基于混杂系统的风电直流母线电压稳定控制器及控制方法
专利汇可以提供基于混杂系统的风电直流母线电压稳定控制器及控制方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 涉及一种基于混杂系统的 风 电直流 母线 电压 稳定 控制器 及控制方法，在基于固态 变压器 的新型永磁风电并网系统的低压直流侧，通过双向DC-DC变换单元加入超级电容器，建立基于Boost 电路 建立混杂系统模型，并引入类滑模控制策略，利用超级电容器的快速充放电特性，提高直流电压的 稳定性 ，本发明还包括了其控制实现方法，该并网系统直流侧电压 波动 、超级电容器充放电电压和充放电 电流 变小，实现快速准确的抑制风电系统 直流母线 电压波动，改善其并网的 电能 质量 和稳定性。，下面是基于混杂系统的风电直流母线电压稳定控制器及控制方法专利的具体信息内容。
1.一种基于混杂系统的风电直流母线电压稳定控制器，该控制器接在低压直流侧，其特征在于，所述的控制器包括双向DC-DC变换单元和超级电容单元，所述的双向DC-DC变换单元由两个开关器件T1和T2同向串联组成双向半桥Buck-Boost电路，其两端分别连接低压直流侧电容C的两端，所述的超级电容单元包括电感L、电阻Rsc和超级电容Csc，所述的电感L、电阻Rsc和超级电容Csc依次串联后并联在开关器件T2两端。
2.根据权利要求1所述的控制器，其特征在于，所述的开关器件为IGBT、IGCT或电力MOSFET。
3.一种权利要求1所述的基于混杂系统的风电直流母线电压稳定控制器的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)建立DC-DC变换器混杂系统模型
根据耗散的端口受控哈密顿系统，连续工作模式下的DC-DC变换器表示为：
x(t)为系统连续时间状态量；F、J和R均为n×n阵，其中F为可逆阵，J为斜对称阵，n×r m×n
R为与负载电阻相关的非负矩阵；B∈R 为输入矩阵；w(t)为连续输入量；C∈R 为输m×r
出矩阵；D∈R 为直接转移矩阵；m(t)表示系统当前模态的离散事件的输入，φ[，]是以系统状态x(t)和离散事件m(t)为变量的不连续函数；s(t)∈{0，1}为布尔量；为状态量的导数，y为输出量，s(t+)为下一个时间段的开关状态；
2)基于Boost电路建立混杂系统模型
用理想开关s表示Boost电路中的开关器件，基于基尔霍夫电压定律和电流定律的状态方程表示为：
按照式(1)确定基于Boost电路建立的混杂系统模型中各系数矩阵取值如下：
3)确定系统平衡点与李雅普诺夫渐近稳定条件
把开关量s看作为一个连续量s(t)，选择系统状态稳定点x(t)=xref，当存在s(t)＝seq，且0≤seq≤1，满足：
F{[J(seq)-R(seq)]xref+B(seq)w}=0 (3)
由式(3)计算出在Boost电路中电压和电流的平衡点uref和iref分别为：
确定平衡点后，采用李雅普诺夫第二法对DC-DC混杂系统进行稳定性分析，系统李雅普诺夫函数可以表示为：
其导函数为：
当 时，混杂系统渐进稳定；
在Boost电路中，系统的李雅普诺夫函数为：
式中icf为流经电感的电流，ucf为超级电容的端电压，由式(6)得式(7)的时间导数为：
由式(8)可以看出，若要保持 在任何状态下成立，上式第二项需满足小于0；
为了实现这一控制目标，引入一个滑模面方程，令P(x，t)=ucfiref-icfurer，则控制策略可用下式描述：
4)基于超级电容器的DC-DC变换器的控制
令发电机发出的功率为Ps，系统输出的并网功率为Pg；稳态时，Ps与Pg相等，超级电容器不工作；当Ps>Pg时，T1触发，DC-DC工作于Buck电路状态，超级电容器吸收能量；当Ps
基于混杂系统的风电直流母线电压稳定控制器及控制方法
技术领域
背景技术
发明内容
输出矩阵；D∈R 为直接转移矩阵；m(t)表示系统当前模态的离散事件的输入，φ[，]是以系统状态x(t)和离散事件m(t)为变量的不连续函数；s(t)∈{0，1}为布尔量；为状态+
量的导数，y为输出量，s(t)为下一个时间段的开关状态；
具体实施方式
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