[发明专利]一种基于模糊自抗扰控制的两端电压源型换流器高压直流输电系统控制方法

说明书

一种基于模糊自抗扰控制的两端电压源型换流器高压直流输电系统控制方法，包括以下步骤:步骤1，建立两端电压源型换流器高压直流输电系统暂态数学模型；步骤2，设计自抗扰控制器；步骤3，设计模糊规则。本发明在系统中设计模糊自抗扰控制器，实现对直轴和交轴电流的解耦。设计扩张状态观测器环节估计系统不确定性及扰动并进行补偿，使得系统的鲁棒性和抗干扰性能力得到提高，同时设计模糊规则对扩张状态观测器参数进行整定，有效提高系统的鲁棒性以及抗干扰性。

技术领域

本发明设计一种基于模糊自抗扰控制的两端电压源型换流器高压直流输电系统控制方法，特别是对于系统中存在不确定性及扰动等问题的两端电压源型换流器高压直流输电系统控制方法。

背景技术

基于电压源型换流器的高压直流(Voltage source converter high voltagedirect current,VSC-HVDC)输电技术的风电并网已被普遍认为是实现大型风机群并网的最稳定最有潜力的电能传输方式。因为VSC-HVDC系统是一个多输入、多输出的耦合时变的非线性的系统，运行规则原理尤为复杂，只有通过选择合适的控制方法对换流器进行控制才能提高系统的性能。国内外学者在非线性控制方法以及智能控制方法等方面做了大量卓有成效的工作，包括PI控制，滑模控制及鲁棒控制等。

考虑到基于精确线性化解耦控制策略是强依赖于被控对象的精确数学模型，传统的PI控制器抗干扰能力有限，并且参数无法随系统的机械和电气参数变化而作出调整等特点，不能很好地满足电压源型换流器高压直流输电系统的稳定运行。

发明内容

为了克服现有两端电压源型换流器高压直流输电系统中存在不确定性以及扰动的不足，本发明在系统中设计模糊自抗扰控制器，实现对直轴和交轴电流的解耦。设计扩张状态观测器环节估计系统不确定性及扰动并进行补偿，使得系统的鲁棒性和抗干扰性能力得到提高，同时设计模糊规则对扩张状态观测器参数进行整定，有效提高系统的鲁棒性以及抗干扰性。

为了解决上述技术问题提出的技术方案如下：

一种基于模糊自抗扰控制的两端电压源型换流器高压直流输电系统控制方法，所述控制方法包括以下步骤：

步骤1,建立两端电压源型换流器高压直流输电系统数学暂态模型；

两端电压源型换流器高压直流输电系统数学暂态模型可表示成如下形式

其中，d轴为电流直轴，q轴为电流交轴；u_sd，u_sq分别为交流源电压d和q轴分量；i_sd，i_sq分别为交流侧电流的d和q轴分量；u_cd，u_cq分别为换流站交流侧电压的d和q轴分量；ω为交流系统的角频率；R为换流变压器和电抗器的等效电阻；L为换流变压器和电抗器的等效电感；

步骤2,设计自抗扰控制器，过程如下：

2.1将式(1)变换为自抗扰控制器的规范化形式，即

其中，

在考虑外部扰动以及参数不确定性的情况下，式(3)改写为