交直流混合微网AC/DC断面换流器的H∞鲁棒控制方法研究

摘要

双向AC/DC换流器控制方法的优劣影响交直流混合微网系统的稳定。由于双向换流器在建模中存在一定的不确性，且随着设备的运行，元件老化等原因，控制系统的稳定性、安全性将出现隐患。对于H∞鲁棒控制方法，当系统存在一定量的扰动、参数摄动、模型不确定时，仍能保证系统的控制性能，提高系统的鲁棒性。因此，研究交直流混合微网中的鲁棒控制具有非常重要的意义。
　　本文通过分析交直流混合微网及断面双向AC/DC换流器结构和运行特点。在直流微网中，电压是反映直流微网内有功功率平衡的重要指标，因此将电压稳定控制作为双向AC/DC换流器的控制目标。在研究H∞鲁棒控制理论及其标准问题的基础上，着重分析了跟踪问题和灵敏度优化问题。将光伏发电并网问题转化为H∞鲁棒控制跟踪问题，并假设并网电压Us为干扰项，简化控制器设计难度，运用H∞鲁棒控制对扰动具有很强的抑制能力的优势，实现具有强抗干扰的光伏并网控制。在此基础上，本文基于混合灵敏度的交直流混合微网断面电压H∞鲁棒控制方法，通过构建S/R/T混合灵敏度函数，提高交直流断面抗击交流扰动和直流扰动的标称性能，增强其应对参数摄动的鲁棒性能。同样将交流系统电压Us视为干扰项，并且采用Park变换，将周期信号转化为直流信号，提高了控制系统对相角的跟踪能力。仿真结果表明H∞控制理论在交直流混合微网断面双向AC/DC向换流器的鲁棒控制是可行的。

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第1章 绪 论

1.1 课题背景及意义

1.2 国内外研究现状

1.3 本文的研究工作

第2章 交直流混合微网交直流断面双向AC/DC换流器

2.1 交直流混合微网拓扑结构

2.2 交直流断面双向AC/DC换流器

2.3 本章小结

第3章 H∞控制方法及光伏发电并网鲁棒控制

3.1 鲁棒控制

3.2 H∞标准控制问题

3.3 H∞跟踪问题算例

3.4 本章小结

第4章 交直流断面双向AC/DC换流器的H∞鲁棒控制

4.1交直流混合微网

4.2交直流混合微网交直流断面及其鲁棒控制结构

4.3基于混合灵敏度问题的交直流断面电压H∞鲁棒控制器设计

4.4仿真验证

4.5本章小结

第5章 结论与展望

5.1 结论

5.2 展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果

致谢