专利名称：非匹配不确定电力系统的滑模负荷频率控制器设计方法
技术领域：
本发明涉及一种控制器设计方法，特别涉及一种非匹配不确定电力系统的滑模负荷频率控制器设计方法。
背景技术：
负荷频率控制是电力系统设计和运行中重要的课题之一，是最主要的系统频率控制手段。对于电力系统而言，负荷总是不断变化的，还可能随时发生各种故障，有必要设计一个负荷频率控制系统，使得该系统依赖频率对发电机的负荷进行控制。因此针对具有参数不确定的电力系统，如何将频率控制在一个可接受的范围内，始终是一个极具挑战性的研究课题。在过去的几年中，具有较好动态性能的负荷频率控制器设计受到学者们的关注， 并且已经在负荷控制领域展开很多相关研究。在各种负荷频率控制器的设计中，比例积分控制被广泛的应用到调速系统的设计中。然而电力系统作为一种工业过程，它包含各种由系统参数和特性变化，负荷波动和建模误差等引起的不确定性，特别考虑到由于阀门位置变化引起的调速器速度限制时，比例积分控制器不能够实现较好的控制效果。为了保证供电质量，有必要基于电力系统负荷和频率的变化，设计鲁棒控制器。滑模控制作为一种控制器的设计方法，具有鲁棒性的优点，特别是当系统状态到达滑动模态阶段时，对参数摄动和外界干扰具有不敏感性，因此可以用来有效处理电力系统中负荷扰动的变化和由发电机变化率受限产生的非线性问题。在现有的文献中，针对互联电力系统，设计了滑模负荷频率控制器，但是文献并没有考虑不确定参数项的影响。也有文献提出了基于Ackermarm公式的分散滑模LFC方法，对于一个由N个区域组成的互联电力系统，考虑不确定性并把关联项作为系统的扰动，但是该系统中的扰动需要满足匹配条件。然而，在现实电力系统中许多非线性不确定项是不满足匹配条件的。
发明内容
本发明是针对一类非匹配不确定性电力系统频率控制器很难达到控制要求的问题，提出了一种非匹配不确定电力系统的滑模负荷频率控制器设计方法，设计了积分型滑模面，可以优化系统达到阶段的动态性能，同时基于趋近律到达条件，设计相应的滑模负荷频率控制器，使得系统状态在有限时间内到达切换面，保证系统频率趋于稳定。本发明的技术方案为一种非匹配不确定电力系统的滑模负荷频率控制器设计方法，包括如下步骤
1)建立单一电力系统带不确定项的模型，系统闭环状态方程表达式为 均)=(J+M(i)>:(i) + φ +AB)u(i) + (H,其中矩阵』，5和好为标称常数矩阵，
f(x,t) = AA(i)x + ABu +(H+ AH)APd 是集结不确定项；
2)设计积分型滑模面满足方程殆其中矩阵^€矩阵和矩阵￡ e f是常数矩阵，矩阵i满足^4-1) <0并且选择矩阵使得(Tl是非奇异矩阵；
3)设计滑模负荷频率控制器=U= -L-(CfI)4Cf^耀-肌其中■，麗为正常数， sp s为S的符号函数
4)给定稳定性判据条件如果条件成立
)为已知的正函数
、是一个有界函数，存在《
.和^是正定矩阵，
特征值，使得对于所有的I和X € Bi(J)U不确定电力系统在滑模面
f⑷是以 = O为球心以■为半径的封闭球面的补。 所述步骤ι) 中的 ZCO二[Δ/⑴ .■
力是矩阵。的最小 )上保持稳定，其中
A
权利要求
1. 一种非匹配不确定电力系统的滑模负荷频率控制器设计方法，其特征在于，包括如下步骤1)建立单一电力系统带不确定项的模型，系统闭环状态方程表达式为
2.根据权利要求1所述非匹配不确定电力系统的滑模负荷频率控制器设计方法，其特征在于，所述步骤1)中的
全文摘要
本发明涉及一种非匹配不确定电力系统的滑模负荷频率控制器设计方法，设计了积分型滑模面，可以优化系统达到阶段的动态性能，同时基于趋近律到达条件，设计相应的滑模负荷频率控制器，使得系统状态在有限时间内到达积分型滑模面，保证系统频率趋于稳定，保证电力系统运行的平稳性和鲁棒性。
文档编号H02J3/00GK102403719SQ20111037284
公开日2012年4月4日 申请日期2011年11月22日 优先权日2011年11月22日
发明者米阳 申请人:上海电力学院