專利名稱：非匹配不確定電力系統(tǒng)的滑模負荷頻率控制器設計方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種控制器設計方法，特別涉及一種非匹配不確定電力系統(tǒng)的滑模負荷頻率控制器設計方法。
背景技術：
負荷頻率控制是電力系統(tǒng)設計和運行中重要的課題之一，是最主要的系統(tǒng)頻率控制手段。對于電力系統(tǒng)而言，負荷總是不斷變化的，還可能隨時發(fā)生各種故障，有必要設計一個負荷頻率控制系統(tǒng)，使得該系統(tǒng)依賴頻率對發(fā)電機的負荷進行控制。因此針對具有參數(shù)不確定的電力系統(tǒng)，如何將頻率控制在一個可接受的范圍內，始終是一個極具挑戰(zhàn)性的研究課題。在過去的幾年中，具有較好動態(tài)性能的負荷頻率控制器設計受到學者們的關注， 并且已經(jīng)在負荷控制領域展開很多相關研究。在各種負荷頻率控制器的設計中，比例積分控制被廣泛的應用到調速系統(tǒng)的設計中。然而電力系統(tǒng)作為一種工業(yè)過程，它包含各種由系統(tǒng)參數(shù)和特性變化，負荷波動和建模誤差等引起的不確定性，特別考慮到由于閥門位置變化引起的調速器速度限制時，比例積分控制器不能夠實現(xiàn)較好的控制效果。為了保證供電質量，有必要基于電力系統(tǒng)負荷和頻率的變化，設計魯棒控制器?；？刂谱鳛橐环N控制器的設計方法，具有魯棒性的優(yōu)點，特別是當系統(tǒng)狀態(tài)到達滑動模態(tài)階段時，對參數(shù)攝動和外界干擾具有不敏感性，因此可以用來有效處理電力系統(tǒng)中負荷擾動的變化和由發(fā)電機變化率受限產(chǎn)生的非線性問題。在現(xiàn)有的文獻中，針對互聯(lián)電力系統(tǒng)，設計了滑模負荷頻率控制器，但是文獻并沒有考慮不確定參數(shù)項的影響。也有文獻提出了基于Ackermarm公式的分散滑模LFC方法，對于一個由N個區(qū)域組成的互聯(lián)電力系統(tǒng)，考慮不確定性并把關聯(lián)項作為系統(tǒng)的擾動，但是該系統(tǒng)中的擾動需要滿足匹配條件。然而，在現(xiàn)實電力系統(tǒng)中許多非線性不確定項是不滿足匹配條件的。

發(fā)明內容
本發(fā)明是針對一類非匹配不確定性電力系統(tǒng)頻率控制器很難達到控制要求的問題，提出了一種非匹配不確定電力系統(tǒng)的滑模負荷頻率控制器設計方法，設計了積分型滑模面，可以優(yōu)化系統(tǒng)達到階段的動態(tài)性能，同時基于趨近律到達條件，設計相應的滑模負荷頻率控制器，使得系統(tǒng)狀態(tài)在有限時間內到達切換面，保證系統(tǒng)頻率趨于穩(wěn)定。本發(fā)明的技術方案為一種非匹配不確定電力系統(tǒng)的滑模負荷頻率控制器設計方法，包括如下步驟
1)建立單一電力系統(tǒng)帶不確定項的模型，系統(tǒng)閉環(huán)狀態(tài)方程表達式為 均)=(J+M(i)>:(i) + φ +AB)u(i) + (H,其中矩陣』，5和好為標稱常數(shù)矩陣，
f(x,t) = AA(i)x + ABu +(H+ AH)APd 是集結不確定項；
2)設計積分型滑模面滿足方程殆其中矩陣^€矩陣和矩陣￡ e f是常數(shù)矩陣，矩陣i滿足^4-1) <0并且選擇矩陣使得(Tl是非奇異矩陣；
3)設計滑模負荷頻率控制器=U= -L-(CfI)4Cf^耀-肌其中■，麗為正常數(shù)， sp s為S的符號函數(shù)
4)給定穩(wěn)定性判據(jù)條件如果條件成立
)為已知的正函數(shù)
、是一個有界函數(shù)，存在《
.和^是正定矩陣，
特征值，使得對于所有的I和X € Bi(J)U不確定電力系統(tǒng)在滑模面
f⑷是以 = O為球心以■為半徑的封閉球面的補。 所述步驟ι) 中的 ZCO二[Δ/⑴ .■
力是矩陣。的最小 )上保持穩(wěn)定，其中
A
權利要求
1. 一種非匹配不確定電力系統(tǒng)的滑模負荷頻率控制器設計方法，其特征在于，包括如下步驟1)建立單一電力系統(tǒng)帶不確定項的模型，系統(tǒng)閉環(huán)狀態(tài)方程表達式為
2.根據(jù)權利要求1所述非匹配不確定電力系統(tǒng)的滑模負荷頻率控制器設計方法，其特征在于，所述步驟1)中的
全文摘要
本發(fā)明涉及一種非匹配不確定電力系統(tǒng)的滑模負荷頻率控制器設計方法，設計了積分型滑模面，可以優(yōu)化系統(tǒng)達到階段的動態(tài)性能，同時基于趨近律到達條件，設計相應的滑模負荷頻率控制器，使得系統(tǒng)狀態(tài)在有限時間內到達積分型滑模面，保證系統(tǒng)頻率趨于穩(wěn)定，保證電力系統(tǒng)運行的平穩(wěn)性和魯棒性。
文檔編號H02J3/00GK102403719SQ20111037284
公開日2012年4月4日 申請日期2011年11月22日 優(yōu)先權日2011年11月22日
發(fā)明者米陽 申請人:上海電力學院