一种柔性直流输电系统全局稳定的指数收敛控制方法

摘要

本发明公开了一种柔性直流输电系统全局稳定的指数收敛控制方法，包括以下步骤：1)得柔性直流输电系统的PCHD模型；2)预设柔性直流输电系统的能量函数，当VSC‑HVDC系统的无源性时，则根据预设互联矩阵J_d及阻尼矩阵R_a(x)，改变系统原有的能量函数，得新的PCHD模型；3)选取VSC‑HVDC系统所需的稳态平衡点，然后构建所需的闭环存储函数H_d(x)，使所述闭环存储函数H_d(x)满足IDA‑PB定理条件；4)得柔性直流输电系统的指数稳定IDA‑PB控制器，然后根据指数稳定IDA‑PB控制器控制柔性直流输电系统。本发明可以使柔性直流输电系统在受到大干扰或是系统参数无法精确预知时，具有良好的稳态、暂态特性，同时保持全局渐近稳定。

主权项

一种柔性直流输电系统全局稳定的指数收敛控制方法，其特征在于，包括以下步骤：1)在三相静止坐标系下建立VSC‑HVDC系统的数学模型，再通过坐标变换，得VSC‑HVDC系统在dq旋转坐标系下的数学模型，然后再将VSC‑HVDC系统在dq旋转坐标系下的数学模型转换为PCHD模型；2)预设柔性直流输电系统的能量函数，检测VSC‑HVDC系统的无源性，当VSC‑HVDC系统的无源时，预设VSC‑HVDC系统的互联矩阵J_d(x)及阻尼矩阵R_d(x)，然后根据预设的互联矩阵J_d(x)及阻尼矩阵R_d(x)改变系统原有的能量函数，得新的PCHD模型；3)选取VSC‑HVDC系统所需的稳态平衡点，然后构建所需的闭环存储函数H_d(x)，使PCHD模型下的VSC‑HVDC系统满足IDA‑PB定理条件；4)根据选取的VSC‑HVDC系统所需的稳态平衡点、闭环存储函数H_d(x)、互联矩阵J_d(x)及阻尼矩阵R_d(x)得柔性直流输电系统含积分稳定环节的指数稳定IDA‑PB控制器，然后根据柔性直流输电系统含积分稳定环节的指数稳定IDA‑PB控制器控制柔性直流输电系统；步骤1)中，三相静止坐标系下建立的VSC‑HVDC系统的数学模型为其中，u_sa、u_sb及u_sc分别为交流系统侧三相电压瞬时值，i_a、i_b及i_c分 别为流入换流器的三相电流瞬时值，U_dc为直流侧电压值，i_dc为直流侧电流值，R为等效换流器损耗、线路损耗及变压器电阻损耗之和，L为换流器交流侧滤波电感，C为直流侧电容值，s_a、s_b及s_c分别为换流器三相开关函数，其取值为：通过坐标变换，得VSC‑HVDC系统在dq旋转坐标系下的数学模型为：其中，s_d及s_q分别为开关函数在dq坐标系下的分量，i_d及i_q分别为交流电流在dq坐标系下的分量，u_sd及u_sq分别为交流电压在dq坐标系下的分量，ω为交流发电机运转角速度；设i_dc＝U_dc/R_dc，再将VSC‑HVDC系统在dq旋转坐标系下的数学模型转换为PCHD模型，所述PCHD模型为其中：