(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210765430.7 (22)申请日 2022.07.01 (71)申请人 广西财经 学院 地址 530000 广西壮 族自治区南宁市西乡 塘区大学西路189号 (72)发明人 陈登义　 (74)专利代理 机构 北京卓岚智财知识产权代理 事务所 (特殊普通合伙) 11624 专利代理师 任漱晨 (51)Int.Cl. G06F 30/20(2020.01) G06F 17/11(2006.01) H02J 3/00(2006.01) G06F 119/06(2020.01) (54)发明名称 多区域互联电力系统SSSC非线性控制器设 计方法 (57)摘要 本发明提供多区域互联电力系统SSSC(静止 同步串联补偿器， Static  Synchronous  Series  Compensator)非线 性控制器设计方法， 属于电力 系统技术领域， 方法包括如下： 设计区域互联电 力系统模型， 采用浸入与不变自适应控制方法对 系统模型中的不确定阻尼系数进行辨识， 基于 反 步法进行控制律设计， 在设计过程中引入非线性 阻尼项。 采用浸入与不变自适应控制方法设计了 阻尼系数的自适应估计律， 提高控制器的自适应 能力。 基于反步法设计SSSC的控制律， 在反步法 设计过程中， 将虚拟控制量的导数看作不确定 项， 并引入非线性阻尼算法对其处理， 减少反步 法的“微分爆炸”问题。 使用MAT LAB仿真软件对含 SSSC的两区域四机互联电力系统进行研究。 仿真 结果表明， 所提的控制策略是有效的， 明显改善 了电力系统的稳定性， 并且优于传统的自适应 反 步法。 权利要求书4页 说明书11页 附图4页 CN 115081229 A 2022.09.20 CN 115081229 A 1.多区域互联电力系统SSSC非线性控制器设计方法， 其特征在于： 非线性控制器设计 包括参数自适应律设计和S SSC控制律设计， 所述设计方法包括如下步骤： 步骤1： 设计多区域互联电力系统模型； 步骤2： 采用浸入与不变自适应控制方法设计参数自适应律， 对系统模型中的不确定阻 尼系数进行辨识； 步骤3： 基于反步法进行SSSC控制律设计， 在设计过程中引入非线性阻尼项， 以避免微 分爆炸， 验证后完成设计。 2.根据权利要求1所述的多区域互联电力系统SSSC非线性控制器设计方法， 其特征在 于： 步骤1的具体过程 为： SSSC装置可以被安装在输电线路的任意位置， 由于互联电力系统每个区域内的发电机 动态行为相似， 且参数一样， 故将 每个区域看作等值 发电机， SSSC装置可以看作是串联在电 力系统传输线上 的一个节点上 的可调电抗， 建立发电机励磁数学模型， 得到区域互联电力 系统模型。 3.根据权利要求2所述的多区域互联电力系统SSSC非线性控制器设计方法， 其特征在 于： 建立发电机励磁数 学模型的具体过程 为： 设定， 等值发电机为隐极机， 采用经典二阶模型， 设定等值发电机的暂态电势E1和E2恒 定， 输入机 械功率Pm1和Pm2恒定； 等值发电机的转子运动方程 为： 式(1)中， 等值发电机参数含义为i＝1或者2， δi为等值发电机的转子运行角， 单位为弧 度， ωi为等值发电机的转子角速度， 单位为弧度/秒， Hi为等值发电机的转动惯量， 单位为 秒， Di为等值发电机的阻尼系 数， Pmi为输入机械功率， Pei为等值发电机的电磁功率， ωi0为 等值发电机的额定转子角速度， 单位 为弧度/秒(rad/s)， 其 余量均为标幺值(pu)； 等值发电机的电磁功率 为： 式中， X1＝xT1+xL1+x′d1， X2＝xT2+xL2+x′d2， xT1、 xT2为变压器漏抗， xL1、 xL2为线路阻抗， XSSSC 为SSSC装置的等效阻抗； 由于XSSSC在一定范围内可调， 可选择系统的控制输入量 为： 令 δ12＝ δ1‑δ2‑δ10+δ20， ω12＝ω1‑ω2， δ120＝ δ10‑δ20。 将式(2)和式(3)代入式(1)， 可 得：权　利　要　求　书 1/4 页 2 CN 115081229 A 2式中， Φ＝‑D1/H1·(ω1‑ω10)+D2/H2·(ω2‑ω20)； 设定θ ＝‑D1/H1＝‑D2/H2， θ 是不确定参数； 因此， Φ可以重新表示 为： Φ＝θ·(ω1‑ω10)‑θ·(ω2‑ω20)＝θ ω12。 定义状态量 为： x1＝ δ12， x2＝ω12， 则公式(4)可转 化得到系统模型： 式中， a＝‑(ω10/H1+ω20/H2)·E1E2， b＝ω10Pm1/H1‑ω20Pm2/H2。 控制目标中考虑阻尼系数的不确定性， 控制发电机的相对功角和相对转速稳定运行于 某个平衡点。 4.根据权利要求3所述的多区域互联电力系统SSSC非线性控制器设计方法， 其特征在 于： 步骤2的具体过程 为： 根据浸入与不变自适应控制方法， 设计不确定参数θ 的自适应律， 取估计误差为： 其中， 是θ 的估计值， λ(x1， x2)是待设计的函数； 对式(6)进行求 导， 可得： 取参数θ 的自适应律 为： 为使参数估计误差 z收敛， 取 λ(x1， x2)为： 把式(8)和(9)代入式(7)， 可 得： 将式(9)代入式(8)， 参数θ 的自适应律可以表示 为： 由于在式(6)的参数估计误差中引入函数λ(x1， x2)， 从而使控制方式突破传统的确定权　利　要　求　书 2/4 页 3 CN 115081229 A 3