本發(fā)明屬于電網(wǎng)模擬器技術(shù)，具體為一種基于改進(jìn)重復(fù)控制的超寬頻電網(wǎng)模擬方法。

背景技術(shù)：

1、隨著分布式發(fā)電的快速發(fā)展，其并入電網(wǎng)所帶來的諧波、電壓不平衡等問題不容忽視。真實(shí)電網(wǎng)的運(yùn)行狀態(tài)不可控，無法提供并網(wǎng)設(shè)備測試要求的各類工況，因此研究能準(zhǔn)確復(fù)現(xiàn)電網(wǎng)多種工況的電網(wǎng)模擬器尤為重要。對于高壓大容量的電網(wǎng)模擬器而言，控制方式是復(fù)現(xiàn)高質(zhì)量輸出波形的關(guān)鍵。

2、在傳統(tǒng)控制方法中，pi控制實(shí)現(xiàn)簡單，可以無差跟蹤直流信號(hào)，但無法對諧波實(shí)現(xiàn)無差跟蹤。pr控制能實(shí)現(xiàn)對諧波的無靜差跟蹤，但如果參考信號(hào)為多頻諧波，則需要設(shè)計(jì)多個(gè)控制器，增加了設(shè)計(jì)工作量和系統(tǒng)復(fù)雜度。無差拍控制動(dòng)態(tài)響應(yīng)快，然而對被控對象的數(shù)學(xué)模型精確度要求高，且無法抑制負(fù)載擾動(dòng)以及系統(tǒng)參數(shù)漂移。重復(fù)控制能實(shí)現(xiàn)對正弦信號(hào)的無差跟蹤，但動(dòng)態(tài)性能差，且受基波頻率偏移影響。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明提出了一種基于改進(jìn)重復(fù)控制的超寬頻電網(wǎng)模擬方法。

2、實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)方案為：一種基于改進(jìn)重復(fù)控制的超寬頻電網(wǎng)模擬方法，包括：

3、s1：設(shè)置輸出電壓參考值，并對被測設(shè)備兩端電壓進(jìn)行采樣得到輸出電壓；

4、s2：計(jì)算電壓參考值和采樣得到的輸出電壓的差值；

5、s3：將電壓參考值和采樣得到的輸出電壓的差值輸入改進(jìn)多內(nèi)模分?jǐn)?shù)階重復(fù)控制模塊進(jìn)行處理，得到第一輸出結(jié)果；

6、s3：將第一輸出結(jié)果與輸出電壓參考值相加后輸入基于lyapunov的自適應(yīng)控制模塊，獲得第二輸出結(jié)果；

7、s4：將第二輸出結(jié)果作為調(diào)制波進(jìn)行調(diào)制，得到級(jí)聯(lián)h橋模塊中每個(gè)開關(guān)管的導(dǎo)通信號(hào)，實(shí)現(xiàn)對被測設(shè)備兩端電壓的模擬，同時(shí)重新對被測設(shè)備兩端電壓進(jìn)行采樣得到輸出電壓，返回s2。

8、優(yōu)選地，改進(jìn)多內(nèi)模分?jǐn)?shù)階重復(fù)控制模塊的傳遞函數(shù)為：

9、grc(z)＝gml(z)s(z)

10、式中，gml(z)為多內(nèi)模的傳遞函數(shù)，s(z)為補(bǔ)償器的傳遞函數(shù)。

11、優(yōu)選地，多內(nèi)模結(jié)構(gòu)由五條支路并聯(lián)構(gòu)成，具體為：

12、

13、式中，ki為第i條支路的權(quán)重系數(shù)，i＝1,2，...，5，q(z)為內(nèi)模系數(shù)，ni為第i條支路的延遲系數(shù)。

