[发明专利]基于神经网络的风电并网线性自抗扰控制系统

说明书

本发明公开了一种基于神经网络的风电并网线性自抗扰控制系统，其应用在风电系统的电压外环，其包括：跟踪微分器、线性扩张状态观测器、线性状态误差反馈控制律、被控系统及BP神经网络，线性状态误差反馈控制率的控制参数K_P、K_D经由BP神经网络在线调整生成，所述BP神经网络根据直流母线电压参考值与输出量的观测值的误差及直流母线电压参考值对输出的控制参数K_P、K_D进行在线调整。将BP神经网络与LADRC的LSEF相结合，具有自学习与参数在线调整特性的BP神经网络根据母线电压的参考值与实际值之间的偏差，不断调整K_P和K_D参数，进而实现K_P和K_D参数的最佳组合，从而使母线电压快速稳定。

技术领域

本发明具体涉及一种基于神经网络的风电并网线性自抗扰控制系统。

背景技术

为了满足全球日益增长的能源需求，减轻由于使用化石燃料发电对环境的影响，必须设计、开发和部署可再生能源转换系统。由于风能具有无污染、可再生、安全可靠等优势，在过去的十几年中，全球可再生能源转换系统的开发主要由风能转换系统带动。其中，永磁直驱同步发电机通过全功率变流器并入电网，具有发电机与电网完全解耦、故障率低和控制方法简单等众多优点，已广泛用于风力发电。

风力发电系统实际运行中，电网电压的故障会导致电网侧变流器输出功率与发电机侧变流器输出功率不相等，多余的功率会在直流母线电容上堆积，引起流过直流母线电容和网侧变流器的电流快速增大，如果处理不当，过高的电压和电流会损坏电容器和功率器件，影响供电质量。为了保证风能转换系统能向电网提供稳定、可靠的电能和运行的安全性，就要求在电网故障期间，风力发电机必须保持与电网系统的连接。而稳定直流母线电压是电网发生故障期间风力发电机不脱网运行的关键。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种基于神经网络的风电并网线性自抗扰控制系统。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

一种基于神经网络的风电并网线性自抗扰控制系统，其应用在风电系统的电压外环，其包括：

跟踪微分器，用于微分信号获取和过渡过程配置；

线性扩张状态观测器，用于总扰动的观测，并分别输出输出量的观测值z₁，输出量的微分的观测值z₂及总扰动的观测值z₃；

线性状态误差反馈控制律，用于控制信号生成，其控制品质为 u₀＝K_P(r-z₁)-K_Dz₂，其中r为直流母线电压参考值，K_P、K_D为控制参数；

被控系统，传递函数为：其中K_c为并网直轴电流i_d和直流母线电容电流i_dc的转换系数，C是滤波电容，T是PWM装置延时时间，s为复数频率；

BP神经网络，线性状态误差反馈控制率的控制参数K_P、K_D经由BP神经网络在线调整生成，所述BP神经网络根据直流母线电压参考值与输出量的观测值的误差及直流母线电压参考值对输出的控制参数K_P、K_D进行在线调整，