基于输出反馈的三机组电力系统的控制方法和计算机设备

摘要

本申请涉及一种基于输出反馈的三机组电力系统的控制方法和计算机设备。该方法包括：通过预设观测器获取三机组电力系统中各发电机的当前状态量；根据各发电机的当前状态量和预设的标准状态量，确定三机组电力系统的运行误差；通过预设控制器根据三机组电力系统的运行误差调整各发电机的下一时刻状态量，以控制各发电机稳定运行。采用本方法能够消除误差，解决电力系统运行不稳定的问题，使电力系统能够稳定、可靠的运行。

权利要求

1.一种基于输出反馈的三机组电力系统的控制方法，其特征在于，所述方法包括：根据动力学原理，构建三机组电力系统的动力学模型；

根据所述动力学模型和模糊规则，构建观测器模型和控制器模型；所述观测器模型中包含观测器模型的增益矩阵，所述控制器模型中包含控制器模型的增益矩阵；

根据所述观测器模型和李雅普诺夫函数，确定所述三机组电力系统的稳定性判据函数的线性矩阵不等式；

对所述线性矩阵不等式进行求解，得到所述控制器模型的增益矩阵和所述观测器模型的增益矩阵；

根据所述观测器模型的增益矩阵确定的观测器模型，得到预设观测器；

根据所述控制器模型的增益矩阵确定的控制器模型，得到预设控制器；

通过所述预设观测器获取所述三机组电力系统中各发电机的当前状态量；

根据各所述发电机的当前状态量和预设的标准状态量，确定所述三机组电力系统的运行误差；

通过所述预设控制器根据所述三机组电力系统的运行误差调整各所述发电机的下一时刻状态量，以控制各所述发电机稳定运行。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述通过预设观测器获取三机组电力系统中各发电机的当前状态量，包括：通过所述预设观测器获取所述三机组电力系统中各发电机的当前输出量；

基于预设计算方法，根据各所述发电机的当前输出量得到各所述发电机的当前状态量。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述通过预设控制器根据所述三机组电力系统的运行误差调整各所述发电机的下一时刻状态量，包括：通过所述预设控制器判断所述三机组电力系统的运行误差是否满足预设触发条件，若不满足，则通过所述预设控制器输出控制信号，控制各所述发电机的下一时刻状态量达到预设状态量。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述动力学模型和模糊规则，构建观测器模型和控制器模型，包括：根据所述动力学模型和第一模糊规则，构建所述三机组电力系统的模糊状态模型；

根据所述模糊状态模型和第二模糊规则，构建观测器模型和控制器模型；所述第二模糊规则是根据归一化后的隶属度函数确定的规则。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据所述动力学模型和第一模糊规则，构建所述三机组电力系统的模糊状态模型，包括：对所述动力学模型进行线性化，得到线性化三阶动力学模型；

根据所述线性化三阶动力学模型，采用预设的第一子规则，构建第一模糊状态模型；

根据所述线性化三阶动力学模型，采用预设的第二子规则，构建第二模糊状态模型；

根据模糊隶属度函数、所述第一模糊状态模型和所述第二模糊状态模型，确定所述三机组电力系统的模糊状态模型。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述观测器模型和所述李雅普诺夫函数，确定所述三机组电力系统的稳定性判据函数的线性矩阵不等式，包括：根据所述观测器模型得到观测器误差函数；

根据所述观测器误差函数对所述李雅普诺夫函数进行修正，得到修正后的李雅普诺夫函数；

根据Schur定理和所述修正后的李雅普诺夫函数，得到所述三机组电力系统的稳定性判据函数的线性矩阵不等式。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对所述线性矩阵不等式进行求解，得到所述控制器模型的增益矩阵和所述观测器模型的增益矩阵，包括：对所述线性矩阵不等式进行求解，确定误差事件触发控制的正定矩阵；

根据所述误差事件触发控制的正定矩阵计算得到所述控制器模型的增益矩阵和所述观测器模型的增益矩阵。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述发电机的当前状态量包括：q轴电势之间的相对角度、所述发电机的转速、所述发电机机械功率、所述发电机有功功率、同步角速度、所述发电机暂态电势中的至少一个。

9.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述发电机的当前输出量包括：q轴电势之间的相对角度，所述发电机的转速，所述发电机机械功率中至少一个。

10.一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至9中任一项所述的方法的步骤。

说明书

基于输出反馈的三机组电力系统的控制方法和计算机设备

技术领域

[0001] 本申请涉及电力系统技术领域，特别是涉及一种基于输出反馈的三机组电力系统的控制方法和计算机设备。

背景技术

[0002] 随着电网网架的快速发展，电网终端设备也越来越多，与之形成的是通信网络的压力越来越大，大量的信息传输的处理对通信网络的高效性和可靠性发出了挑战。因此构建全面贯通的高效可靠通信传输处理系统也变得尤为重要。

