基于h_∞混合灵敏度的微电网频率控制研究

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1、工程硕士学位论文基于H∞混合灵敏度的微电网频率控制研究作者姓名陈金元工程领域控制工程校内指导教师谢巍教授校外指导教师李相俊教授级高工所在学院自动化科学与工程学院论文提交日期2015年3月Micro-gridFrequencyControlBasedonH∞MixedSensitivityADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：JinyuanChenSupervisor：Prof.WeiXieSouthChinaUniversityofT

2、echnologyGuangzhou，China分类号：TP29学校代号：10561学号：201221014481华南理工大学硕士学位论文基于H∞混合灵敏度的微电网频率控制研究作者姓名：陈金元指导教师姓名、职称：谢巍教授申请学位级别：工程硕士学科专业名称：控制工程论文形式：□产品研发□工程设计□√应用研究□工程/项目管理□调研报告研究方向：智能控制理论及其应用论文提交日期：2015年3月9日论文答辩日期：2015年03月25日学位授予单位：华南理工大学学位授予日期：年月日答辩委员会成员：主席：张达科

3、委员：裴海龙魏武谢巍摘要可再生的新能源往往在偏远地区、高原、海岛等地区较丰富，搭建远距离输电线路以及修建变电站成本较大，维护费用高，传输过程中损耗大。微电网成为一个重要研究课题。风电、光电输出功率以及负荷的波动使微电网功率不平衡，微电网的频率也不稳定。频率的稳定是微电网的重要性能指标，基于混合灵敏度的H∞鲁棒控制，本文对微电网频率控制进行了研究。本文阐述了鲁棒控制思想以及基于混合灵敏度的H∞鲁棒控制的基本原理；针对基于混合灵敏度的鲁棒H∞控制器设计过程中加权函数难以构建的现状，提出了构建加权函数的参

4、数化方法，克服了加权函数设计过程中经验性强的缺点；针对所提出的构建加权函数的方法，进一步提出了结合粒子群优化算法和遗传算法对加权函数的参数进行优化，并对寻优过程步骤化，使得构建出的加权函数更加合理；针对所提出的构建加权函数的方法，设计了交互型GUI界面，通过输入被控对象及约束条件，就能完成对加权函数的参数优化，并将优化时间、优化结果、优化效果传输到GUI界面显示，使得加权函数的构建及参数优化更加直观便捷；建立了微电网的频率控制模型，在分析各分布式电源的可控性之后，提出了微电网的频率控制方案；针对提出

5、的控制方案，基于混合灵敏度的H∞鲁棒控制理论以及粒子群寻优算法、所提出的加权函数构建方法，设计出了微电网频率H∞控制器。为了分析所提方法的有效性以及所设计的H∞控制器的控制效果，针对H∞控制下的微电网系统，从时域和频域方面进行了分析；同时，在Simulink软件上进行了仿真，仿真结果表明：H∞控制能很使微电网频率偏差控制在标准范围内，所提H∞控制器设计方法是有效的。并与常规PI控制进行了对比分析，对比结果表明：H∞控制在突加负载与突减负载时，控制效果更加优越，鲁棒性比常规PI控制好。关键词：微电网；

6、频率控制；H∞控制器；构建加权函数；仿真IAbstractRenewableenergyisalwaysrichinremoteareas,highlands,islands,constructinglong-distancetransmissionlinesandbuildingsubstationsweretooexpensive,maintainingfeeswerehigh,lossesoftransmissionprocesswerehuge.Micro-gridhasbecomeanim

7、portantresearchsubject.Outputpowerfluctuationofwindpowersystem,photovoltaicpowersystem,anduserloads’fluctuationleadtomicro-gridpowerunbalance,micro-gridfrequencyfluctuated.Stablefrequencyisanimportantperformanceindexofpowermicro-grid,thispaperdidresear

8、chinmicro-gridfrequencycontrolbasedonmixedsensitivityofH∞robustcontrol.Robustcontrolmethodwasdiscussedinthispaper,aswellasH∞robustcontroltheorywhichbasedonmixedsensitivity;Theparameterizationmethodofbuildingweightingfunctionswasproposed