压、频率以及功率均存在一定波动，其稳定性无法保证，并且没有考虑微网的多目标协调运行问题，无法实现微网系统运行性能最优。本发明从系统级的角度考虑，采用部分输出量反馈最优分散协调控制方法，实现微网系统的动态稳定和整体性能最优。由于在全状态量反馈最优控制中，每个控制量必须反馈全系统所有状态变量或同维输出量，实际系统中很难做到。特别在多微电源复杂系统中，全状态量反馈或同维输出量反馈需要过多的反馈通道，实现起来较为困难，故希望通过部分状态量或部分输出量进行反馈控制。因此，在微网系统中各微电源采用部分输出量反馈最优分散协调控制才是现实合理的有效途径，且易于工程应用。

[0093] 微网中微电源的最优分散协调控制模块是是实现本发明所提方法的关键，其求解流程图如图3所示，计及本发明的改进下垂控制列写微电源状态方程为：

[0094]

[0095] 其中：wfi为微电源i所连低通滤波器的截止频率；

[0096] Δδi为微电源i出口电压相角变化量；

[0097] Δfi为微电源i频率变化量；

[0098] 为微电源i频率变化率；

[0099] ΔUi为微电源i出口电压变化量；

[0100] 为微电源i出口电压变化率；

[0101] Δii为微电源i出口电流变化量；

[0102] 为微电源i出口电流变化率；

[0103] ΔUL为负荷侧电压变化量；

[0104] mi、ni分别为P-f和 的下垂系数；

[0105] Ri、Li分别为微电源i输出线路电阻和电抗。

[0106] ΔPi、ΔQi分别为测得微网中微电源i的输出平均有功、无功功率变化量；

[0107] 微电源状态方程写为矩阵形式：

[0108]

[0109] X＝[X1 … Xi … Xn]T (6)

[0110] 其中，Xi＝[Δfi ΔUi Δii]T

[0111] U＝[U1 … Ui … Un]T (7)

[0112] 其中，Ui＝[ΔPi ΔQi ΔUL]T

[0113]

[0114]

[0115] 由于微网多目标协调控制包括电压频率的稳定，选取电压和频率作为部分输出反馈量，输出方程为：

[0116] Y＝CX (10)

[0117] 将未知量代入式(10)可得：

[0118]

[0119] 综上所述，可得具有分散特性的微电源状态方程和输出方程为：

[0120]

[0121] 部分输出量反馈最优分散协调控制律为：

[0122] Ui＝KdYi (13)

[0123] 或

[0124] Ui＝KdCXi (14)

[0125] 其中，部分输出量反馈增益矩阵 n由微电源个数决定。

[0126] 最后，将Ui反馈至各微电源目标状态量中，达到多目标动态最优分散协调控制的目的。这样，Kd的求取成为方法实现的关键。为此，应选取合适的目标函数，使得求解出的Kd满足相应的指标。考虑到二次型性能指标与系统的阻尼，亦即与系统的动态响应特性有直接的关系。为增强微网系统的阻尼，改善系统的动态响应特性，选用二次型性能指标作为目标函数是合适的，表达式为：

[0127]

[0128] 确定性能指标后，将按照此指标来求取部分输出量反馈增益矩阵Kd，由式(12)、(14)可将微电源状态方程重写为：

[0129]

[0130] 求解微分方程式(16)，可得：

[0131] X(t)＝Φ(t)X0 (17)

[0132] 其中，Φ(t)＝e(A+BKC)t，X0为初始状态。将式(14)、(17)代入二次性能指标(15)，可得：

[0133]

[0134] 令 则二次性能指标可写为：

[0135]

[0136] 可见，P是矩阵方程

[0137] (A+BKC)TP+P(A+BKC)+Q+

[0138] (20)

[0139] CTKTRKC＝0

[0140] 的解。将式(20)转置，可得PT也是该方程的解，即P＝PT，P为对称阵。

[0141] 由矩阵迹的定义可知： 即二次性能指标可写为：

[0142]

[0143] 由于根据二次性能指标最小求取部分输出反馈增益矩阵Kd，需消除此指标对初始状态X0的依赖性，为此，将X0设为无数分布于其对应维数单位超平面上的随机向量，可得的期望值为：

[0144]

[0145] 其中，n为系统状态向量的个数，I为单位矩阵。

[0146] 将式(22)代入(21)，将性能指标平均化，可得：

[0147]

[0148] 常数 对二次性能指标没有影响，即：

[0149] J＝trP (24)

[0150] 部分输出反馈增益矩阵Kd的求取可归结为在式(20)的约束条件下，求得使式(24)最小的Kd，即为

[0151] 约束条件的极值问题，可用拉格朗日乘子法求解，令：

[0152] G(P，K)＝(A+BKC)TP+P(A+BKC)+

[0153] (25)

[0154] Q+CTKTRKC＝0

[0155] 拉格朗日函数为：

[0156]

[0157] 式中，gij为G(P，K)中第i行，第j列元素，vij为对应元素的拉格朗日乘子。由矩阵迹的定义，式(26)可写为：

[0158] L＝trP+tr[VTG(P，K)] (27)

[0159] 则拉格朗日函数取得极值的必要条件为：

[0160]

[0161] 通过Matlab编程求解方程组(28)即可求得部分输出量反馈增益矩阵Kd。求得部分输出量反馈增益规律U＝KdY。根据部分输出量反馈量U得到电压、频率参考值，经过外环电压PI控制和内环电流PI控制后，将其送入逆变器触发驱动电路，利用驱动电路输出的脉冲信号对逆变器进行触发控制，从而完成整个协调控制流程。

[0162] 最后，为验证本发明所提方法的正确性和可行性，根据图5所示的微网系统等效电路在Matlab/Simulink平台进行了4个微电源并联运行时2种不同工况的仿真实验验证，系统的频率为50Hz，系统电压为380V，微网系统的有功和无功负荷分别为1.8MW和0.6Mvar。微电源所连出线等效输出阻抗分别为：Z1＝R1+jX1＝0.643+j0.1282(Ω)，Z2＝R2+jX2＝ 0.965+j0.1923(Ω)，Z3＝R 3+jX3＝1.286+j0.2564(Ω)，Z 4＝R4+jX4＝1.608+j0.3305(Ω)。2种工况均在0.5t时由传统下垂控制策略即有功-频率和无功-电压下垂控制切换为本发明提出的一种微网中微电源的最优分散协调控制策略。

[0163] 工况1为微电源容量不同，输出阻抗不同，仿真实验图如图6-7所示。可见，方法切换前后电压、频率及功率波动均明显减小，图6a和图6b表明无功功率的分配较传统方法得到了明显改善，电压水平得到提高，图7a和图7b表明有功功率按照微电源容量得到精确分配且频率保持恒定。

[0164] 工况2为微电源1未通过输出阻抗而是直接和负荷相连接的极端情况，并且在1s时，负荷突变，降低为原负荷的一半，仿真实验图如图8-10所示。图8a和图8b表明采用传统方法时不仅出现功率分配严重失衡且部分微电源无功功率会出现负值即出现环流现象，本发明方法有效抑制了环流，使无功功率分配得到明显改善，并且电压稳定在较高水平。图9a和图9b表明有功功率也按微电源容量得到精确分配且频率保持恒定。图10表明电压变化率最后变为0，使输出电压达到稳定状态。

[0165] 以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变换或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。