一种市政电力系统无功补偿装置状态反馈控制方法

摘要

本发明提供一种市政电力系统无功补偿装置状态反馈控制方法，首先建立无功补偿装置的离散时间模糊状态方程；然后提供一种模糊状态反馈控制器；离线计算模糊状态反馈控制器参数矩阵；使用模糊状态反馈控制器进行无功补偿装置的在线控制，实现对无功的补偿。本发明有效地解决了无功补偿装置物理系统中的非线性项处理技术问题；并且能够确保高精度的无功补偿装置状态反馈控制，达到改善供电网运行条件，治理电力公害，提高输、配电系统的可靠性，抑制系统过电压，改善其动态特性，抑制谐波，减少谐波对电能造成的污染和电压闪变，稳定系统电压，快速跟踪无功补偿，提高功率因数等目的。

主权项

一种市政电力系统无功补偿装置状态反馈控制方法，其特征在于：它包括以下步骤：S1、建立无功补偿装置的离散时间模糊状态方程：$x(k+1)=\underset{i=1}{\overset{r}{\Sigma }}{h}_i\left(z\right(k\left)\right)\left(A_{i}x\right(k)+B_{i}u(k\left)\right),$其中，x(k)和x(k+1)分别为k和k+1时刻的无功补偿装置状态向量，维数为n₁×1；u(k)为k时刻的无功补偿装置输入向量，维数为n₂×1；z(k)为k时刻的无功补偿装置的模糊前件变量，h_i(z(k))为k时刻关于z(k)的第i个模糊隶属函数；A_i为n₁×n₁维矩阵，B_i为n₁×n₂维矩阵，且A_i、B_i均为已知矩阵，r为模糊规则数；S2、提供一种模糊状态反馈控制器：$u\left(k\right)=\left(\underset{i=1}{\overset{r}{\Sigma }}\underset{j=1}{\overset{r}{\Sigma }}{h}_i\right(z\left(k-1\right)\left)h_i\right(z\left(k\right)\left)F_{ij}\right){\left(\underset{i=1}{\overset{r}{\Sigma }}\underset{j=1}{\overset{r}{\Sigma }}{h}_i\right(z\left(k-1\right)\left)h_i\right(z\left(k\right)\left)G_{ij}\right)}^{-1}x\left(k\right)$其中，G_ij、F_ij为待求解的模糊状态反馈控制器参数矩阵，G_ij为n₁×n₁维矩阵，F_ij为n₂×n₁维矩阵；z(k‑1)为k‑1时刻的无功补偿装置的模糊前件变量，h_i(z(k‑1))为k‑1时刻关于z(k‑1)的第i个模糊隶属函数；S3、离线计算模糊状态反馈控制器参数矩阵，计算方法为求解如下形式的线性矩阵不等式：$\left[\begin{array}{cc}{P}_{li}& *\\ A_i{G}_{li}+B_i{F}_{li}& G_{li}+G_{li}^T-P_{is}\end{array}\right]>0,1\le i\le r,1\le l\le r,1\le s\le r;$$\left[\begin{array}{cc}{P}_{li}& *\\ A_i{G}_{lj}+B_i{F}_{lj}& G_{lj}+G_{lj}^T-P_{is}\end{array}\right]+\left[\begin{array}{cc}{P}_{lj}& *\\ A_j{G}_{li}+B_j{F}_{li}& G_{li}+G_{li}^T-P_{js}\end{array}\right]>0,1\le i<j\le r,1\le l\le r,1\le s\le r;$其中，P_li为第l条模糊规则与第i条模糊规则相互影响下的无功补偿装置设计的模糊李亚普诺夫矩阵，为n₁×n₁维矩阵；P_is为第i条模糊规则与第s条模糊规则相互影响下的无功补偿装置设计的模糊李亚普诺夫矩阵，为n₁×n₁维矩阵；P_lj为第l条模糊规则与第j条模糊规则相互影响下的无功补偿装置设计的模糊李亚普诺夫矩阵，为n₁×n₁维矩阵；P_js为第j条模糊规则与第s条模糊规则相互影响下的无功补偿装置设计的模糊李亚普诺夫矩阵，为n₁×n₁维矩阵；F_li为第l条模糊规则与第i条模糊规则相互影响下的无功补偿装置设计的前部增益矩阵，为n₂×n₁维矩阵；F_lj为第l条模糊规则与第j条模糊规则相互影响下的无功补偿装置设计的前部增益矩阵，为n₂×n₁维矩阵；G_li为第l条模糊规则与第i条模糊规则相互影响下的无功补偿装置设计的后部增益矩阵，为n₁×n₁维矩阵；G_lj为第l条模糊规则与第j条模糊规则相互影响下的无功补偿装置设计的后部增益矩阵，为n₁×n₁维矩阵；S4、使用模糊状态反馈控制器进行无功补偿装置的在线控制，实现对无功的补偿。