[0003] 构建全面贯通的高效可靠通信传输处理系统，关键特征主要表现为“全面贯通、高速宽带、开放泛在、应急保障”，其核心作用是满足全面感知、高效互动、智能决策控制的数据传输需求，因此，建设可靠高效的数据通信系统以维持电力系统的稳定性是亟需解决的问题。

发明内容

[0004] 基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够解决电力系统不稳定的基于输出反馈的三机组电力系统的控制方法和计算机设备。

[0005] 第一方面，本申请提供一种基于输出反馈的三机组电力系统的控制方法，该方法包括：

[0006] 通过预设观测器获取三机组电力系统中各发电机的当前状态量；

[0007] 根据各发电机的当前状态量和预设的标准状态量，确定三机组电力系统的运行误差；

[0008] 通过预设控制器根据三机组电力系统的运行误差调整各发电机的下一时刻状态量，以控制各发电机稳定运行。

[0009] 在其中一个实施例中，通过预设观测器获取三机组电力系统中各发电机的当前状态量，包括：

[0010] 通过预设观测器获取三机组电力系统中各发电机的当前输出量；

[0011] 基于预设计算方法，根据各发电机的当前输出量得到各发电机的当前状态量。

[0012] 在其中一个实施例中，通过预设控制器根据三机组电力系统的运行误差调整各发电机的下一时刻状态量，包括：

[0013] 通过预设控制器判断三机组电力系统的运行误差是否满足预设触发条件，若满足，则通过预设控制器输出控制信号，控制各发电机的下一时刻状态量达到预设状态量。

[0014] 在其中一个实施例中，通过预设观测器获取三机组电力系统中各发电机的当前状态量之前，方法还包括：

[0015] 根据已构建的三机组电力系统的动力学模型、模糊状态模型、李雅普诺夫函数，确定观测器模型的增益矩阵和控制器模型的增益矩阵；

[0016] 根据观测器模型的增益矩阵确定的观测器模型，得到预设观测器；

[0017] 根据控制器模型的增益矩阵确定的控制器模型，得到预设控制器。

[0018] 在其中一个实施例中，根据已构建的三机组电力系统的动力学模型、模糊状态模型、李雅普诺夫函数，确定观测器模型的增益矩阵和控制器模型的增益矩阵，包括：

[0019] 根据动力学原理，构建三机组电力系统的动力学模型；

[0020] 根据动力学模型和模糊规则，构建观测器模型和控制器模型；观测器模型中包含观测器模型的增益矩阵，控制器模型中包含控制器模型的增益矩阵；

[0021] 根据观测器模型和李雅普诺夫函数，确定三机组电力系统的稳定性判据函数的线性矩阵不等式；

[0022] 对线性矩阵不等式进行求解，得到控制器模型的增益矩阵和观测器模型的增益矩阵。

[0023] 在其中一个实施例中，根据动力学模型和模糊规则，构建观测器模型和控制器模型，包括：

[0024] 根据动力学模型和第一模糊规则，构建三机组电力系统的模糊状态模型；

[0025] 根据模糊状态模型和第二模糊规则，构建观测器模型和控制器模型；第二模糊规则是根据归一化后的隶属度函数确定的规则。

[0026] 在其中一个实施例中，根据动力学模型和第一模糊规则，构建三机组电力系统的模糊状态模型，包括：

[0027] 对动力学模型进行线性化，得到线性化三阶动力学模型；

[0028] 根据线性化三阶动力学模型，采用预设的第一子规则，构建第一模糊状态模型；

[0029] 根据线性化三阶动力学模型，采用预设的第二子规则，构建第二模糊状态模型；

[0030] 根据模糊隶属度函数、第一模糊状态模型和第二模糊状态模型，确定三机组电力系统的模糊状态模型。

[0031] 在其中一个实施例中，根据观测器模型和李雅普诺夫函数，确定三机组电力系统的稳定性判据函数的线性矩阵不等式，包括：

[0032] 根据观测器模型得到观测器误差函数；

[0033] 根据观测器误差函数对李雅普诺夫函数进行修正，得到修正后的李雅普诺夫函数；

[0034] 根据Schur定理和修正后的李雅普诺夫函数，得到三机组电力系统的稳定性判据函数的线性矩阵不等式。

[0035] 在其中一个实施例中，对线性矩阵不等式进行求解，得到控制器模型的增益矩阵和观测器模型的增益矩阵，包括：

[0036] 对线性矩阵不等式进行求解，确定误差事件触发控制的正定矩阵；

[0037] 根据误差事件触发控制的正定矩阵计算得到控制器模型的增益矩阵和观测器模型的增益矩阵。

[0038] 第二方面，本申请提供一种基于输出反馈的三机组电力系统的控制装置，该装置包括：

[0039] 获取模块，用于通过预设观测器获取三机组电力系统中各发电机的当前状态量；

[0040] 确定模块，用于根据各发电机的当前状态量和预设的标准状态量，确定三机组电力系统的运行误差；

[0041] 调整模块，用于通过预设控制器根据三机组电力系统的运行误差调整各发电机的下一时刻状态量，以控制各发电机稳定运行。

[0042] 第三方面，本申请提供一种计算机设备，包括存储器和处理器，存储器存储有计算机程序，处理器执行计算机程序时实现上述第一方面任一项实施例中方法的步骤。

[0043] 第四方面，本申请提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述第一方面任一项实施例中方法的步骤。

