【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于電網自動化，具體涉及一種臺區互聯裝置的直流母線分數階控制方法及相關裝置。
技術介紹
1、臺區互聯裝置一般由兩個ac-dc變換器以背靠背的方式組成，包括兩個交流接口和一個直流母線接口。直流母線接口還可以擴展，接入光伏、儲能和充電樁等直流設備。在某些工況下，直流母線電壓需要動態調整，以滿足更寬范圍的直流電壓輸入。因此，對直流母線的穩定、準確、快速跟蹤控制非常重要。通常情況下，臺區互聯裝置的直流母線電壓由一個ac-dc變換器對直流母線電壓進行控制。
2、常見的方法有直流電壓外環+電流內環的雙閉環控制方法，以及通過增加前饋等方法來實現直流母線電壓的準確有效控制。從雙閉環控制參數的計算可知，該方法更適用于直流母線電壓給定值是固定值的情況。當直流母線給定值電壓在大范圍波動時，雙閉環控制的穩定性、準確性和快速性仍有待提升。
技術實現思路
1、本專利技術的目的在于提供及一種臺區互聯裝置的直流母線分數階控制方法及相關裝置，以解決現有技術中
2、為了實現上述目的，本專利技術采用如下技術方案：
3、本專利技術第一方面，提供了一種臺區互聯裝置的直流母線分數階控制方法，包括如下步驟：
4、步驟1、確定臺區柔性互聯設備ac-dc變換器的拓撲結構，基于所述拓撲結構，構建臺區柔性互聯裝置的分數階數學模型；
5、步驟2、將步驟1得到分數階數學模型的空間狀態方程作為連續控制對象的狀態方程；
6、步驟3、根據連續控制對象的狀態方程和運
7、進一步的，獲取預先構建的臺區柔性互聯裝置的分數階數學模型的步驟中，所述臺區柔性互聯裝置的分數階數學模型在三相靜止坐標系abc下表示為：
8、
9、其中，l1α1表示第一交流側的濾波電感l1的分數階電感值，l2α2表示第二交流側的濾波電感l2的分數階電感值；cβ表示直流側分數階電容值；α1和α2分別為第一、第二交流側分數階電感的階次變量、β為分數階電容階次變量；i1abc、i2abc分別為第一交流側的三相流入電流、第二交流側的三相流出電流；udc表示直流側電容兩端電壓值；eabc為電網左側三相電壓；r1、r2為分別導線上的等效電阻；vabc為電網右側三相電壓；miabc＝tsiabc，下標i＝1或2；s1abc、s2abc分別表示第一、第二交流側的三相開關函數。
10、進一步的，對三相靜止坐標系abc下臺區柔性互聯設備的分數階數學模型進行分數階2/3變換，得到兩相靜止坐標系dq下臺區柔性互聯設備的分數階數學模型：
11、
12、其中，i1dq表示兩相靜止坐標系下第一交流側三相流入電流的d、q分量；i2dq表示兩相靜止坐標系下第二交流側三相流出電流的d、q分量；edq表示兩相靜止坐標系下電網左側三相電壓的d、q分量；vdq表示兩相靜止坐標系下電網右側三相電壓的d、q分量；s1dq、s2dq分別表示第一、第二交流側三相開關函數的d、q分量。
13、進一步的，對兩相靜止坐標系dq下臺區柔性互聯設備的分數階數學模型進行dq變換，得到兩相旋轉坐標系的分數階數學模型：
14、
15、其中，i1dq表示兩相靜止坐標系下第一交流側三相流入電流的d、q分量；i2dq表示兩相靜止坐標系下第二交流側三相流出電流的d、q分量；s1dq、s2dq分別表示第一、第二交流側三相開關函數的d、q分量；ω為電網電壓角頻率；edq表示兩相靜止坐標系下電網左側三相電壓的d、q分量；vdq表示兩相靜止坐標系下電網右側三相電壓的d、q分量。
16、進一步的，分數階臺區柔性互聯設備的電感階次α1＝α2＝0.85，電容階次β＝0.95。
17、進一步的，根據連續控制對象的狀態方程和運行需求，確定直流母線動態變換的分數階控制策略，包括：
18、根據有功功率參考值p*和無功功率參考值q*，分別計算d軸電流參考值d軸電流參考值直流側電壓udc和直流側電壓參考值udc*的差值作為直流側pi控制器的輸入，直流側piλ分數階控制器輸出有功電流指令；通過鎖相環電路提取交流側三相電壓的相位θ；基于相位θ對交流側的電流進行dq變換，分別得到三相電流的d、q分量；將三相電流的d軸分量與直流側piλ分數階控制器輸出有功電流指令或者d軸電流參考值作差，將三相電流的q軸分量與d軸電流參考值作差，作差后的結果分別輸入第一piλ分數階控制器、第二piλ分數階控制器；第一piλ分數階控制器的輸出結果與三相電流d軸分量瞬時值作差得到第一差值分量，第二piλ分數階控制器的輸出結果與三相電流q軸分量瞬時值作差得到第二差值分量，兩個差值分量基于相位θ對疊加后的結果進行反dq變換，并將反dq變換的結果進行svpwm調制后，作為開關指令。
19、進一步的，piλ分數階控制器的傳遞函數為：
20、
21、其中，λ為電流環積分階次，kip為電流環比例系數，kii為電流環積分系數；
22、電流內環的開環傳遞函數為：
23、
