[发明专利]快速Terminal滑模变结构的UPFC控制方法有效

专利信息
申请号: 201510549500.5 申请日: 2015-08-31
公开(公告)号: CN105119281B 公开(公告)日: 2017-08-04
发明(设计)人: 卫鹏;刘建坤;周前;汪成根;朱鑫要;嵇托 申请(专利权)人: 国家电网公司;江苏省电力公司;江苏省电力公司电力科学研究院
主分类号: H02J3/00 分类号: H02J3/00;H02J3/24;H02J3/18;G06F17/50
代理公司: 南京纵横知识产权代理有限公司32224 代理人: 董建林
地址: 211103 江*** 国省代码: 江苏;32
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摘要:
搜索关键词: 快速 terminal 滑模变 结构 upfc 控制 方法
【权利要求书】:

1.快速Terminal滑模变结构的UPFC控制方法,其特征在于,包括如下步骤:

步骤一:利用矢量控制的方法和坐标变换的方法对已建立的系统数学模型进行解耦,从而得到便于滑模变结构控制的系统状态方程;

所述的系统状态方程如下:

并联侧换流器以控制系统并网点电压和无功为控制目标,其状态方程为:

串联侧换流器以控制线路有功和无功为控制目标,其状态方程为:

其中:LE和RE表示UPFC并联变压器以及所连接电抗的等效电感和电阻;iEd和iEq分别为UPFC并联侧输出电流坐标分量,usd和usq分别为电网送端母线电压,u1d和u1q为UPFC并联变流器的输出电压;ω为电网角速度;

L=LB+LN,R=RB+RN,LB和RB分别表示UPFC串联变压器所连接电抗的等效电感和电阻,LN和RN分别表示线路的等效电感和电阻,iBd和iBq分别表示线路及UPFC串联侧流过的电流坐标分量,u2d和u2q为UPFC串联变流器的输出电压,uBd和uBq分别为串联换流器的交流侧输出电压;

步骤二:根据系统的实际情况选择Terminal滑模变结构,包括输入/输出变量的个数、滑模面的参数奇偶性、阶数;

步骤三:根据Terminal滑模变结构控制的方法,结合目标变量设计并联侧Terminal滑模变结构控制的控制器;

步骤四:根据Terminal滑模变结构控制的方法,结合目标变量设计串联侧Terminal滑模变结构控制的控制器;

步骤五:考虑负载电流变化引起的直流母线电压变化,设计直流电容环节的Terminal滑模变结构控制的控制器;

步骤六:根据目标变量的物理含义选择量测量计算并输出目标期望控制信号,并通过空间矢量控制得到串联侧和并联侧换流器的触发信号。

2.根据权利要求1所述的快速Terminal滑模变结构的UPFC控制方法,其特征在于:步骤二所述的Terminal滑模变结构,满足:

其中:S表示切换函数,表示S的微分;x∈R为状态变量,表示x的微分;β>0;p、q为正奇数,p大于q,φ和γ为控制器参数,φ>0,γ>0。

3.根据权利要求2所述的快速Terminal滑模变结构的UPFC控制方法,其特征在于:步骤三所述设计并联侧Terminal滑模变结构控制的控制器的具体步骤如下:

确定快速Terminal滑模变结构系统的结构,按照快速Terminal滑模变结构控制器设计方法设计并联换流器控制策略,选取系统的状态变量

x1=iEd

x2=iEq

取滑动模态变量s1和s2,并求导

根据并联换流器状态方程,

并取二阶快速Terminal滑模面,

得到最终快速Terminal滑模变结构控制的并联换流器控制策略,也即

4.根据权利要求3所述的快速Terminal滑模变结构的UPFC控制方法,其特征在于:步骤四所述设计串联侧Terminal滑模变结构控制的控制器的步骤如下:

选取状态变量u2d和u2q,二阶快速Terminal滑模面,得快速Terminal滑模变结构控制的串联换流器控制策略:

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