申请/专利权人：国网湖北省电力有限公司电力科学研究院;国网湖北省电力有限公司

申请日：2021-12-14

公开（公告）日：2024-04-16

公开（公告）号：CN114296345B

主分类号：G05B13/04

分类号：G05B13/04

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.16#授权;2022.04.26#实质审查的生效;2022.04.08#公开

摘要：本发明提供一种电能多端口低压交流混合H2Hinf优化控制方法，包括：基于复数变量建立经过Clark变换到αβ坐标系后的逆变器复变量模型；将CVRC复变量模型与逆变器复变量模型相结合，设计得到含多重CVRC的逆变器系统状态空间模型，从而建立状态反馈控制律；通过混合H2Hinf优化控制方法对状态反馈控制律进行设计，并建立三种约束条件：系统线性二次性能指标约束、Hinf性能指标约束以及区域极点配置约束，综合考虑三种约束条件进行混合优化求解。本发明同时采用Hinf范数及闭环极点分配作为优化LQ权矩阵的附加约束，Hinf范数及闭环极点配置的引入克服了LQ控制难以直接调节系统性能的缺点。

主权项：1.一种电能多端口低压交流混合H2Hinf优化控制方法，其特征在于，包括以下步骤：1将通过LC滤波器接入交流母线的三相逆变系统，基于复数变量建立经过Clark变换到αβ坐标系后的逆变器复变量模型；2将CVRC复变量模型与步骤1中建立的逆变器复变量模型相结合，设计得到含多重CVRC的逆变器系统状态空间模型，从而建立状态反馈控制律；3通过混合H2Hinf优化控制方法对步骤2建立的状态反馈控制律进行设计，并建立三种约束条件：系统线性二次性能指标约束、Hinf性能指标约束以及区域极点配置约束，最后综合考虑所述三种约束条件进行混合优化求解；步骤2中将CVRC复变量模型与步骤1中建立的逆变器复变量模型相结合，设计得到含多重CVRC的逆变器系统状态空间模型，从而建立状态反馈控制律，具体步骤如下：设计CVRC对逆变器进行控制，所述CVRC的传递函数如下： 式中ω为中心角频率，j表示虚数单位；所述CVRC简化的状态空间模型如下： 其中xc为CVRC的状态变量，uc表示控制输入；所述CVRC的反馈控制分为两个部分，一为实际物理状态量的状态反馈，其反馈控制律为表示电感电流反馈增益和电容电压反馈增益；另一部分则为跟踪控制，由CVRC完成此部分反馈跟踪控制，跟踪控制部分的反馈控制律为Kc，表示中心角频率下CVRC的控制增益；设计含多重CVRC的逆变器控制结构，其中基波角频率ω0＝100πrads；通过误差表达式：uc＝y*-Cxp6其中y*表示参考电压，将式6代入式2得到含多重CVRC的系统增广状态空间方程为： 增广状态变量为：x＝[iLuCxc1xc2…xcn]T8包含多重CVRC的增广状态空间方程描述矩阵： B1＝[Bp100…00]T10C＝[Cp00…00]11B2＝[Bp200…00]T12R∑＝[011…11]T13设计状态反馈控制律： 其中分别表示电感电流反馈增益和电容电压反馈增益；表示各个谐振频率点下CVRC的控制增益；步骤3中建立三种约束条件具体包括如下步骤：1建立线性二次性能指标约束：首先定义线性二次性能指标为： 其中Q,R分别为加权矩阵，且Q≥0,R0，对式7，若存在正定矩阵P、矩阵K使得不等式Q+KTRK+PA-B1K+A-B1KTP＜016成立，则vc＝Kx为最优LQ控制，即为所述H2控制，最小LQ性能指标为且使得系统稳定；给定矩阵R，若存在对称正定矩阵W1，正定矩阵M及Qinv,矩阵V1＝KW1使得如下优化问题： 有解，且解为则为最优LQ控制，性能指标为: 2立Hinf指标约束：若存在对称正定矩阵W2及矩阵V2＝KW2使得 成立，其有解则为系统的Hinf控制，使得系统的无穷范数最小： 3建立区域极点配置约束：定义如下不等式： 其中表示矩阵Kronecker积，且 若存在对称正定矩阵W2及矩阵V2＝KW2使得式30成立，则控制率vc＝-Kx＝-V3W3-1x使得系统闭环极点落入区域Dσ,r,θ中。

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权利要求：

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