[0044] 上述基于输出反馈的三机组电力系统的控制方法和计算机设备，通过预设观测器获取三机组电力系统中各发电机的当前状态量；根据各发电机的当前状态量和预设的标准状态量，确定三机组电力系统的运行误差；通过预设控制器根据三机组电力系统的运行误差调整各发电机的下一时刻状态量，以控制各发电机稳定运行，能够解决电力系统运行不稳定的问题，使电力系统能够稳定、可靠的运行。

附图说明

[0045] 图1为一个实施例中三机组电力系统的控制方法的应用环境图；

[0046] 图2为一个实施例中三机组电力系统的控制方法的流程示意图；

[0047] 图3为另一个实施例中三机组电力系统的控制方法的流程示意图；

[0048] 图4为另一个实施例中三机组电力系统的控制方法的流程示意图；

[0049] 图5为另一个实施例中三机组电力系统的控制方法的流程示意图；

[0050] 图6为另一个实施例中三机组电力系统的控制方法的流程示意图；

[0051] 图7为另一个实施例中三机组电力系统的控制方法的流程示意图；

[0052] 图8为另一个实施例中三机组电力系统的控制方法的流程示意图；

[0053] 图9为另一个实施例中三机组电力系统的结构示意图；

[0054] 图10为一个实施例中三机组电力系统子的状态响应；

[0055] 图11为一个实施例中三机组电力系统子的控制输入；

[0056] 图12为一个实施例中三机组电力系统子的误差响应；

[0057] 图13为一个实施例中三机组电力系统子的观测器响应；

[0058] 图14为一个实施例中三机组电力系统子的事件触发信号；

[0059] 图15为一个实施例中三机组电力系统的控制装置的结构框图；

[0060] 图16为一个实施例中三机组电力系统的控制装置的结构框图；

[0061] 图17为一个实施例中计算机设备的内部结构图。

具体实施方式

[0062] 为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

[0063] 本申请提供的三机组电力系统的控制方法，可以应用于如图1所示的应用环境中。其中，终端102通过网络与电力系统104的同步发电机通过网络进行通信。终端可以实时获取三机组电力系统中各个发电机的当前状态量，以根据当前状态量实时调整三机组电力系统各发电机下一时刻的状态量，以消除电力系统运行误差，使电力系统能够稳定、可靠的运行。其中，终端102可以但不限于是各种个人计算机、笔记本电脑、智能手机、平板电脑和便携式可穿戴设备。

[0064] 在一个实施例中，如图2所示，提供了一种基于输出反馈的三机组电力系统的控制方法，以该方法应用于图1中的终端为例进行说明，包括以下步骤：

[0065] S202，通过预设观测器获取三机组电力系统中各发电机的当前状态量。

[0066] 其中，三机组电力系统为包括了多个发电机的电力系统。各发电机的当前状态量可以包括：q轴电势之间的相对角度，发电机的转速，发电机机械功率，发电机有功功率，同步角速度，发电机暂态电势等等。预设的观测器可以为观测器模型，也可以由硬件观测器实现，在此不加以限制。

[0067] 具体地，预设观测器可以实时获取三机组电力系统中各个发电机的当前状态量。

[0068] S204，根据各发电机的当前状态量和预设的标准状态量，确定三机组电力系统的运行误差。

[0069] 具体地，当获取到各发电机的当前状态量后，可以通过和标准状态量进行比较大小、两者作差、或者做商，以确定三机组电力系统在实际运行时的运行误差，在此不加以限制。其中，预设的标准状态量可以为状态估计量，为本领域技术人员根据多次验证的数据。

[0070] S206，通过预设控制器根据三机组电力系统的运行误差调整各发电机的下一时刻状态量，以控制各发电机稳定运行。

[0071] 具体地，当确定了三机组电力系统在实际运行时的运行误差后，将运行误差传输至预设控制器中，预设控制器就可以根据该运行误差，实时调整发电机下一时刻状态量，消除运行误差，使三机组电力系统可以稳定运行。

