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专利号: 2016104237176
申请人: 西安交通大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 发电、变电或配电
更新日期:2024-02-23
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种电力系统混沌振荡的固定时动态面高阶滑模抑制方法,其特征在于,包括:(1)根据发生混沌振荡时的无功负荷和将电力系统电压稳定到理想值Vd=1对应的无功负荷之间的差值,确定需要补偿的电力系统无功功率;

(2)建立电流源型静止同步补偿控制器的数学模型,确定电流源型静止同步补偿控制器的输出,确定各输出量的参考值;

(3)确定控制目标:电流源型静止同步补偿控制器的输出能在有限时间内到达其参考值任意小的邻域内,而且该收敛时间的上界不依赖于初值;

(4)设计固定时动态面高阶滑模面及控制律,实现控制目标;

(5)根据李雅普诺夫函数稳定性分析,确定所设计的控制律的控制参数。

2.根据权利要求1所述的一种电力系统混沌振荡的固定时动态面高阶滑模抑制方法,其特征在于,步骤(2)中电流源型静止同步补偿控制器的数学模型为:其中,Idc表示dc侧电流,Rdc表示电流源变换器切换和传导电阻,Ldc为平波电抗器的电感,Md和Mq为控制输入,Vd和Vq为滤波电容器两端电压的d轴和q轴分量;n为变换器变比;Id和Iq表示变换器二次侧电流的d轴和q轴分量;ω是转子角速度;L和R表示变换器的电感和电阻;Ed表示线电压的d轴分量;C为滤波电容器的电容;电流源型静止同步补偿控制器的输出为Idc和Iq;

步骤(2)中输出参考值的选择:给定Idc的参考值Idcref,输出Iq参考值根据下式确定:式中Q1为发生混沌振荡的无功负荷值,Q2为使电力系统恢复理想电压Vd=1对应的无功负荷值。

3.根据权利要求1所述的一种电力系统混沌振荡的固定时动态面高阶滑模抑制方法,其特征在于,步骤(4)中所设计的滑模面为:σ2=Iq-Iqref    (4)

关于σ1的三阶滑模控制器等价于下面的系统:式中:

x1=σ1,u1=MdIdc

关于σ2二阶滑模控制器等价于下面的系统:

式中:

x4=σ2,u2=MqIdc

对于三阶滑模系统(5)设计固定时动态面高阶滑模控制律:对于二阶滑模系统(6)设计固定时动态面高阶滑模控制律:控制律(15)中α3,β3,τ2,m,n为待设计的控制参数;e3=x3-ε2,其中新变量ε2的动态满足:式中虚拟控制律 设计为:

式中,α2,β2和τ1为待设计的控制参数,e2=x2-ε1,ε1的动态满足:式中,虚拟控制律 设计为:

式中,α1,β1为待设计的控制参数;

控制律(20)中α'2,β2',τ4,m,n为待设计的控制参数,e5=x5-ε4,其中新变量ε4的动态满足:式中,虚拟控制律 设计为:

式中,α′1,β′1为待设计的控制参数。

4.根据权利要求1所述的一种电力系统混沌振荡的固定时动态面高阶滑模抑制方法,其特征在于,步骤(5)中三阶滑模系统(5)的控制参数的选择使得以下不等式成立:其中参数γ1,λ1,γ2,λ2,η2,η3为任意的正实数;m和n为正奇整数,且满足m>n和(m+n)/2为正奇整数;

步骤(5)中二阶滑模系统(6)的控制参数的选择使得以下不等式成立:其中参数γ4,λ4和η5为任意的正实数;m和n为正奇整数,且满足m>n和(m+n)/2为正奇整数。

5.根据权利要求1所述的一种电力系统混沌振荡的固定时动态面高阶滑模抑制方法,其特征在于,还包括以下步骤:(6)采用步骤(5)确定的三阶滑模系统(5)的控制参数和二阶滑模系统(6)的控制参数对电流源型静止同步补偿控制器实施控制,对电力系统进行无功补偿,抑制电力系统的混沌振荡。