《基於自適應逆推和L2增益抑制的SVC魯棒控制方法研究》是依託西安交通大學，由張愛民擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：基於自適應逆推和L2增益抑制的SVC魯棒控制方法研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：張愛民
- 依託單位：西安交通大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
輸電系統的暫態穩定性是電力系統穩定運行的基本保證。裝設在輸電線路中的靜止無功補償器（SVC）通過連續調節裝置吸收或發出的無功功率能夠維持接入點電壓恆定，並利用對所連母線的電壓控制提高整個系統的暫態穩定性。因此研究SVC控制算法是改善輸電系統暫態穩定性的重要手段。.本申請首先通過對已有自適應逆推算法中存在的估計器誤差的臨界動態和非自適應漸近控制器穩定性問題的研究，提出利用非線性反饋項構造估計器誤差的改進自適應逆推方法。其次，提出基於該改進自適應逆推方法和L2增益抑制理論的SVC魯棒非線性控制算法，用以解決系統不確定性和在大擾動情況下的暫態穩定性。然後，針對SVC特有的時滯/死區非線性特性，提出基於自適應逆推算法的魯棒神經網路控制方法。最後，為了提高穩定性，提出多SVC自適應魯棒控制器協調控制策略，在集中式和分散式自適應控制兩種控制策略中，構造最佳化函式並使用改進的自適應逆推方法設計協調控制器。
結題摘要
為了提高靜止無功補償器（SVC）系統對不確定參數的自適應能力，對未知擾動的抑制能力，以及存在時滯非線性情況下的暫態回響性能，對其自適應和魯棒控制方法進行了研究。對於SVC控制器，在同時考慮不確定性和未知擾動的情況下，提出了基於L2增益控制的魯棒自適應反步法（下稱方法1）；基於系統浸入和流形不變（I&I）自適應和L2增益控制的魯棒自適應控制方法（下稱方法2）。方法1通過構造具有明確物理含義的調節輸出，採用自適應反步法將三階被控系統分解為三個降階子系統，使每個子系統的相對階為1，從而解決了利用無源反饋控制來為三階系統設計無源控制律時的瓶頸問題。方法2通過引入I&I自適應方法，將控制律和參數自適應律分開設計，從而避免了方法1中存在的“計算膨脹”問題；通過定義參數估計誤差，構造光滑函式，消除了未知擾動對動態誤差，以及方法1中存在的估計誤差的積累對系統暫態回響性能的影響。對於改進型的SVC—STATCOM控制器，在同時考慮時滯非線性、不確定參數和外部干擾的情況下，提出了基於I&I的動態面滑模控制方法。利用不需要對中間控制律求導的一階積分濾波器來計算控制律，從而避免了自適應反步法在高階系統中出現的“計算膨脹”問題。同時，通過對非線性時滯函式的設計，使所設計的控制器滿足Lyapunov穩定性，避免了時滯非線性對系統回響的影響。最後，為了解決電網與STATCOM系統之間的有功和無功電流之間的耦合問題，提出了一種基於自抗擾控制（ADRC）的電流控制策略。在設計ADRC電流控制器時，將模型中出現的耦合項作為擾動，對其進行估計並加以補償。實驗結果表明所提方法具有好的功態回響性能。對於改進型SVC—基於三相電壓源變換器（VSC）的STATCOM，提出了基於模糊滑模變結構的控制方法，對直接功率控制做了三點改進：給出新的電源電壓矢量所在扇區的確定方法；利用滑模變結構控制器代替傳統的PI控制器；給出基於模糊控制器的功率內環設計方法。實驗結果表明，所提方法在穩態和負載突變情況下，都具有更快的回響速度和更為平滑的電流波形。在搭建級聯STATCOM物模系統中，設計了可擴展的控制保護系統，使其能夠在不改變控制保護系統中其他設備的情況下，通過增加或減少閥控單元的數量，即可對實際控制對象中的功率模組的數量進行調整。
