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【技术实现步骤摘要】
本申请属于一种电网电压参数估计方法,具体涉及一种基于滑模观测器的电网电压参数估计方法及相关装置。
技术介绍
1、随着能源危机和环境问题的不断加剧,大型分布式发电机正积极开发并纳入电网系统中。其中,分布式发电机与电网的协调同步问题,被认为是可再生能源与智能电网整合中最为紧迫和重要的挑战之一。特别值得关注的是,电网电压参数,包括幅值、频率和相位角,在同步过程中扮演着重要角色,是确保系统平稳运行必不可少的核心信息。此外,实时准确地估算电网电压参数,还有助于提高各种电力系统应用的控制性能,例如,多逆变器并联运行、电能质量控制以及柔性交流输电系统的控制。然而,考虑到频率变化、谐波电压扰动和不平衡电压等复杂情况,电网电压参数的稳健估计成为巨大的挑战。
2、随着越来越多不同类型的电源和非线性负载连接到电网,电网中存在谐波电压的情况已不可避免。此外,由于负载不平衡或故障,三相电网通常存在电压不平衡的情况。
3、例如,郝良收在“柔直换流器单滑模观测器电网电压观测方法”中,介绍了基于滑模观测器的电网电压观测方法,再通过充分利用二阶广义积分器的优点,提出一种基于单滑模观测器和单二阶广义积分器的电网电压观测方法。为了实现直流偏置抑制,进一步分析了三阶广义积分器的输入输出关系,并最终提出了一种基于单滑模观测器和单三阶广义积分器的电网电压观测方法。这种方法在测量噪声等不确定的情况下,易出现滑模噪声放大的现象,会增大电网电压的谐波,并降低系统稳定性。陈弈甫在“基于滑模观测器的单相电流源控制策略”中提出一种基于滑模观测器的pi+最优控制
技术实现思路
1、本申请针对电网电压参数估计时,由于负载不平衡或故障,三相电网通常存在电压不平衡的情况,导致估计结果准确性低的技术问题,提供一种基于滑模观测器的电网电压参数估计方法及相关装置。
2、为了实现上述目的,本申请采用以下技术方案予以实现:
3、第一方面,本申请提出一种基于滑模观测器的电网电压参数估计方法,包括:
4、通过变换后的滑模观测器估计电网电压参数;
5、通过逆变换,得到变换前原始坐标系下的电网电压参数;
6、所述变换后的滑模观测器,包括:
7、在线性坐标变换后,确定电网电压系统模型,并根据电网电压系统模型简化滑模观测器;所述线性坐标变换采用的可逆坐标变换矩阵,通过额定电网频率和频率系数确定;所述电网电压系统模型的输出为线性坐标变换后的二阶正弦电网系统状态量估计值,以及电网正弦电压;
8、根据额定电网频率确定滑模观测器的线性增益矩阵。
9、进一步地,所述线性坐标变换,包括:
10、z=tx
11、其中,z为坐标变换后的二阶正弦电网系统状态量,t为可逆坐标变换矩阵,x为二阶正弦电网系统状态量;
12、
13、其中,ω0为额定电网频率,k1为常量,kf为频率系数。
14、进一步地,所述电网电压系统模型,包括:
15、
16、其中,a为系统矩阵,e为电网正弦电压,c为输出矩阵,为z的动态估计值;
17、
18、c=[0 1]。
19、进一步地,所述滑模观测器简化后,包括:
20、
21、其中,为误差值的动态估计值,为a的误差值,为z的误差值,gl为线性增益矩阵,gn为非线性增益矩阵,υ为非线性反馈函数,c为输出矩阵,ρ1为正反馈增益。
22、进一步地,所述线性增益矩阵,包括:
23、
24、其中,k2为一个常量;
25、滑模观测器的非线性增益矩阵为:
26、gn=[0 1]t
27、其中,gn为非线性增益矩阵。
28、进一步地,所述通过逆变换,得到变换前原始坐标系下的电网电压参数,包括:
29、
30、进一步地,所述频率系数kf的确定方法,包括:
31、
32、其中,为kf的动态估计结果,ρ2和ρ1是为提高动态性能的两个正值参数,为误差估计值;
33、kf的误差为:
34、
