[发明专利]一种混合微网中交直流断面多换流器的协调控制方法

说明书

一种混合微电网中交直流断面多换流器的协调控制方法，包括：根据交直流微电网的结构、参数建立数学模型，具体是考虑boost电路开关非线性的特性，根据数值理论，采用平均状态法，建立boost电路的数学模型；考虑到交直流混合微电网中多个boost电路、光伏发电、微电网负荷和交流断面中多个换流器的特性，根据加权混合灵敏度问题的H_∞设计方法，将影响微电网控制效果的输入量进行分离，划分为可控变量和干扰量，即分为能够调节的电气量和不能够调节的电气量，建立状态空间；基于加权混合灵敏度问题的H_∞方法，设计交直流混合微电网交直流潮流断面多换流器K_∞协调控制器。本发明根据要设计的性能指标，可灵活通过调整权函数，不断提高控制器性能，保证直流系统电压质量。

技术领域

本发明涉及一种交直流断面多换流器的控制方法。特别是涉及一种混合微网中交直流断面多换流器的协调控制方法。

背景技术

当今能源与环境问题日益凸显，发展利用可再生能源已成为共识。微网作为一种包含可再生能源等分布式发电技术的综合集成技术，凭借其对可再生能源的高度兼容性和对分布式发电的灵活调控能力，在日益强调节能环保的今天得到了业内的普遍重视。交直流混合微网可综合发挥交流微网与直流微网的互补优势，拥有更加广泛的适用领域。

交直流混合微网运行控制问题是一个高维度、非线性、多电力电子器件的复杂系统控制问题。传统数学控制方法及其改进控制算法计算精确，但通常对系统数学模型精度有很高要求，当系统参数发生较小变化时会严重影响控制效果，鲁棒性较差而且求解难度大。近些年来，H_∞鲁棒控制理论发展迅速，在航天器控制方面得到了大规模应用，而在电力系统控制方面应用较少。

在经典理论中一般只分析单回路摄动，得到的稳定域往往大于多回路同时摄动。因此设计的控制器可能出现不稳定情况。基于回路成形的H_∞MIMO设计方法通过求解黎卡提方程能求得保证系统内稳定的控制器，并能根据系统要求设计多回路同时摄动的最大容许范围。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种能够提高系统鲁棒性的混合微网中交直流断面多换流器的协调控制方法。

本发明所采用的技术方案是：一种混合微电网中交直流断面多换流器的协调控制方法，包括如下步骤：

1)根据交直流微电网的结构、参数建立数学模型，具体是考虑boost电路开关非线性的特性，根据数值理论，采用平均状态法，建立boost电路的数学模型；

2)考虑到交直流混合微电网中多个boost电路、光伏发电、微电网负荷和交流断面中多个换流器的特性，根据加权混合灵敏度问题的H_∞设计方法，将影响微电网控制效果的输入量进行分离，划分为可控变量和干扰量，即分为能够调节的电气量和不能够调节的电气量，建立状态空间；

3)基于加权混合灵敏度问题的H_∞方法，设计交直流混合微电网交直流潮流断面多换流器K_∞协调控制器。

步骤1)首先得到线性化的boost电路的数学模型

化简得到：

式中，

i_ds为boost电路升压电感电流，t₁为开关导通时间，t₂为开关周期，U_i1为boost电路输入电压，L_d1为boost电路升压电感的电抗值，U_d1为boost电路电容电压，C_d1为boost电路电容值，R_d1为boost电路等效直流电阻，U_o为boost电路输出电压。