[0072] 上述基于输出反馈的三机组电力系统的控制方法中，通过预设观测器获取三机组电力系统中各发电机的当前状态量；根据各发电机的当前状态量和预设的标准状态量，确定三机组电力系统的运行误差；通过预设控制器根据三机组电力系统的运行误差调整各发电机的下一时刻状态量，以控制各发电机稳定运行，解决电力系统运行不稳定的问题，使电力系统能够稳定、可靠的运行。

[0073] 上述实施例对基于输出反馈的三机组电力系统的控制方法进行了说明，现以一个实施例对该方法中的如何获取各发电机的当前状态量进一步说明。在一个实施例中，如图3所示，通过预设观测器获取三机组电力系统中各发电机的当前状态量，包括：

[0074] S302，通过预设观测器获取三机组电力系统中各发电机的当前输出量。

[0075] 其中，各发电机的当前输出量可以包括各发电机的q轴电势之间的相对角度，发电机的转速，发电机机械功率，为可以通过测量得到的值。

[0076] 具体地，可以通过实时测量三机组电力系统运行时当前时刻各发电机的q 轴电势之间的相对角度，发电机的转速，发电机机械功率，并将测量后的数据传输至预设观测器中，即各发电机的当前输出量。

[0077] S304，基于预设计算方法，根据各发电机的当前输出量得到各发电机的当前状态量。

[0078] 具体地，当得到了各发电机的当前输出量后，可以预设计算方法，如公式 yi(t)＝Eihxi(t)，其中，yi(t)为测量的发电机的当前输出量，Eih为已知参考矩阵，xi(t)为当前状态量。

[0079] 本实施例中，通过预设观测器获取三机组电力系统中各发电机的当前输出量，基于预设计算方法，根据各发电机的当前输出量得到各发电机的当前状态量。这种方式简单有效能够计算出发电机的当前状态量，以便对运行误差进行调整。

[0080] 上述实施例对如何获取各发电机的当前状态量进行了说明，现以一个实施例对如何调整各发电机的下一时刻状态量进行说明，在一个实施例中，通过预设控制器根据三机组电力系统的运行误差调整各发电机的下一时刻状态量，包括：

[0081] 通过预设控制器判断三机组电力系统的运行误差是否满足预设触发条件，若不满足，则通过预设控制器输出控制信号，控制各发电机的下一时刻状态量达到预设状态量。

[0082] 其中，预设触发条件可以为 其中，ρ＞0， ei(t)＝xi(tk)‑xi(t)，ei(t)为运行误差，即tk时刻的当前状态量和状态估计量 xi(t)的差。xi1(t)＝δi(t)和Gx是用户自己设定的两个矩阵。

[0083] 具体地，通过预设控制器判断三机组电力系统的运行误差是否满足预设触发条件，即，将当前状态量代入预设的公式中，判断是否满足该不等式，若不满足，则触发控制，通过预设控制器输出控制信号，控制各发电机的下一时刻状态量达到预设状态量。

[0084] 上述实施例对基于输出反馈的三机组电力系统的控制方法进行了说明，在应该该方法时，最重要的是通过观测器和控制器完成整个控制方法的过程，现以一个实施例对如何构建观测器和控制器进行说明，在一个实施例中，如图4 所示，通过预设观测器获取三机组电力系统中各发电机的当前状态量之前，该方法还包括：

[0085] S402，根据已构建的三机组电力系统的动力学模型、模糊状态模型、李雅普诺夫函数，确定观测器模型的增益矩阵和控制器模型的增益矩阵。

[0086] 具体地，可以根据已构建的三机组电力系统的动力学模型，根据模糊规则构建模糊状态模型、并利用李雅普诺夫函数，确定观测器模型的增益矩阵和控制器模型的增益矩阵。

[0087] 进一步地，如图5所示，根据已构建的三机组电力系统的动力学模型、模糊状态模型、李雅普诺夫函数，确定观测器模型的增益矩阵和控制器模型的增益矩阵，包括：

[0088] S502，根据动力学原理，构建三机组电力系统的动力学模型。

[0089] 具体地，采用动力学原理建立起三机组电力系统的三阶动力学模型：

[0090]

[0091]

[0092] 其中，δi(t)为第i台发电机q轴电势之间的相对角度，ωi(t)为第i台发电机的转速，Pmi为第i台发电机机械功率，Pei为第i台发电机有功功率，ω0为同步角速度，E′qj为第j台发电机暂态电势，Hi为转动惯量，Di为阻尼系数，Bij为第i台与第j台发电机间的互电纳，Tdi为励磁时间常数，ugi为第i台发电机高压油动机控制电信号。

[0093] S504，根据动力学模型和模糊规则，构建观测器模型和控制器模型；观测器模型中包含观测器模型的增益矩阵，控制器模型中包含控制器模型的增益矩阵。

[0094] 具体地，如图6所示，根据已构建的三机组电力系统的动力学模型、模糊状态模型、李雅普诺夫函数，确定观测器模型的增益矩阵和控制器模型的增益矩阵，包括：

[0095] S602，根据动力学原理，构建三机组电力系统的动力学模型。

[0096] 具体地，采用动力学原理建立起三机组电力系统的三阶动力学模型：

[0097]

