[發明專利]一種基于命令濾波的直流輸電變流器模糊控制方法

有效

• 申請號: 201910498547.1
• 申請日: 2019-06-10
• 公開（公告）號: CN110112738B
• 公開（公告）日: 2020-11-17
• 發明（設計）人: 于金鵬;劉占杰;馬玉梅;胡成江;付程;胡亞強;劉振
• 申請（專利權）人: 青島大學
• 主分類號: H02J3/01
• 分類號: H02J3/01;H02J3/36
• 代理公司: 青島錦佳專利代理事務所(普通合伙) 37283
• 代理人: 朱玉建

本發明公開了一種基于命令濾波的直流輸電變流器模糊控制方法，通過模糊邏輯系統逼近電壓源型直流輸電變流系統電網側變流器系統中未知的非線性項；引入命令濾波技術解決了反步控制技術中不可避免的“計算爆炸”問題，通過引入濾波補償機制減小了濾波器的誤差，同時命令濾波技術對高次諧波具有良好的抑制作用；通過引入自適應控制技術能夠解決系統參數未知以及不確定擾動介入的問題；在本發明控制方法下，控制器中只存在一個自適應參數，減少在線計算負擔，利于工程實踐。仿真結果表明，本發明能夠實現對功率的快速、穩定地響應，實現對電網側變流器的控制。

技術領域

本發明屬于直流輸電變流控制技術領域，尤其涉及一種基于命令濾波的直流輸電變流器模糊控制方法。

背景技術

從20世紀50年代以來，高壓直流輸電技術快速發展，高壓直流輸電具有調節快速、輸電損耗小、運行穩定和自防護能力強等優勢，其被普遍運用到電力的遠程輸送工程中，遠程傳送電力會采用電壓源型直流輸電變流器接入電網。由于電力系統中存在大量的非線性元件，從而高壓直流輸電系統是一個非線性系統，非線性原件在電力設備中使用較多，從而導致電網中出現高次諧波，在實際工程中為了抑制高次諧波，往往采用加裝濾波器等方式，同時變流器系統中有不確定擾動的介入，以上條件使得傳統的系統的控制器設計方法經常不能滿足實際的工程要求。近年來，模糊控制，自適應控制，反步控制和一些其他的控制方法被運用到直流輸電變流器系統的研究中。但是高壓直流輸電系統具有非線性、參數不確定的問題，模糊控制于1974年被Lotfi A.Zadeh創立，模糊控制對于不明確的系統具有較好的控制效果，通過模糊邏輯逼近非線性系統系統中的非線性項，對于高壓直流輸電系統中參數不確定的問題可采用自適應控制技術解決，在電力系統中某些狀態變量通常使用傳感器測量，而傳感器檢測的狀態變量具有環境適應性差、精度差和成本高的問題，基于自適應的反步控制方法能夠解決系統參數未知以及不確定擾動介入的問題，代替了傳感器檢測的過程，大大的降低了硬件成本，命令濾波反步控制技術中命令濾波器的輸出能夠跟蹤虛擬控制函數的導數，從而解決了傳統反步技術中“計算爆炸”的問題，通過引入濾波補償機制減小了命令濾波器的誤差，進而提高了系統的綜合性能。

發明內容

本發明的目的在于提出一種基于命令濾波的直流輸電變流器模糊控制方法，以便使輸出快速的跟蹤期望值，實現電網側變流器的控制。

本發明為了實現上述目的，采用如下技術方案：

一種基于命令濾波的直流輸電變流器模糊控制方法，包括如下步驟：

a電壓源型直流輸電變流系統中電網側變流器的數學模型為：

其中，u_cd和u_cq為三相濾波電容器電壓的d-q軸分量，u_d和u_q為變流器交流側電壓的d-q軸分量，i_1d，i_1q，i_2d，i_2q為變流器交流側電流與電網側三相電流d-q軸分量，ω為電網角頻率，E_sd為電網電壓d軸分量，C₂為濾波電容，L₁和L₂為濾波電抗，R₁為直流側電容的等效電阻，R₂為濾波電容等效電阻；由變流器的數學模型，定義如下變量：

將同步旋轉的d-q坐標系中的系統的數學模型轉換為：