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特高压直流输电(Ultea High Voltage Direct Current Transmission,UHVDC)具备超远距离输送电能、超大容量、低损耗的送电能力,并且调节灵活,更适于大型水、火电基地向远方负荷中心送电,从2005年至今得到了迅猛的发展。UHVDC系统是典型的巨大的多维非线性时变系统,必须采用合理而又有效的控制方法,来保证其稳定安全地传输电能。目前,采用神经网络、PID等控制方式控制高压直流输电系统发展迅速,那么如何有效地控制有较强不确定性的特高压直流输电的系统,受到了较为广泛关注。
首先,本文介绍了高压直流输电系统的基础结构、数学模型和调节方式原理及控制特点,并在此基础上,详细分析UHVDC系统的结构特点,以及系统的数学模型,提出特高压直流输电系统的控制原理。
其次,利用状态反馈精确线性化法对特高压直流输电系统进行线性化,将复杂的非线性系统转化为线性系统,通过转化得到的线性系统能够真实的反应出原非线性系统。继而,把外部干扰和内部干扰加入到该系统,得到一个具有不确定因数的系统,并转化为H∞的标准问题,由此设计H∞鲁棒控制器,鲁棒控制器对系统自身扰动和外部扰动具有很强的鲁棒性。
最后,使用MATLAB仿真软件对本文所设计的鲁棒控制器进行仿真实验。实验表明:鲁棒控制器对UHVDC系统的控制符合实际工况,有效抑制了各种扰动,具有优良的鲁棒性。