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柔性直流输电系统含有积分稳定环节的无源控制系统设计

发布时间:2018-05-29 11:50

  本文选题:电压源换流器型高压直流 + 端口受控耗散哈密顿模型 ; 参考:《电力系统自动化》2014年23期


【摘要】:电压源换流器型高压直流(VSC-HVDC)输电系统具有非线性、强耦合、多输入等特点,其控制系统往往难以在消除稳态误差的同时,依然保持全局渐近稳定。基于VSC-HVDC输电系统的端口受控耗散哈密顿(PCHD)模型,提出了一类具有积分稳定环节的互联和阻尼配置的无源(IDAPB)控制方案的设计方法,并依据控制原理给出了3种具有典型性的控制方案及其控制参数的取值范围。对于其中性能最优的指数稳定型IDA-PB控制方案,利用积分稳定性定理,在其控制器中加入积分稳定环节,使得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、暂态特性的同时,依然保持全局渐近稳定。控制系统的设计过程中,无需求解偏微分方程,大大简化了计算量。PSCAD/EMTDC环境下的仿真表明,与传统比例—积分(PI)控制相比,IDA-PB控制策略能显著提高系统稳态、暂态性能,响应速度快、跟踪精度高,且对参数变化不敏感,有优良的鲁棒性及全局稳定性。
[Abstract]:The VSC-HVDC transmission system with voltage source converter has the characteristics of nonlinear, strong coupling and multi-input. It is difficult for the control system to maintain global asymptotic stability while eliminating the steady-state error. Based on the port controlled dissipative Hamiltonian (VSC-HVDC) model of VSC-HVDC transmission system, this paper presents a design method of a class of passive IDAPB control schemes with integral stability and damping configuration. According to the control principle, three typical control schemes and the range of control parameters are given. For the exponentially stable IDA-PB control scheme with the best performance, the integral stability theorem is used to add integral stability to the controller, which makes the system have a good steady-state when the disturbance is large or the system parameters can not be predicted accurately. At the same time, the transient characteristics remain globally asymptotically stable. In the design process of the control system, there is no need to solve partial differential equations, and the simulation in the environment of computation.PSCAD / EMTDC shows that the IDA-PB control strategy can significantly improve the steady-state and transient performance of the system compared with the traditional proportional and integral PIDC control. It has the advantages of fast response, high tracking accuracy, insensitivity to parameter changes, excellent robustness and global stability.
【作者单位】: 西安交通大学电气工程学院;国网智能电网研究院;
【基金】:国家高技术研究发展计划(863计划)资助项目(2012AA052701)~~
【分类号】:TM721.1;TM921.5

【参考文献】

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【共引文献】

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9 刘秀,

本文编号:1950781


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