[发明专利]确保直流母线电压稳定运行的鲁棒控制器设计方法

权利要求书

1.一种确保直流母线电压稳定运行的鲁棒控制器设计方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：

S1：构建直流配电网电压源换流器直流侧出口电压小信号模型；

S2：对所述直流侧出口电压小信号模型中的电流控制环节进行非结构化不确定性建模；

S3：对所述直流侧出口电压小信号模型中的电压控制环节进行参数化不确定性建模；

S4：利用2自由度闭环设计结构对换流器鲁棒控制器K(S)进行计算；

S5：根据鲁棒控制μ-综合理论，确定鲁棒控制设计指标；

S6：将步骤S5中的鲁棒控制设计指标输入到Matlab软件Robust Control System工具箱中，利用Matlab的工具箱完成鲁棒控制器设计。

2.根据权利要求1所述确保直流母线电压稳定运行的鲁棒控制器设计方法，其特征在于：所述直流侧出口电压小信号模型如下：

其中，ΔV_ref表示直流侧出口电压小信号模型，k_e表示全局下垂系数,S表示拉普拉斯算子，T_u表示积分系数，V_dc表示换流器直流侧连接直流线路出口处的直流电压，R_l表示线路电阻，I_dc表示换流器直流侧连接直流线路出口处的直流电流，d表示下垂系数，L_l表示线路电感。

3.根据权利要求1所述确保直流母线电压稳定运行的鲁棒控制器设计方法，其特征在于：步骤S2包括如下步骤：

采用乘积摄动模型对简化电流控制环节进行非结构化不确定性建模，其标称对象为：

其中，表示电流控制器标称函数对象，表示标称时间常数，S表示拉普拉斯算子；

利用乘积不确定性建模后的扰动传递函数为：

其中，G_i(s)表示利用乘积不确定性建模后的扰动传递函数，表示电流控制器标称函数(对象)，表示与不确定线性时不变系统动态响应相对应的复杂不确定参数，满足表示权重系数，所述权重系数采用如下方法决定：

其中，G_i(jω)表示电流控制器随机函数对象，表示电流控制器标称函数对象，表示权重系数。

4.根据权利要求3所述确保直流母线电压稳定运行的鲁棒控制器设计方法，其特征在于：所述简化电流控制环节为：

其中，G_i(s)表示电流控制环节，τ_i表示简化电流控制环节时间常数，S表示拉普拉斯算子；

其中，τ_i通过如下方法确定：

在控制器参数调试过程中电流内环控制器的参数k_pi和k_ii通常很难同时满足式子2-1，但通过式子2-1的参数k_pi和k_ii分别求出的τ_i值有较小的误差范围：

其中，k_pi表示换利器双环控制中电流内环控制器参数，k_ii表示换利器双环控制中电流内环控制器参数，R_s+r_on表示换流器交流侧联结变压器和电抗器的等效电阻，L_s表示换流器交流侧联结变压器和电抗器的等效电感和变压器漏感之和，τ_i为简化电流控制环节时间常数。