[發(fā)明專利]確保直流母線電壓穩(wěn)定運(yùn)行的魯棒控制器設(shè)計(jì)方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010432162.8
• 申請(qǐng)日: 2020-05-20
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111695221A
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-09-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 林莉;金鑫;范米;賈源琦;馬明輝;王靜芝;羅皓;汪莎莎
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 重慶大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G06F30/18
• 分類(lèi)號(hào): G06F30/18;H02J3/00
• 代理公司: 北京海虹嘉誠(chéng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11129
• 代理人: 呂小琴

1.一種確保直流母線電壓穩(wěn)定運(yùn)行的魯棒控制器設(shè)計(jì)方法，其特征在于：所述方法包括以下步驟：

S1：構(gòu)建直流配電網(wǎng)電壓源換流器直流側(cè)出口電壓小信號(hào)模型；

S2：對(duì)所述直流側(cè)出口電壓小信號(hào)模型中的電流控制環(huán)節(jié)進(jìn)行非結(jié)構(gòu)化不確定性建模；

S3：對(duì)所述直流側(cè)出口電壓小信號(hào)模型中的電壓控制環(huán)節(jié)進(jìn)行參數(shù)化不確定性建模；

S4：利用2自由度閉環(huán)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)對(duì)換流器魯棒控制器K(S)進(jìn)行計(jì)算；

S5：根據(jù)魯棒控制μ-綜合理論，確定魯棒控制設(shè)計(jì)指標(biāo)；

S6：將步驟S5中的魯棒控制設(shè)計(jì)指標(biāo)輸入到Matlab軟件Robust Control System工具箱中，利用Matlab的工具箱完成魯棒控制器設(shè)計(jì)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述確保直流母線電壓穩(wěn)定運(yùn)行的魯棒控制器設(shè)計(jì)方法，其特征在于：所述直流側(cè)出口電壓小信號(hào)模型如下：

其中，ΔV_ref表示直流側(cè)出口電壓小信號(hào)模型，k_e表示全局下垂系數(shù),S表示拉普拉斯算子，T_u表示積分系數(shù)，V_dc表示換流器直流側(cè)連接直流線路出口處的直流電壓，R_l表示線路電阻，I_dc表示換流器直流側(cè)連接直流線路出口處的直流電流，d表示下垂系數(shù)，L_l表示線路電感。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述確保直流母線電壓穩(wěn)定運(yùn)行的魯棒控制器設(shè)計(jì)方法，其特征在于：步驟S2包括如下步驟：

采用乘積攝動(dòng)模型對(duì)簡(jiǎn)化電流控制環(huán)節(jié)進(jìn)行非結(jié)構(gòu)化不確定性建模，其標(biāo)稱對(duì)象為：

其中，表示電流控制器標(biāo)稱函數(shù)對(duì)象，表示標(biāo)稱時(shí)間常數(shù)，S表示拉普拉斯算子；

利用乘積不確定性建模后的擾動(dòng)傳遞函數(shù)為：

其中，G_i(s)表示利用乘積不確定性建模后的擾動(dòng)傳遞函數(shù)，表示電流控制器標(biāo)稱函數(shù)(對(duì)象)，表示與不確定線性時(shí)不變系統(tǒng)動(dòng)態(tài)響應(yīng)相對(duì)應(yīng)的復(fù)雜不確定參數(shù)，滿足表示權(quán)重系數(shù)，所述權(quán)重系數(shù)采用如下方法決定：

其中，G_i(jω)表示電流控制器隨機(jī)函數(shù)對(duì)象，表示電流控制器標(biāo)稱函數(shù)對(duì)象，表示權(quán)重系數(shù)。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述確保直流母線電壓穩(wěn)定運(yùn)行的魯棒控制器設(shè)計(jì)方法，其特征在于：所述簡(jiǎn)化電流控制環(huán)節(jié)為：

其中，G_i(s)表示電流控制環(huán)節(jié)，τ_i表示簡(jiǎn)化電流控制環(huán)節(jié)時(shí)間常數(shù)，S表示拉普拉斯算子；

其中，τ_i通過(guò)如下方法確定：

在控制器參數(shù)調(diào)試過(guò)程中電流內(nèi)環(huán)控制器的參數(shù)k_pi和k_ii通常很難同時(shí)滿足式子2-1，但通過(guò)式子2-1的參數(shù)k_pi和k_ii分別求出的τ_i值有較小的誤差范圍：

其中，k_pi表示換利器雙環(huán)控制中電流內(nèi)環(huán)控制器參數(shù)，k_ii表示換利器雙環(huán)控制中電流內(nèi)環(huán)控制器參數(shù)，R_s+r_on表示換流器交流側(cè)聯(lián)結(jié)變壓器和電抗器的等效電阻，L_s表示換流器交流側(cè)聯(lián)結(jié)變壓器和電抗器的等效電感和變壓器漏感之和，τ_i為簡(jiǎn)化電流控制環(huán)節(jié)時(shí)間常數(shù)。