14、優(yōu)選地，延遲參數(shù)n為非整數(shù)，采用基于有限脈沖響應(yīng)濾波器的分?jǐn)?shù)延遲近似方案得到，則z-n具體為：

15、

16、式中，m為濾波器階數(shù)，nd為延遲系數(shù)的小數(shù)部分。

17、優(yōu)選地，基于lyapunov的自適應(yīng)控制模塊的傳遞函數(shù)的確定方法為：

18、基于lyapunov定理推導(dǎo)得到s域下的自適應(yīng)控制h(s)為：

19、

20、其中，為延時(shí)環(huán)節(jié)；gzoh(s)為零階保持器；p(s)、p1(s)表達(dá)式為：

21、p(s)＝1/(lcs2+rcs+1)

22、p1(s)＝cs/(lcs2+rcs+1)

23、式中，c為濾波電容；l為濾波電感；r為等效電阻。

24、a1(s)、a2(s)、a3(s)分別為：

25、

26、式中，n＝ρ+kk1，k、ρ、k1為自適應(yīng)控制參數(shù)，分別為濾波電容c、濾波電感l(wèi)、等效電阻r的估計(jì)值；

27、將連續(xù)的gzoh(s)、p(s)、p1(s)、a1(s)、a2(s)、a3(s)離散化得到z-1、p(z)、p1(z)、a1(z)、a2(z)、a3(z)，得到離散域下基于lyapunov的自適應(yīng)控制模塊的傳遞函數(shù)h(z)。

28、優(yōu)選地，基于lyapunov的自適應(yīng)控制模塊的傳遞函數(shù)具體為：

29、

30、本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其顯著優(yōu)點(diǎn)為：本發(fā)明相較于現(xiàn)有的控制方法具備更快的動(dòng)態(tài)響應(yīng)、更高的穩(wěn)態(tài)精度以及更寬的跟蹤諧波頻率范圍。

31、下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)的描述。

技術(shù)特征：

1.一種基于改進(jìn)重復(fù)控制的超寬頻電網(wǎng)模擬方法，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于改進(jìn)重復(fù)控制的超寬頻電網(wǎng)模擬方法，其特征在于，改進(jìn)多內(nèi)模分?jǐn)?shù)階重復(fù)控制模塊的傳遞函數(shù)為：

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于改進(jìn)重復(fù)控制的超寬頻電網(wǎng)模擬方法，其特征在于，多內(nèi)模結(jié)構(gòu)由五條支路并聯(lián)構(gòu)成，具體為：

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于改進(jìn)重復(fù)控制的超寬頻電網(wǎng)模擬方法，其特征在于，延遲參數(shù)n為非整數(shù)，采用基于有限脈沖響應(yīng)濾波器的分?jǐn)?shù)延遲近似方案得到，則z-n具體為：

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于改進(jìn)重復(fù)控制的超寬頻電網(wǎng)模擬方法，其特征在于，基于lyapunov的自適應(yīng)控制模塊的傳遞函數(shù)的確定方法為：

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于改進(jìn)重復(fù)控制的超寬頻電網(wǎng)模擬方法，其特征在于，基于lyapunov的自適應(yīng)控制模塊的傳遞函數(shù)具體為：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提出了一種基于改進(jìn)重復(fù)控制的超寬頻電網(wǎng)模擬方法，從內(nèi)模和補(bǔ)償器出發(fā)對重復(fù)控制器進(jìn)行改造，首先通過推導(dǎo)得到與補(bǔ)償器匹配的自適應(yīng)控制內(nèi)環(huán)系統(tǒng)；其次并聯(lián)接入考慮電網(wǎng)頻率正常偏差的多條內(nèi)模支路，各支路利用分?jǐn)?shù)階延遲濾波器對延遲參數(shù)進(jìn)行精確設(shè)計(jì)，并且利用補(bǔ)償器進(jìn)行完善，實(shí)現(xiàn)了電網(wǎng)模擬器超寬頻高性能輸出的要求。

技術(shù)研發(fā)人員：代子闊,崔征,徐妍,劉尚坤,李欣,史可鑒,田野,杜彥強(qiáng),李元?jiǎng)P,李杭澤,常勇,郭任
受保護(hù)的技術(shù)使用者：國網(wǎng)遼寧省電力有限公司鐵嶺供電公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/30