35、其中,kfmin为kf最小值,为kf的平均值,kfmax为kf最大值。
36、第二方面,本申请提出一种基于滑模观测器的电网电压参数估计系统,包括:
37、估计模块,用于通过变换后的滑模观测器估计电网电压参数;
38、逆变换模块,用于通过逆变换,得到变换前原始坐标系下的电网电压参数;
39、所述变换后的滑模观测器,包括:
40、在线性坐标变换后,确定电网电压系统模型,并根据电网电压系统模型简化滑模观测器;所述线性坐标变换采用的可逆坐标变换矩阵,通过额定电网频率和频率系数确定;所述电网电压系统模型的输出为线性坐标变换后的二阶正弦电网系统状态量估计值,以及电网正弦电压;
41、根据额定电网频率确定滑模观测器的线性增益矩阵。
42、第三方面,本申请提出一种电子设备,包括:
43、存储器,用于存储计算机程序;
44、处理器,用于执行所述计算机程序时实现上述基于滑模观测器的电网电压参数估计方法的步骤。
45、第四方面,本申请提出一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质中存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现上述基于滑模观测器的电网电压参数估计方法的步骤。
46、与现有技术相比,本申请具有以下有益效果:
47、本申请提出一种基于滑模观测器的电网电压参数估计方法,用于估计电网电压参数。首先,引入了一个二阶外部系统模型来描述正弦电网电压的生成过程,基于该二阶外部系统模型,设计了一种用于单相电网电压参数鲁棒估计的滑模观测器。这种估计方法具有响应速度快,鲁棒性强和计算量较小的优点。
48、本申请还提出了一种基于滑模观测器的电网电压参数估计方法,电子设备和计算机存储介质,具备上述基于滑模观测器的电网电压参数估计方法的全部优势。
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1.一种基于滑模观测器的电网电压参数估计方法,其特征在于,包括:
2.根据权利要求1所述一种基于滑模观测器的电网电压参数估计方法,其特征在于,所述线性坐标变换,包括:
3.根据权利要求2所述一种基于滑模观测器的电网电压参数估计方法,其特征在于,所述电网电压系统模型,包括:
4.根据权利要求3所述一种基于滑模观测器的电网电压参数估计方法,其特征在于,所述滑模观测器简化后,包括:
5.根据权利要求4所述一种基于滑模观测器的电网电压参数估计方法,其特征在于,所述线性增益矩阵,包括:
6.根据权利要求5所述一种基于滑模观测器的电网电压参数估计方法,其特征在于,所述通过逆变换,得到变换前原始坐标系下的电网电压参数,包括:
7.根据权利要求6所述一种基于滑模观测器的电网电压参数估计方法,其特征在于,所述频率系数Kf的确定方法,包括:
8.一种基于滑模观测器的电网电压参数估计系统,其特征在于,包括:
9.一种电子设备,其特征在于,包括:
10.一种计算机可读存储介质,其特征在于,所述计算
...【技术特征摘要】
1.一种基于滑模观测器的电网电压参数估计方法,其特征在于,包括:
2.根据权利要求1所述一种基于滑模观测器的电网电压参数估计方法,其特征在于,所述线性坐标变换,包括:
3.根据权利要求2所述一种基于滑模观测器的电网电压参数估计方法,其特征在于,所述电网电压系统模型,包括:
4.根据权利要求3所述一种基于滑模观测器的电网电压参数估计方法,其特征在于,所述滑模观测器简化后,包括:
5.根据权利要求4所述一种基于滑模观测器的电网电压参数估计方法,其特征在于,所述线性增益矩阵,包括:
6.根据权利要求5所述一...
【专利技术属性】
技术研发人员:白世军,唐先明,肖瑶,石楠,
申请(专利权)人:西安西电电力电子有限公司,
类型:发明
国别省市:
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