24、其中，kpwm為逆變橋比例增益，ti為電流信號采樣延時，l為濾波電感，r為綜合等效電阻；
25、電壓外環的開環傳遞函數為：
26、
27、其中，λ為電壓環積分階次，tv為電壓信號采樣延時，c為直流側濾波電容。
28、本專利技術第二方面，提供了一種臺區互聯裝置的直流母線分數階控制裝置，包括：
29、第一確定模塊，用于確定臺區柔性互聯設備ac-dc變換器的拓撲結構，基于所述拓撲結構，構建臺區柔性互聯裝置的分數階數學模型；
30、第二確定模塊，用于確定分數階數學模型的空間狀態方程為連續控制對象的狀態方程；
31、策略制定模塊，用于根據連續控制對象的狀態方程和運行需求，確定直流母線動態變換的分數階控制策略；其中，分數階控制策略包括直流電壓外環和功率內環。
32、本專利技術第三方面，提供了一種電子設備，包括處理器和存儲器，所述處理器用于執行存儲器中存儲的計算機程序以實現如上述的臺區互聯裝置的直流母線分數階控制方法。
33、本專利技術第四方面，提供了一種計算機可讀存儲介質，所述計算機可讀存儲介質存儲有至少一個指令，所述至少一個指令被處理器執行時實現如上述的臺區互聯裝置的直流母線分數階控制方法。
34、與現有技術相比較，本專利技術的有益效果如下：
35、本專利技術提出的一種臺區互聯裝置直流母線的分數階控制方法，基于臺區柔性互聯設備ac-dc變換器的拓撲結構，建立了ac-dc變換器的分數階數學模型，并進行了分數階電流內環控制器的設計，提高了電流內環跟蹤的準確性與穩定性。基于ac-dc變換器的分數階數學模型，將自抗擾控制策略作用于電壓外環的控制，以實現穩定、準確的電壓跟蹤。本專利技術提供的一種臺區互聯裝置的直流母線分數階本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種臺區互聯裝置的直流母線分數階控制方法，其特征在于，包括如下步驟：
2.根據權利要求1所述的臺區互聯裝置的直流母線分數階控制方法，其特征在于，獲取預先構建的臺區柔性互聯裝置的分數階數學模型的步驟中，所述臺區柔性互聯裝置的分數階數學模型在三相靜止坐標系abc下表示為：
3.根據權利要求2所述的臺區互聯裝置的直流母線分數階控制方法，其特征在于，對三相靜止坐標系abc下臺區柔性互聯設備的分數階數學模型進行分數階2/3變換，得到兩相靜止坐標系DQ下臺區柔性互聯設備的分數階數學模型：
4.根據權利要求3所述的臺區互聯裝置的直流母線分數階控制方法，其特征在于，對兩相靜止坐標系DQ下臺區柔性互聯設備的分數階數學模型進行dq變換，得到兩相旋轉坐標系的分數階數學模型：
5.根據權利要求4所述的臺區互聯裝置的直流母線分數階控制方法，其特征在于，分數階臺區柔性互聯設備的電感階次α1＝α2＝0.85，電容階次β＝0.95。
6.根據權利要求1所述的臺區互聯裝置的直流母線分數階控制方法，其特征在于，根據連續控制對象的狀態方程和運行需求，確定
7.根據權利要求6所述的臺區互聯裝置的直流母線分數階控制方法，其特征在于，PIλ分數階控制器的傳遞函數為：
8.一種臺區互聯裝置的直流母線分數階控制裝置，其特征在于，包括：
9.一種電子設備，其特征在于，包括處理器和存儲器，所述處理器用于執行存儲器中存儲的計算機程序以實現如權利要求1至7中任意一項所述的臺區互聯裝置的直流母線分數階控制方法。
10.一種計算機可讀存儲介質，其特征在于，所述計算機可讀存儲介質存儲有至少一個指令，所述至少一個指令被處理器執行時實現如權利要求1至7中任意一項所述的臺區互聯裝置的直流母線分數階控制方法。
...【技術特征摘要】
1.一種臺區互聯裝置的直流母線分數階控制方法，其特征在于，包括如下步驟：
2.根據權利要求1所述的臺區互聯裝置的直流母線分數階控制方法，其特征在于，獲取預先構建的臺區柔性互聯裝置的分數階數學模型的步驟中，所述臺區柔性互聯裝置的分數階數學模型在三相靜止坐標系abc下表示為：
3.根據權利要求2所述的臺區互聯裝置的直流母線分數階控制方法，其特征在于，對三相靜止坐標系abc下臺區柔性互聯設備的分數階數學模型進行分數階2/3變換，得到兩相靜止坐標系dq下臺區柔性互聯設備的分數階數學模型：
4.根據權利要求3所述的臺區互聯裝置的直流母線分數階控制方法，其特征在于，對兩相靜止坐標系dq下臺區柔性互聯設備的分數階數學模型進行dq變換，得到兩相旋轉坐標系的分數階數學模型：
5.根據權利要求4所述的臺區互聯裝置的直流母線分數階控制方法，其特征在于，分數階臺區柔性互聯設...
【專利技術屬性】
技術研發人員：喻暉，郭原湖，郭眾孚，吳大偉，王程，王婷，劉博文，王云琦，趙展，江陽，李珅珅，徐浩，董艷艷，郝志剛，彭茂君，徐穎，
申請(專利權)人：國網北京市電力公司，
類型：發明
國別省市：
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