[0098]

[0099] 其中δi(t)为第i台发电机q轴电势之间的相对角度，ωi(t)为第i台发电机的转速，Pmi为第i台发电机机械功率，Pei为第i台发电机有功功率，ω0为同步角速度，E′qj为第j台发电机暂态电势，Hi为转动惯量，Di为阻尼系数，Bij为第i台与第j台发电机间的互电纳，Tdi为励磁时间常数，ugi为第i台发电机高压油动机控制电信号。

[0100] S604，根据动力学模型和模糊规则，构建观测器模型和控制器模型；观测器模型中包含观测器模型的增益矩阵，控制器模型中包含控制器模型的增益矩阵。

[0101] 具体地，如图7所示，根据动力学模型和模糊规则，构建观测器模型和控制器模型，包括：

[0102] 根据动力学模型和第一模糊规则，构建三机组电力系统的模糊状态模型，包括：

[0103] S702，对动力学模型进行线性化，得到线性化三阶动力学模型。

[0104] 具体地，可以对动力学模型进行线性化，令xi1(t)＝δi(t)，xi2(t)＝ωi(t)，xi3(t)＝Pmi(t)，  ugi(t)＝ui(t)，可得到如下非线性系统：

[0105]

[0106] 将式中非线性项sin(xi1‑xj1)根据进行线性化处理。

[0107] S704，根据线性化三阶动力学模型，采用预设的第一子规则，构建第一模糊状态模型。

[0108] 具体地，利用If‑Then建模规则建立三机组电力系统的T‑S模糊状态模型。若第一子规则为：如果x11大约是0，且x21大约是0，…，且xi1大约是0，xN1大约是0，其中，i、N为第i台发电 机 ，第N台 发电 机 ，x1 1为 规 则1下 的第 i台 发电 机的 状态 量 ，则[0109] 其中，T
xi(t)＝[xi1(t)，xi2(t)，xi3(t)] ， xi1(t)＝δi(t)，xi2(t)＝ωi(t)，xi3(t)＝Pmi(t)，其中，xi1(t)，为第i台发电机的第一种状态量。E11＝E12＝[0 0.01 0.01]、E21＝E22＝[0 0.015 
0.015]， E31＝E32＝[0 0.023 0.02]。

[0110] S706，根据线性化三阶动力学模型，采用预设的第二子规则，构建第二模糊状态模型。

[0111] 具体地，利用If‑Then建模规则建立三机组电力系统的T‑S模糊状态模型。若第二子规则为：如果x12大约是π/4，…，x(i‑1)2大约是π/4，xi2大约是π/4， x(i+1)2大约是π/4，xN2大约是π/4，其中，i、N为第i台发电机，第N台发电机，x12为规则2下的第i台发电机的状态量，则[0112] 其中，T
xi(t)＝[xi1(t)，xi2(t)，xi3(t)] ， xi1(t)＝δi(t)，xi2(t)＝ωi(t)，xi3(t)＝Pmi(t)，其中，xi1(t)，为第i台发电机的第一种状态量。E11＝E12＝[0 0.01 0.01]、E21＝E22＝[0 0.015 
0.015]， E31＝E32＝[0 0.023 0.02]。

[0113] S708，根据模糊隶属度函数、第一模糊状态模型和第二模糊状态模型，确定三机组电力系统的模糊状态模型。

[0114] 具体地，依据模糊隶属度函数的性质可知：μi1(xi1(t))+μi2(xi2(t))＝1。其中：隶属度函数：

[0115] 考虑到系统建模过程不是完全精确的，含干扰的三机组电力系统可以表示为如下的不确定模型，即模糊隶属度函数、第一模糊状态模型和第二模糊状态模型，确定三机组电力系统的模糊状态模型 其中，h和可以表示规则1和规则2。

[0116] S710，根据模糊状态模型和第二模糊规则，构建观测器模型和控制器模型；第二模糊规则是根据归一化后的隶属度函数确定的规则。

[0117] 具体地，若第二模糊规则为：如果x1(t)大约是μi1l，且x2(t)大约是μi2l，且…且，xk(t)大约是μikl，则观测器模型为：

[0118]

[0119]

