高压直流输电系统换流站的鲁棒自适应输出反馈控制

高压直流输电系统(HVDC)是一个典型的非线性控制系统。直流输电线路中的换流器具有很强的非线性，系统的运行工况随时都会发生改变，系统扰动发生的地点、类型及严重程度具有随机性；此外，换流器还含有未建模动态部分，这些因素使得基于直流输电系统准静态模型的常规控制器设计方法常常不能很好地满足系统的实际要求。目前，在高压直流输电系统换流器控制应用领域中常用的控制方法还是经典的PI控制，对干扰影响反应强烈，鲁棒性能差，不能解决电力系统中的未建模动态和非线性动态不确定性等缺点。 本文在文献[22]的基础上，对高压直流输电系统换流站动态模型进行变换处理，将其化为一类具有含未建模动态和有界扰动的输入-输出非线性系统，并设计了一种鲁棒自适应输出反馈控制器，利用非线性阻尼项来抑制系统的动态不确定性和有界扰动，引入一动态信号来抑制系统的未建模动态。Lyapunov稳定性分析结果表明，本文所提出的控制器保证了闭环系统内的所有信号都是有界的，通过选择适当的设计参数，可以使跟踪误差的均方根任意小。并且这种控制器的设计不需要有精确的系统动态模型，不需要未知参数来满足线性依赖条件，不需要具体的系统参数估计，即使存在未建模动态和有界扰动，系统仍然具有很好的鲁棒性。 将设计的控制器应用到一个三机直流输电系统中，并利用NETOMAC软件对换流站控制进行了仿真实验。通过换流站控制的仿真实验，与传统的PI控制仿真结果相比较，这种新颖的换流站控制器更加符合实际，具有抑制系统未建 模动态和有界扰动的能力，因此具有更强的鲁棒性和自适应学习能力以及较好 的动态性能。