[发明专利]一种统一潮流控制器新型非线性鲁棒控制系统

权利要求书

1.一种统一潮流控制器新型非线性鲁棒控制系统，包括测量模块、信号模拟变换模块、 比较模块、状态空间转换模块、中央控制模块、状态空间逆变换模块、电压源换流器闸门触 发和控制模块以及UPFC模块，其特征在于：所述测量模块的信号输出端依次通过信号模拟 变换模块、比较模块、状态空间转换模块与中央控制模块的信号输入端连接，所述中央控制 模块的信号输出端依次通过状态空间逆变换模块、电压源换流器闸门触发和控制模块与 UPFC模块的信号输入端连接，所述UPFC模块输出信号调节输电系统的潮流分布。

2.如权利要求1所述的统一潮流控制器新型非线性鲁棒控制系统，其特征在于：所述测 量模块从输电系统中采集建立UPFC系统的状态空间模型所需的物理量。

3.如权利要求1所述的统一潮流控制器新型非线性鲁棒控制系统，其特征在于：所述信 号模拟变换模块将测量模块输出的物理量滤波后从abc坐标的变量变换到dp0坐标的变量。

4.如权利要求1所述的统一潮流控制器新型非线性鲁棒控制系统，其特征在于：所述比 较模块求出UPFC系统的局部平衡点及其与测量值的偏差信号。

5.如权利要求1所述的统一潮流控制器新型非线性鲁棒控制系统，其特征在于：所述状 态空间转换模块将比较模块输出的偏差信号建立UPFC系统的状态空间数学模型，并将模型 输出信号传输到中央控制模块。

6.如权利要求1所述的统一潮流控制器新型非线性鲁棒控制系统，其特征在于：所述中 央控制模块调用控制算法，得到非线性鲁棒控制律，并输送到状态空间逆变换模块。

7.如权利要求1或6所述的统一潮流控制器新型非线性鲁棒控制系统，其特征在于：所 述状态空间逆变换模块将非线性鲁棒控制律转换成为相关物理量输送到电压源换流器闸 门触发和控制模块。

8.如权利要求1所述的统一潮流控制器新型非线性鲁棒控制系统，其特征在于：所述电 压源换流器闸门触发和控制模块将非线性鲁棒控制律计算出的触发角信号转化成相应的 触发脉冲信号后和脉宽调制比信号发送到UPFC模块。

9.如权利1～8任一所述的统一潮流控制器新型非线性鲁棒控制系统的控制方法，其特 征在于包括以下步骤：

(1)所述测量模块采集系统接入点处发送端母线电压V_s∠θ_s＝V_sd+jV_sq和接收端母线电 压V_r∠θ_r＝V_rd+jV_rq，并联变压器电流I₁＝i_d1+ji_q1，串联变压器电流I₂＝i_d2+ji_q2，直流侧电 容器电压V_dc，角系统的频率ω，并联电流的初始值

(2)所述信号模拟变换模块首先通过滤波器将包含在所采集模拟型号中的干扰信号滤 除掉，然后再利用Park变换器，将滤波后的物理量从abc坐标下的变量变换到dp0坐标下的 变量；

(3)所述比较模块读取微处理器中存储的物理量：并联变压器的阻抗R_s1和感抗L_s1，串联 变压器的阻抗R_s2和感抗L_s2，直流环节的损耗R_dc和电容C_dc，角系统的基准频率ω_s，系统串联 部分的期望有功功率P_r^*和期望无功功率直流环节电容器的期望电压发送端交流 母线期望参考电压V_s^*；

(4)所述比较模块的微处理器计算系统的局部平衡点

其中k>0，其中由外部直接给定；

(5)所述比较模块的微处理器计算偏差信号变量：

(6)所述状态空间转换模块的微处理器计算参数变量：

(7)所述状态空间转换模块的微处理器构建在标幺值条件下系统的状态空间模型：

其中，

u_d1＝k₁cos(α₁+θ_s)，u_q1＝k₁sin(α₁+θ_s)，u_d2＝k₂cos(α₂+θ_s)，u_q2＝k₂sin(α₂+θ_s)，

[ε₁ε₂ε₃ε₄]^T是系统外部干扰信号；

(8)所述中央控制模块是一个微处理器，包含非线性鲁棒控制器，执行非线性鲁棒控制 律：

其中，r_i＞0(i＝1，2，3，4)，

所述中央控制模块的微处理器在UPFC系统发生扰动和稳定运行时进行有效计算；

(9)所述状态空间逆变换模块将非线性鲁棒控制律转换成换流器闸门触发角和脉宽调 制比信号输出发送到换流器闸门触发和控制模块：

(10)所述换流器闸门触发和控制模块将非线性鲁棒控制律计算出的触发角信号a₁和 a₂转换成相应相位的触发脉冲信号和调制比信号k₁和k₂后一起发送到UPFC模块，UPFC模块 输出信号调节输电系统的潮流分布。