[0120] 若第二模糊规则为：如果x1(t)大约是μi1l，且x2(t)大约是μi2l，且…且，xk(t) 大约是μikl，则控制器模型为：

[0121] S506，根据观测器模型和李雅普诺夫函数，确定三机组电力系统的稳定性判据函数的线性矩阵不等式。

[0122] 具体地，可以根据观测器模型对李雅普诺夫函数进行修正，以确定三机组电力系统的稳定性判据函数的线性矩阵不等式。

[0123] 进一步地，如图8所示，根据观测器模型和李雅普诺夫函数，确定三机组电力系统的稳定性判据函数的线性矩阵不等式，包括：

[0124] S802，根据观测器模型得到观测器误差函数。

[0125] 具体地，根据观测器模型、观测器误差和事件触发形式，确定观测器误差函数：

[0126] S804，根据观测器误差函数对李雅普诺夫函数进行修正，得到修正后的李雅普诺夫函数。

[0127] 具 体 地 ，L y a p u n o v 函 数 ( 李 雅 普 诺 夫 函 数 ) 表 达 式 为求V(t)对时间的导数，并将观测器误差函数代入至上述李雅普诺夫函数表达式中，即可得到修正后的李雅普诺夫函数：

[0128] 示例地，三机组电力系统事件触发控制的Lyapunov函数表达形式为：

[0129]

[0130] S806，根据Schur定理和修正后的李雅普诺夫函数，得到三机组电力系统的稳定性判据函数的线性矩阵不等式。

[0131] 具体地，根据Schur定理给出任意一个对称矩阵S＝ST。 其中S11∈r×r
R ，S12，S21，S22是已知的矩阵。则以下三个等式等价且均成立。

[0132] (1)S＜0

[0133] (2)

[0134] (3)

[0135] 根据(1)、(2)、(3)式，以及修正后的李雅普诺夫函数，即可求得三机组电力系统稳定性判据函数的线性矩阵不等式：

[0136]

[0137] 其中，Hih＝KihQix， i＝1，2，3；i≠j， j＝1，2，3；j≠i，h＝1，2，Ki1、Ki2为对应相应模糊规则的1×3维控制增益矩阵，Lil为3×1观测增益矩阵，Pix、Pie为3×3维对称正定矩阵。

[0138] S508，对线性矩阵不等式进行求解，得到控制器模型的增益矩阵和观测器模型的增益矩阵。

[0139] 具体地，可以对线性矩阵不等式进行求解，确定误差事件触发控制的正定矩阵；

[0140] 根据误差事件触发控制的正定矩阵计算得到所述控制器模型的增益矩阵和所述观测器模型的增益矩阵。

[0141] 可选地，可以通过MATLAB的LMI工具箱中的函数“feasp”(对线性不等式进行求解)求得事件触发控制中正定矩阵、观测器及控制器矩阵解析，若存在正定对称矩阵解P，使得线性矩阵不等式成立，则存在控制器使得整个三机组电力系统在李雅普诺夫意义下是渐进稳定的。

[0142] S404，根据观测器模型的增益矩阵确定的观测器模型，得到预设观测器。

[0143] 具体地，由于观测器模型为：则可以根据 Lil
观测增益矩阵确定观测器模型作为预设观测器。

[0144] 其中，若三机组电力系统的正定矩阵解析为：

[0145]

[0146]

[0147] 则观测器增益矩阵为：

[0148] L11＝[7.4455 81.8384 9.8972]T L12＝[7.3248 81.7965 9.6587]T

[0149] L21＝[7.0125 78.0145 10.3512]T L22＝[7.1254 80.0236 11.5423]T

[0150] L31＝[41.0059 23.1787 37.4662]T L32＝[41.9142 22.7586 36.4272]T。

[0151] S406，根据控制器模型的增益矩阵确定的控制器模型，得到预设控制器。

[0152] 具体地，由于控制器模型为： 则可以根据控制器模型的增益矩阵Kih确定控制器模型作为预设控制器。

[0153] 其中，若三机组电力系统的正定矩阵解析为：

[0154]

[0155]

[0156]

[0157] 则控制器增益矩阵为：

[0158] K11＝[‑615.8366 ‑255.0220 ‑95.6415]

[0159] K12＝[‑613.4521 ‑252.8545 ‑94.2247]

[0160] K21＝[‑616.2069 ‑253.6548 ‑94.1254]

[0161] K22＝[‑618.3651 ‑254.3589 ‑95.3647]

[0162] K31＝[‑791.9360 ‑436.5290 ‑124.4517]

[0163] K32＝[‑790.1025 ‑431.9044‑125.1824]。

[0164] 以如图9所示的三机组电力系统来进行实验，其中，G1、G2、G3为发电机，T1、T2、T3为风力发电的主变压器；其中选取的主要技术性能指标和设备参数为

[0165] ：H1＝47.28s，H2＝12.8s，H3＝6.02s，D1＝D2＝D3＝1，ω0＝314.16，E′q1＝1.0566，E′q2＝1.0502，E′q3＝1.017，B11＝0.2537，B12＝0.1875， B13＝0.4132，B21＝0.1875，B22＝0.3927，B23＝0.2493，B31＝0.4132，B32＝0.2493， B33＝0.0545，Td1＝8.96s，Td2＝6s，Td3＝
5.89s。

