[發明專利]混合能源電力系統中燃氣輪機發電機組的控制方法

有效

• 申請號: 201611208918.0
• 申請日: 2016-12-23
• 公開（公告）號: CN106712615B
• 公開（公告）日: 2018-12-14
• 發明（設計）人: 蘇曉杰;譚雪琴;宋永端;喬冰娜;周國超
• 申請（專利權）人: 重慶大學
• 主分類號: H02P9/04
• 分類號: H02P9/04;G06F17/50;H02P101/25;H02P103/00
• 代理公司: 重慶信航知識產權代理有限公司 50218
• 代理人: 吳彬

1.混合能源電力系統中燃氣輪機發電機組的控制方法，其特征在于：包括以下步驟：

一、建立孤島模式下燃氣輪機發電系統的數學模型：

其中，x₁代表為燃氣輪機轉速，x₂為進入渦輪氣體流量W_f2，x₃為燃燒室燃料流量W_f，x₄為經過閥門調整后進入的燃料量，其中u為轉速控制信號，T_e為永磁同步電機的電磁轉矩，J為轉動慣量，T_CD為渦輪環節時間參數，其中a,b,c為閥門位置常數，K_a,T_a為燃料傳動系統參數，k_f為最小負荷常數，其中k_f的取值范圍為k_l～(1-k_l)；

考慮執行器故障的情況，上式可以改寫為：

其中，為狀態矩陣，u,y分別為控制器輸入和輸出，g_i為控制器增益，θ_i代表參數矩陣，Δ_i為擾動項，u_a為實際控制器輸入，u為設計控制器輸入，ρ(t)代表執行器的健康因子，因而實際控制器為u_a＝ρ(t)u，其中ρ(t)＝0表示執行器完全失效，ρ(t)＝1表示執行器正常工作；因考慮執行器故障情況，故取0＜ρ(t)＜1；

二、設計控制器并利用控制器控制燃氣輪機；

1、動態面設計

由坐標變換

z₁＝x₁-y_d

z_i＝x_i-α_if

其中，y_d為設計的轉速參考值，其中α_if為濾波器；

定義誤差面：

y_i＝α_if-α_i-1

其中，α_i為虛擬控制器，滿足

其中ξ_i為濾波參數，ξ_i＞0，且α_if(0)＝α_i-1(0)；

2、利用反步法設計魯棒自適應虛擬控制器：

其中c_i為參數，且c_i＞0，為θ_i的估計值；

3、設計可靠性控制器：

u_a＝ρ(t)N(ζ)η

其中，實際控制器為u_a＝ρ(t)u，u為設計控制器輸入，ρ(t)代表執行器的健康因子，考慮執行器故障情況，故取0＜ρ(t)＜1；N(ζ)為Nussbaum函數，取N(ζ)＝exp(ζ²)cos((pi/2)ζ),ζ∈R，k₄,ι為正常數。