轻型直流输电系统鲁棒控制策略研究
随着大功率电力电子器件和PWM技术的发展，轻型直流输电(VSC-HVDC)技术越来越受到人们的关注。VSC-HVDC技术具有潮流翻转方便灵活，有功功率和无功功率可快速独立控制和可向无源网络供电等诸多优点，加强其相关课题的研究具有重要的现实意义。本文着重研究在模型不确定、控制器参数摄动和外部干扰情况下，VSC-HVDC系统的鲁棒控制策略。
本文在分析了VSC-HVDC系统电压源换流器(VSC)结构图的基础上，考虑到模型参数的不确定性，建立了dq0坐标系下VSC被控对象的不确定模型，利用线性矩阵不等式（Linear Matrix Inequality，LMI）方法对不确定系统设计了状态反馈鲁棒H∞控制器，然后，分别完成了对VSC-HVDC系统整流端和逆变端控制器的设计。在此基础上，考虑到控制器参数发生加性范数有界摄动的情况，利用LMI方法对VSC的不确定系统设计了鲁棒非脆弱H∞控制器，接着分别设计完成了VSC-HVDC系统整流端和逆变端的控制器。最后，通过Matlab仿真实验验证了所设计两种控制器的有效性和优越性。
本文还在分析了VSC-HVDC系统结构图的基础上，考虑到实际工程中存在的外部干扰，建立了VSC-HVDC系统在dq0坐标系下强耦合的非线性数学模型。然后，分别针对整流端和逆变端仿射非线性系统，采用精确线性化方法，将非线性系统变换为新坐标系下的线性系统，利用H∞控制理论求取了线性系统下的状态反馈控制律，接着反演设计出原VSC-HVDC系统整流端和逆变端的控制器。最后，通过Matlab仿真实验验证所设计控制器能够实现有功功率和无功功率的独立控制，具有较好的动态性能和较强的鲁棒性。
轻型直流输电;鲁棒性;控制策略;线性矩阵不等式;结构图;数学模型
西南交通大学
硕士
电力系统及其自动化
王奔
2013
中文
TM721.1
73
2013-10-08（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）