[0166]

[0167]

[0168]

[0169] B11＝B12＝[0 0 0.1116]T，B21＝B22＝[0 0 0.1666]T，

[0170] B31＝B32＝[0 0 0.1698]T，

[0171]

[0172]

[0173]

[0174] E11＝E12＝[0 0.01 0.01]，E21＝E22＝[0 0.015 0.015]，

[0175] E31＝E32＝[0 0.023 0.02]

[0176] 预设控制器中对应模糊规则的1*3维控制静态增益反馈矩阵：

[0177] K11＝[‑615.8366 ‑255.0220 ‑95.6415]

[0178] K12＝[‑613.4521 ‑252.8545 ‑94.2247]

[0179] K21＝[‑616.2069 ‑253.6548 ‑94.1254]

[0180] K22＝[‑618.3651 ‑254.3589 ‑95.3647]

[0181] K31＝[‑791.9360 ‑436.5290 ‑124.4517]

[0182] K32＝[‑790.1025 ‑431.9044‑125.1824]

[0183] 根据上述的参数以及数据求得的正定对称矩阵：

[0184]

[0185]

[0186]

[0187] 观测器矩阵为：

[0188] L11＝[7.4455 81.8384 9.8972]T L12＝[7.3248 81.7965 9.6587]T

[0189] L21＝[7.0125 78.0145 10.3512]T L22＝[7.1254 80.0236 11.5423]T

[0190] L31＝[41.0059 23.1787 37.4662]T L32＝[41.9142 22.7586 36.4272]T，

[0191] 由图10‑图14可以看出，图10中的三机组电力系统的状态响应曲线可以看出在三机组电力系统各参数开始时出现巨幅波动，但1s之后各参数波动幅度明显下降，趋于稳定，1.5‑2s之后各参数已基本稳定；图12中的三机组电力系统的误差响应曲线和图13中的三机组电力系统的观测器响应曲线中可以看出三机电力系统的误差在1‑1.5s内基本可以消除，可以证明该控制方法在短时间内具备调节误差的功能；此外从图11中的三机组电力系统的控制输入响应曲线中均可以看到相关参数在1.5s内达到稳定，也证明了系统具有较强抗干扰能力；最后从图14中的事件触发曲线可以看出在事件触发的作用下，当实际值超过预设值时，系统会自动调节进行有效控制。

[0192] 在本实施例中，根据已构建的三机组电力系统的动力学模型、模糊状态模型、李雅普诺夫函数，确定观测器模型的增益矩阵和控制器模型的增益矩阵，根据观测器模型的增益矩阵确定的观测器模型，得到预设观测器，根据控制器模型的增益矩阵确定的控制器模型，得到预设控制器。从三机组电力系统的模糊建模和控制器设计两个方面入手进行统筹设计，能够实现三机组电力系统的事件触发控制目标，满足三机组电力系统运行的高可靠性，减小了三机组电力系统运行时的误差，提高了三机组电力系统的协调优化能力，同时提高了三机组电力系统的信息采集及告警功能的效率，使三机组电力系统具备高效性和高可靠性。

[0193] 应该理解的是，虽然图2‑图8的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，图2‑图8中的至少一部分步骤可以包括多个步骤或者多个阶段，这些步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤中的步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。

[0194] 在一个实施例中，如图15所示，提供了一种基于输出反馈的三机组电力系统的控制装置，包括：

[0195] 获取模块151，用于通过预设观测器获取三机组电力系统中各发电机的当前状态量；

[0196] 确定模块152，用于根据各发电机的当前状态量和预设的标准状态量，确定三机组电力系统的运行误差；

[0197] 调整模块153，用于通过预设控制器根据三机组电力系统的运行误差调整各发电机的下一时刻状态量，以控制各发电机稳定运行。

[0198] 在本实施例中，通过获取模块预设观测器获取三机组电力系统中各发电机的当前状态量；确定模块根据各发电机的当前状态量和预设的标准状态量，确定三机组电力系统的运行误差；通过调整模块预设控制器根据三机组电力系统的运行误差调整各发电机的下一时刻状态量，以控制各发电机稳定运行，能够解决电力系统运行不稳定的问题，使电力系统能够稳定、可靠的运行。

[0199] 在一个实施例中，如图16所示，获取模块151，包括：

[0200] 获取单元1511，用于通过预设观测器获取三机组电力系统中各发电机的当前输出量；

[0201] 计算单元1512，用于基于预设计算方法，根据各发电机的当前输出量得到各发电机的当前状态量。

[0202] 在一个实施例中，调整模块，具体用于通过预设控制器判断三机组电力系统的运行误差是否满足预设触发条件，若不满足，则通过预设控制器输出控制信号，控制各发电机的下一时刻状态量达到预设状态量。

