[发明专利]一种基于奇异值分解的多直流协调控制方法

说明书

本发明公开了一种基于奇异值分解的多直流协调控制方法，包括以下步骤：步骤1：选取多直流系统中的控制信号和直流控制回路，并得到控制信号和直流控制回路之间的配对；步骤2：根据系统的输入输出信号和步骤1得到的直流控制回路构建传递函数，将传递函数进行奇异值分解，得到奇异值和左右奇异向量；步骤3：根据步骤2得到的奇异值和左右奇异向量建立各奇异值节点的旋转矩阵，得到最优配对结果；步骤4：根据步骤1得到的控制信号和步骤3得到的配对信号，得到多直流附加PID控制器，从而完成多直流协调控制；本发明能定量的评价多直流中各个控制回路之间的交互影响程度，可实现多直流系统中高效阻尼分散协调控制。

技术领域

本发明涉及一种多直流协调控制方法，具体涉及一种基于奇异值分解的多直流协调控制方法。

背景技术

现有的直流协调控制方法，如《高压直流附加控制对强迫振荡的抑制作用》中提出了利用极点配置法设计了高压直流附加控制器；《基于改进LQR的交直流低频振荡协调控制策略》中设计了基于改进线性二次型最优控制的PSS和直流附加控制器；《基于混合H2/H∞控制理论的交直流并联系统机网阻尼协调控制》中提出基于混合H2/H∞控制方法在HVDC和发电机励磁中设计附加阻尼控制器；《基于有效相对增益的多直流协调分散控制》中提出了一种基于有效相对增益矩阵(ERCA)的多直流控制回路配对方法。

现有的方法仅考虑了交直流系统与控制器的阻尼水平，且大部分应用于单直流系统中，在多直流协调控制中也未考虑评价多直流系统中各个控制回路之间的相互影响；目前还没有考虑多直流交互影响通过多直流协调控制抑制系统低频振荡的方法。

发明内容

本发明能定量的评价多直流中各个控制回路之间的交互影响程度，可实现多直流系统中高效阻尼分散协调控制的基于奇异值分解的多直流协调控制方法。

本发明采用的技术方案是：一种基于奇异值分解的多直流协调控制方法，包括以下步骤：

步骤1：选取多直流系统中的控制信号和直流控制回路，并得到控制信号和直流控制回路之间的配对；

步骤2：根据系统的输入输出信号和步骤1得到的直流控制回路构建传递函数，将传递函数进行奇异值分解，得到奇异值和左右奇异向量；

步骤3：根据步骤2得到的奇异值和左右奇异向量建立各奇异值节点的旋转矩阵，得到最优配对结果；

步骤4：根据步骤1得到的控制信号和步骤3得到的配对信号，得到多直流附加PID控制器，从而完成多直流协调控制。

进一步的，所述步骤1中通过总体最小二乘-旋转矢量不变TLS-ESPRIT算法计算系统的振荡模式，选取每个振荡模式平均主模比指标最大的信号作为控制信号。

进一步的，所述步骤3中，根据旋转矩阵计算控制回路的交互影响角θ和旋转矩阵与完美配对的响应矩阵之间的距离D，选择θ和D最小的配对方案作为最优配对结果。

进一步的，所述D为不同的矩阵奇异值对应的D值之间的叠加值。

进一步的，所述步骤4中通过根轨迹法，针对控制信号和配对信号得到多直流附加PID控制器。

本发明的有益效果是：

(1)本发明适用于系统的全局振荡以及多条直流之间的协调控制；

(2)本发明实现方便，适用范围广，工程适用度高，控制效果好；

(3)本发明通过交互角和D值考虑了多条直流控制回路之间的交互作用，整体控制效果好，鲁棒性更强。

附图说明

图1为本发明流程示意图。

图2为本发明中基于奇异值分解的传递函数分解示意图。