[发明专利]混合能源电力系统中燃气轮机发电机组的控制方法

权利要求书

1.混合能源电力系统中燃气轮机发电机组的控制方法，其特征在于：包括以下步骤：

一、建立孤岛模式下燃气轮机发电系统的数学模型：

其中，x₁代表为燃气轮机转速，x₂为进入涡轮气体流量W_f2，x₃为燃烧室燃料流量W_f，x₄为经过阀门调整后进入的燃料量，其中u为转速控制信号，T_e为永磁同步电机的电磁转矩，J为转动惯量，T_CD为涡轮环节时间参数，其中a,b,c为阀门位置常数，K_a,T_a为燃料传动系统参数，k_f为最小负荷常数，其中k_f的取值范围为k_l～(1-k_l)；

考虑执行器故障的情况，上式可以改写为：

其中，为状态矩阵，u,y分别为控制器输入和输出，g_i为控制器增益，θ_i代表参数矩阵，Δ_i为扰动项，u_a为实际控制器输入，u为设计控制器输入，ρ(t)代表执行器的健康因子，因而实际控制器为u_a＝ρ(t)u，其中ρ(t)＝0表示执行器完全失效，ρ(t)＝1表示执行器正常工作；因考虑执行器故障情况，故取0＜ρ(t)＜1；

二、设计控制器并利用控制器控制燃气轮机；

1、动态面设计

由坐标变换

z₁＝x₁-y_d

z_i＝x_i-α_if

其中，y_d为设计的转速参考值，其中α_if为滤波器；

定义误差面：

y_i＝α_if-α_i-1

其中，α_i为虚拟控制器，满足

其中ξ_i为滤波参数，ξ_i＞0，且α_if(0)＝α_i-1(0)；

2、利用反步法设计鲁棒自适应虚拟控制器：

其中c_i为参数，且c_i＞0，为θ_i的估计值；

3、设计可靠性控制器：

u_a＝ρ(t)N(ζ)η

其中，实际控制器为u_a＝ρ(t)u，u为设计控制器输入，ρ(t)代表执行器的健康因子，考虑执行器故障情况，故取0＜ρ(t)＜1；N(ζ)为Nussbaum函数，取N(ζ)＝exp(ζ²)cos((pi/2)ζ),ζ∈R，k₄,ι为正常数。