[发明专利]一种基于线性扩张状态观测器LESO的SVC控制方法

权利要求书

1.一种基于线性扩张状态观测器LESO的SVC控制方法，其特征在于它包括以下步骤：

①分析SVC装置的主电路拓扑结构，确定包含SVC的单机-无穷大系统的数学模型：

δ·=Δω.ω0]]>

ω·=ω0TJPm-DTJΔω-ω0TJPe]]>

BL·=1Tc(-BL+BL0+uB)]]>

式中

Pe=E′Vcx1+x2+x1x2(BL-Bc)sinδ]]>

其中，δ为发电机功率角，ω为发电机的转子角速度；ω0为同步角速度；TJ为发电机惯性时间常数；Pe为发电机的电磁功率；Pm为发电机的机械功率；D为发电机阻尼系数；Tc为SVC及其调节系统的惯性时间常数；x1，x2为电抗参数；E’为暂态电势；Vc为无穷大母线电压；Bc为等效电容的电纳值；BL为SVC中可调电感的电纳值；BL0为电纳的初始值；

②采集电力系统的母线电压给定值U_ref和测量值U_mes作为控制器的状态量输入信号，将系统的内外扰动作为系统的总扰动Zn进行估计

Z·1=Z2-L1(Z1-y)]]>

Z·2=Z3-L2(Z1-y)+bu]]>

Z·3=-L3(Z1-y);]]>

③设计实现该方法的3个组成部分，线性扩张状态观测器LESO、比例控制器KP和微分控制器KD；

其中，线性扩张状态观测器(LESO)采用以下离散形式方程：

Z·=[A-LC]Z+B-LDLUc]]>

其中U_c＝[u y]^T是输入，Z是输出。

系统的线性ESO为

Z·1=Z2-L1(Z1-y)]]>

Z·2=Z3-L2(Z1-y)+bu]]>

Z·3=-L3(Z1-y);]]>

观测器的增益向量L由特征方程的两个基点的放置位置所决定：

λ(s)＝|sI-(A-LC)|＝(s+ω₀)³

L＝[3ω₀，3ω₀²，ω₀³]^T

L1＝3ω0，L2＝3ω0²，L3＝3ω0³；ω0是观测器的带宽，ωc是控制器的带宽，一般ωc＝2ω0，Kp＝ωc²，Kd＝2ωc；

④采集SVC控制系统的电压和电流及相位信号信号，经调理处理后传给控制主板；在控制主板上，由TMS320LF2407A DSP负责进行数据采集、数据实时处理、数据显示和与上位机通讯及对IGBT进行控制；TMS320LF2407A将A/D采来的数据进行实时处理，送入LCD显示各种电量参数，同时根据采样回来的数据进行控制计算，LCD可显示功率因数、电压、电流、有功功率和无功功率数据；

⑤根据控制信号产生相应的触发脉冲即PWM信号及I/O信号，分别控制TCR及TSC的导通角进而控制SVC的无功补偿量。