[發明專利]一種混合微網中交直流斷面多換流器的協調控制方法

有效

• 申請號: 201710327681.6
• 申請日: 2017-05-10
• 公開（公告）號: CN107154650B
• 公開（公告）日: 2020-07-03
• 發明（設計）人: 李鵬;付強;陳安偉;李國杰
• 申請（專利權）人: 華北電力大學（保定）;國網浙江省電力有限公司
• 主分類號: H02J5/00
• 分類號: H02J5/00
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 杜文茹

一種混合微電網中交直流斷面多換流器的協調控制方法，包括：根據交直流微電網的結構、參數建立數學模型，具體是考慮boost電路開關非線性的特性，根據數值理論，采用平均狀態法，建立boost電路的數學模型；考慮到交直流混合微電網中多個boost電路、光伏發電、微電網負荷和交流斷面中多個換流器的特性，根據加權混合靈敏度問題的H_∞設計方法，將影響微電網控制效果的輸入量進行分離，劃分為可控變量和干擾量，即分為能夠調節的電氣量和不能夠調節的電氣量，建立狀態空間；基于加權混合靈敏度問題的H_∞方法，設計交直流混合微電網交直流潮流斷面多換流器K_∞協調控制器。本發明根據要設計的性能指標，可靈活通過調整權函數，不斷提高控制器性能，保證直流系統電壓質量。

技術領域

本發明涉及一種交直流斷面多換流器的控制方法。特別是涉及一種混合微網中交直流斷面多換流器的協調控制方法。

背景技術

當今能源與環境問題日益凸顯，發展利用可再生能源已成為共識。微網作為一種包含可再生能源等分布式發電技術的綜合集成技術，憑借其對可再生能源的高度兼容性和對分布式發電的靈活調控能力，在日益強調節能環保的今天得到了業內的普遍重視。交直流混合微網可綜合發揮交流微網與直流微網的互補優勢，擁有更加廣泛的適用領域。

交直流混合微網運行控制問題是一個高維度、非線性、多電力電子器件的復雜系統控制問題。傳統數學控制方法及其改進控制算法計算精確，但通常對系統數學模型精度有很高要求，當系統參數發生較小變化時會嚴重影響控制效果，魯棒性較差而且求解難度大。近些年來，H_∞魯棒控制理論發展迅速，在航天器控制方面得到了大規模應用，而在電力系統控制方面應用較少。

在經典理論中一般只分析單回路攝動，得到的穩定域往往大于多回路同時攝動。因此設計的控制器可能出現不穩定情況。基于回路成形的H_∞MIMO設計方法通過求解黎卡提方程能求得保證系統內穩定的控制器，并能根據系統要求設計多回路同時攝動的最大容許范圍。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是，提供一種能夠提高系統魯棒性的混合微網中交直流斷面多換流器的協調控制方法。

本發明所采用的技術方案是：一種混合微電網中交直流斷面多換流器的協調控制方法，包括如下步驟：

1)根據交直流微電網的結構、參數建立數學模型，具體是考慮boost電路開關非線性的特性，根據數值理論，采用平均狀態法，建立boost電路的數學模型；

2)考慮到交直流混合微電網中多個boost電路、光伏發電、微電網負荷和交流斷面中多個換流器的特性，根據加權混合靈敏度問題的H_∞設計方法，將影響微電網控制效果的輸入量進行分離，劃分為可控變量和干擾量，即分為能夠調節的電氣量和不能夠調節的電氣量，建立狀態空間；

3)基于加權混合靈敏度問題的H_∞方法，設計交直流混合微電網交直流潮流斷面多換流器K_∞協調控制器。

步驟1)首先得到線性化的boost電路的數學模型

化簡得到：

式中，

i_ds為boost電路升壓電感電流，t₁為開關導通時間，t₂為開關周期，U_i1為boost電路輸入電壓，L_d1為boost電路升壓電感的電抗值，U_d1為boost電路電容電壓，C_d1為boost電路電容值，R_d1為boost電路等效直流電阻，U_o為boost電路輸出電壓。