[发明专利]一种基于命令滤波的直流输电变流器模糊控制方法

说明书

本发明公开了一种基于命令滤波的直流输电变流器模糊控制方法，通过模糊逻辑系统逼近电压源型直流输电变流系统电网侧变流器系统中未知的非线性项；引入命令滤波技术解决了反步控制技术中不可避免的“计算爆炸”问题，通过引入滤波补偿机制减小了滤波器的误差，同时命令滤波技术对高次谐波具有良好的抑制作用；通过引入自适应控制技术能够解决系统参数未知以及不确定扰动介入的问题；在本发明控制方法下，控制器中只存在一个自适应参数，减少在线计算负担，利于工程实践。仿真结果表明，本发明能够实现对功率的快速、稳定地响应，实现对电网侧变流器的控制。

技术领域

本发明属于直流输电变流控制技术领域，尤其涉及一种基于命令滤波的直流输电变流器模糊控制方法。

背景技术

从20世纪50年代以来，高压直流输电技术快速发展，高压直流输电具有调节快速、输电损耗小、运行稳定和自防护能力强等优势，其被普遍运用到电力的远程输送工程中，远程传送电力会采用电压源型直流输电变流器接入电网。由于电力系统中存在大量的非线性元件，从而高压直流输电系统是一个非线性系统，非线性原件在电力设备中使用较多，从而导致电网中出现高次谐波，在实际工程中为了抑制高次谐波，往往采用加装滤波器等方式，同时变流器系统中有不确定扰动的介入，以上条件使得传统的系统的控制器设计方法经常不能满足实际的工程要求。近年来，模糊控制，自适应控制，反步控制和一些其他的控制方法被运用到直流输电变流器系统的研究中。但是高压直流输电系统具有非线性、参数不确定的问题，模糊控制于1974年被Lotfi A.Zadeh创立，模糊控制对于不明确的系统具有较好的控制效果，通过模糊逻辑逼近非线性系统系统中的非线性项，对于高压直流输电系统中参数不确定的问题可采用自适应控制技术解决，在电力系统中某些状态变量通常使用传感器测量，而传感器检测的状态变量具有环境适应性差、精度差和成本高的问题，基于自适应的反步控制方法能够解决系统参数未知以及不确定扰动介入的问题，代替了传感器检测的过程，大大的降低了硬件成本，命令滤波反步控制技术中命令滤波器的输出能够跟踪虚拟控制函数的导数，从而解决了传统反步技术中“计算爆炸”的问题，通过引入滤波补偿机制减小了命令滤波器的误差，进而提高了系统的综合性能。

发明内容

本发明的目的在于提出一种基于命令滤波的直流输电变流器模糊控制方法，以便使输出快速的跟踪期望值，实现电网侧变流器的控制。

本发明为了实现上述目的，采用如下技术方案：

一种基于命令滤波的直流输电变流器模糊控制方法，包括如下步骤：

a电压源型直流输电变流系统中电网侧变流器的数学模型为：

其中，u_cd和u_cq为三相滤波电容器电压的d-q轴分量，u_d和u_q为变流器交流侧电压的d-q轴分量，i_1d，i_1q，i_2d，i_2q为变流器交流侧电流与电网侧三相电流d-q轴分量，ω为电网角频率，E_sd为电网电压d轴分量，C₂为滤波电容，L₁和L₂为滤波电抗，R₁为直流侧电容的等效电阻，R₂为滤波电容等效电阻；由变流器的数学模型，定义如下变量：

将同步旋转的d-q坐标系中的系统的数学模型转换为：