[发明专利]一种基于线性扩张状态观测器LESO的SVC控制方法

摘要

一种基于线性扩张状态观测器LESO的SVC控制方法，它包括：①分析SVC装置的结构，确定包含SVC的单机-无穷大系统的数学模型：②采集电力系统的母线电压给定值；③设计线性扩张状态观测器LESO、比例控制器KP和微分控制器KD；④采集SVC控制系统的电压和电流及相位信号信号，经调理处理后传给控制主板；⑤根据控制信号产生相应的触发脉冲即PWM信号及I/O信号，分别控制TCR及TSC的导通角进而控制SVC的无功补偿量。

主权项

一种基于线性扩张状态观测器LESO的SVC控制方法，其特征在于它包括以下步骤：①分析SVC装置的主电路拓扑结构，确定包含SVC的单机‑无穷大系统的数学模型： δ · = Δω . ω 0 ω · = ω 0 T J P m - D T J Δω - ω 0 T J P e B L · = 1 Tc ( - B L + B L 0 + u B ) 式中 P e = E ′ Vc x 1 + x 2 + x 1 x 2 ( B L - B c ) sin δ 其中，δ为发电机功率角，ω为发电机的转子角速度；ω0为同步角速度；TJ为发电机惯性时间常数；Pe为发电机的电磁功率；Pm为发电机的机械功率；D为发电机阻尼系数；Tc为SVC及其调节系统的惯性时间常数；x1，x2为电抗参数；E’为暂态电势；Vc为无穷大母线电压；Bc为等效电容的电纳值；BL为SVC中可调电感的电纳值；BL0为电纳的初始值；②采集电力系统的母线电压给定值Uref和测量值Umes作为控制器的状态量输入信号，将系统的内外扰动作为系统的总扰动Zn进行估计 Z · 1 = Z 2 - L 1 ( Z 1 - y ) Z · 2 = Z 3 - L 2 ( Z 1 - y ) + bu Z · 3 = - L 3 ( Z 1 - y ) ; ③设计实现该方法的3个组成部分，线性扩张状态观测器LESO、比例控制器KP和微分控制器KD；其中，线性扩张状态观测器(LESO)采用以下离散形式方程： Z · = [ A - LC ] Z + B - LD L U c 其中Uc＝[u y]T是输入，Z是输出。系统的线性ESO为 Z · 1 = Z 2 - L 1 ( Z 1 - y ) Z · 2 = Z 3 - L 2 ( Z 1 - y ) + bu Z · 3 = - L 3 ( Z 1 - y ) ; 观测器的增益向量L由特征方程的两个基点的放置位置所决定：λ(s)＝|sI‑(A‑LC)|＝(s+ω0)3L＝[3ω0，3ω02，ω03]TL1＝3ω0，L2＝3ω02，L3＝3ω03；ω0是观测器的带宽，ωc是控制器的带宽，一般ωc＝2ω0，Kp＝ωc2，Kd＝2ωc；④采集SVC控制系统的电压和电流及相位信号信号，经调理处理后传给控制主板；在控制主板上，由TMS320LF2407A DSP负责进行数据采集、数据实时处理、数据显示和与上位机通讯及对IGBT进行控制；TMS320LF2407A将A/D采来的数据进行实时处理，送入LCD显示各种电量参数，同时根据采样回来的数据进行控制计算，LCD可显示功率因数、电压、电流、有功功率和无功功率数据；⑤根据控制信号产生相应的触发脉冲即PWM信号及I/O信号，分别控制TCR及TSC的导通角进而控制SVC的无功补偿量。