[发明专利]一种统一潮流控制器的全局连续有限时间鲁棒控制系统

说明书

本发明提供的一种统一潮流控制器的全局连续有限时间鲁棒控制系统包括测量模块、信号处理模块、状态空间变换模块、中央控制模块、状态空间逆变换模块、电压源换流器脉宽调制模块、UPFC模块，所述测量模块依次与信号处理模块、状态空间变换模块连接，所述中央控制模块输入端与状态空间变换模块输出端连接，中央控制模块输出端分别与状态空间变换模块输入端、状态空间逆变换模块输入端连接，所述状态空间逆变换模块输入端分别与中央控制模块输出端、状态空间变换模块输出端连接，状态空间逆变换模块输出端依次与电压源换流器脉宽调制模块、UPFC模块连接，本系统把状态空间变换模块和中央控制模块组成一个闭环结构，提高了系统的抗干扰能力和控制效果。

技术领域

本发明涉及一种统一潮流控制器的全局连续有限时间鲁棒控制系统。

背景技术

现代电力系统是一个复杂的非线性动态系统，由输配电线路和多种设备相互联系、相互影响而形成巨维数电力网络，表现为大机组、超高压、长距离、重负荷、多种新能源(如风电、光伏发电等)接入的互联的大电网。随着电力电子技术的发展，大量的电力电子装置投入运行，在使发电、输电更经济、高效的同时也增加了电力系统的规模、复杂性和不确定性。在这种情况下，电力系统的局部故障(如负荷骤降、电压崩溃、线路故障等)可能会对全网产生较为严重的影响。柔性交流输电系统(FACTS)是一种能够有效地、快速地和连续地调节电力网络参数的一种输电装置。因此，在不改变电力网络结构的情况下，FACTS能有效地改善潮流分布情况，提高电力系统功率输送能力及暂态稳定性。

统一潮流控制器(unified power flow controller,UPFC)被公认为是一种功能最强大、特性最优越的新一代FACTS装置，它是由并联补偿的静止同步补偿器(STATCOM)和串联补偿的静止同步串联补偿器(SSSC)相结合组成的新型潮流控制装置，综合了STATCOM和SSSC的多种灵活控制手段，它包括了并联补偿、串联补偿、电压调节和移相等多种能力，它可以通过对输电线路的有功功率和无功功率进行独立控制来实现为输电系统提供串联和并联的无功补偿的功能，控制输电线路的潮流分布，提高系统阻尼，抑制次同步振荡从而达到提高电力系统的静态稳定性和暂态稳定性。

UPFC在输电系统运行中的作用不仅取决于其装设位置和容量选择，更受到所选择的控制方法的影响。目前，UPFC装置所使用的线性控制方法主要有直接线性化方法、(直接)反馈线性化方法等。由于UPFC系统是多变量非线性系统，线性化控制方法很可能破坏了系统原有的物理结构特性而使得不到理想的控制效果。近年来，为了提高了电力系统的暂态稳定性和振荡阻尼，UPFC的非线性控制方法获得了广泛研究，主要有滑膜变结构控制方法、直接Lyapunov有限时间控制方法等。

然而，UPFC系统是一个多变量非线性系统，难以建立UPFC的精确的数学模型，建模过程本身就存在建模误差；同时，UPFC装置在运行的过程中经常外部扰动的影响。因此，当电力系统受到外部扰动强烈干扰使其运行轨迹大幅度偏离其期望稳定点，(反馈)线性化控制器得不到满意的控制效果。滑膜变结构控制方法和直接Lyapunov有限时间控制方法是不连续控制方法，容易发生“抖振”现象。

例如公开号为CN105591385A公开的一种统一潮流控制器新型非线性鲁棒控制系统，该系统包括测量模块、信号模拟变换模块、比较模块、状态空间变换模块、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、UPFC模块，该系统采集接入点物理量后对物理量进行信号滤波，坐标变化，再通过比较模块调用微处理器的计算功能计算出建立状态空间模型，再通过中央控制模块的微处理器执行非线性鲁棒控制律，最后通过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脚和脉宽调制比信号输入给UPFC模块，该系统仅考虑了系统的稳定性问题，没有考虑到系统的稳定时间问题，由此导致该控制装置的抗干扰能力不够强，控制效果不是很理想。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供了一种统一潮流控制器的全局连续有限时间鲁棒控制系统。

本发明通过以下技术方案得以实现。