新型直流输电系统的非线性控制研究

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1、第27卷第4期计算机仿真2010年4月文章编号：1006—9348(2010)04—0267—04新型直流输电系统的非线性控制研究张俊华，罗隆福，郝强(湖南大学电气与信息工程学院，湖南长沙410082)摘要：为了进一步改善新型直流输电系统的控制性能，提高系统运行的稳定性，首先简要分析了新型直流输电系统的原理及其控制特性，在此基础上，将非线性控制理论中逆系统方法设计控制器的理论引入到新型直流输电系统的控制策略中，提出了利用逆系统方法的新型直流输电系统非线性控制方式，并相应地设计了逆系统方法的非线性控制器及传统直流输电PID控制器。通过对新型直流输电系统控制性能进行仿真实

2、验，将所设计的两种控制器进行比较，结果表明，对于逆系统方法的非线性控制器较之传统直流输电PID控制器，具有更为优良的控制性能。关键词：新埠f直流输电系统；逆系统方法；非线性控制器中图分类号：TM743文献标识码：BANon——LinearControlResearchforNovelDcTransmissionSystemZHANGJun—hua，LUOLong—fu，HAOQiang(ElectricalandInformationEngineeringCollegeHunanUnivemity，ChangshaHunan410082，China)ABSTRACT：

3、Inordertofurtherimprovethecontrolperformancesoftheflewtypeofdirectcurrenttransmissionsys-ternthestabilityofsystemoperation，thisarticlebeginswithabriefanalysisofthetheoryandcontrolcharacteristicsofthenewtypeofdirectcurrenttransmissionsystem．Basedonthis，theinversesystemmethodforcontroller

4、designinnonlinearcontroltheoryisintroducedintothecontrolstrategyofthenewtypeofdirectcurrenttransmissionsystemand，anonlinearcontrolandatraditionalPIDcontrollerofdirectcurrenttransmissionsystemaredesignedbasedontheinversesystemmethod．Throughthesimulationexperimentsofthecontrolperformances

5、ofnewtypeofdirectcur-renttransmissionsystem，thetwokindsofcontrollers8recompared．TheresultsshowthattheinversesystemmethodbasedcontrollerperformanceismoreexcellentthantraditionalPIDcontroller．KEYWORDS：ThenovelDCtransmissionsystem；Theinversesystemmethod；Nonlinearcontrollerl引言新型直流输电系统采用自耦补偿

6、与谐波屏蔽换流变压器及其所具有的感应滤波方式，从谐波抑制与无功补偿方面改善传统直流输电系统所存在的缺陷与不足【1’41。由于新型换流变压器二次侧采用延长三角形接线，并于公共三角形绕组角接处引出抽头接辅助滤波兼无功补偿装置，这在一定程度上改变了已有的直流输电系统的结构，相应地，新系统中的控制策略亦会随结构的变动而有所改变。并且，新型直流输电系统与传统直流输电系统的换流器均具有很强的非线性，系统的运行工况随时会发生改变，常规的直流输电系统换流器控制方式一般采用PI或P1D控制器，在系统受到较大扰动导致系统的运行工况偏离设计运行工作点较远时，基金项目：湖南省重大科技专项资金

7、资助项目(05GKl002～1)收稿I=I期：2009-01一ll修同I=1期：2009～02-26按这种方法设计的控制器将难以获得较好的控制效果。随着非线性控制理论的发展，逆系统方法被广泛应用于非线性系统的控制策略中。本文针对直流输电系统中整流器定直流电流、逆变器定关断超前角的控制问题，采用系统的三阶非仿射非线性控制模型，根据多变量控制的逆系统方法p1，设计了基于非线性反馈线性化和线性二次型最优的组合控制器。本文针对这一实际的新型直流输电模拟系统，通过与传统直流输电系统模型进行比较，分析了因结构的变动而引起的控制策略的不同，在此基础上，将基于逆系统