[0203] 在一个实施例中，参见图16所示，三机组电力系统的控制装置，还包括：

[0204] 第二确定模块154，用于根据已构建的三机组电力系统的动力学模型、模糊状态模型、李雅普诺夫函数，确定观测器模型的增益矩阵和控制器模型的增益矩阵；

[0205] 第三确定模块155，用于根据观测器模型的增益矩阵确定的观测器模型，得到预设观测器；

[0206] 第四确定模块156，用于根据控制器模型的增益矩阵确定的控制器模型，得到预设控制器。

[0207] 在一个实施例中，参见图16所示，第二确定模块154，包括：

[0208] 第一构建单元1541，用于根据动力学原理，构建三机组电力系统的动力学模型；

[0209] 第二构建单元1542，用于根据动力学模型和模糊规则，构建观测器模型和控制器模型；观测器模型中包含观测器模型的增益矩阵，控制器模型中包含控制器模型的增益矩阵；

[0210] 第一确定单元1543，用于根据观测器模型和李雅普诺夫函数，确定三机组电力系统的稳定性判据函数的线性矩阵不等式；

[0211] 第二确定单元1544，用于对线性矩阵不等式进行求解，得到控制器模型的增益矩阵和观测器模型的增益矩阵。

[0212] 在一个实施例中，第二构建单元，具体用于根据动力学模型和第一模糊规则，构建三机组电力系统的模糊状态模型；根据模糊状态模型和第二模糊规则，构建观测器模型和控制器模型；第二模糊规则是根据归一化后的隶属度函数确定的规则。

[0213] 在一个实施例中，第二构建单元，具体用于对动力学模型进行线性化，得到线性化三阶动力学模型；根据线性化三阶动力学模型，采用预设的第一子规则，构建第一模糊状态模型；根据线性化三阶动力学模型，采用预设的第二子规则，构建第二模糊状态模型；根据模糊隶属度函数、第一模糊状态模型和第二模糊状态模型，确定三机组电力系统的模糊状态模型。

[0214] 在一个实施例中，第一确定单元，具体用于根据观测器模型得到观测器误差函数；根据观测器误差函数对李雅普诺夫函数进行修正，得到修正后的李雅普诺夫函数；根据Schur定理和修正后的李雅普诺夫函数，得到三机组电力系统的稳定性判据函数的线性矩阵不等式。

[0215] 在一个实施例中，第二确定单元，具体用于对线性矩阵不等式进行求解，确定误差事件触发控制的正定矩阵；根据误差事件触发控制的正定矩阵计算得到控制器模型的增益矩阵和观测器模型的增益矩阵。

[0216] 关于基于输出反馈的三机组电力系统的控制装置的具体限定可以参见上文中对于基于输出反馈的三机组电力系统的控制方法的限定，在此不再赘述。上述基于输出反馈的三机组电力系统的控制装置中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中，也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。

[0217] 在一个实施例中，提供了一种计算机设备，该计算机设备可以是终端，其内部结构图可以如图17所示。该计算机设备包括通过系统总线连接的处理器、存储器、通信接口、显示屏和输入装置。其中，该计算机设备的处理器用于提供计算和控制能力。该计算机设备的存储器包括非易失性存储介质、内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统和计算机程序。该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该计算机设备的通信接口用于与外部的终端进行有线或无线方式的通信，无线方式可通过WIFI、运营商网络、NFC(近场通信)或其他技术实现。该计算机程序被处理器执行时以实现一种三机组电力系统的方法。该计算机设备的显示屏可以是液晶显示屏或者电子墨水显示屏，该计算机设备的输入装置可以是显示屏上覆盖的触摸层，也可以是计算机设备外壳上设置的按键、轨迹球或触控板，还可以是外接的键盘、触控板或鼠标等。

[0218] 本领域技术人员可以理解，图17中示出的结构，仅仅是与本申请方案相关的部分结构的框图，并不构成对本申请方案所应用于其上的计算机设备的限定，具体的计算机设备可以包括比图中所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者具有不同的部件布置。

[0219] 在一个实施例中，提供了一种计算机设备，包括存储器和处理器，存储器中存储有计算机程序，该处理器执行计算机程序时实现上述各方法实施例中的步骤。

[0220] 在一个实施例中，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述各方法实施例中的步骤。

[0221] 本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和易失性存储器中的至少一种。非易失性存储器可包括只读存储器(Read‑Only Memory， ROM)、磁带、软盘、闪存或光存储器等。易失性存储器可包括随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)或外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，RAM可以是多种形式，比如静态随机存取存储器(Static Random Access Memory，SRAM)或动态随机存取存储器(Dynamic Random Access Memory， DRAM)等。

[0222] 以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

[0223] 以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。