基于模块化多电平矩阵换流器的柔性低频输电系统大信号稳定性分析

为了实现“双碳”战略目标,推动我国能源转型,实现海上风电等大规模新能源的安全可靠送出成为研究关键。柔性低频输电系统通过降低输电频率来提高输送能力并节省经济成本,逐渐成为“新型电力系统”中除传统工频输电和直流输电方式之外的有益补充。但是,柔性低频输电系统的稳定性问题,尤其是大信号稳定性问题仍是工程实践中的难题。为此,采用Lyapunov直接法对基于模块化多电平矩阵换流器(modular multilevel matrix converter,M3C)的柔性低频输电系统进行了大信号稳定性分析。首先针对系统非线性状态方程阶数较高,导致难以通过经验或者线性系统Jacobian矩阵方法直接构造能量函数的难题,通过扇区非线性方法建立了模糊模型,简洁快速地构建了系统能量函数并计算了大信号稳定吸引域(large signal domain of attraction,LS-DOA)。其次引入多维空间吸引域的映射方法,从频率差异的角度更加直观地揭示了主电路和控制系统等参数对系统大信号稳定性的影响。然后结合线性矩阵不等式(linear matrix inequality,LMI)凸优化理论,分析了系统大信号不稳定的相关机理并给出了高效的镇定策略。最后通过MATLAB/Simulink建立了系统模型,实现了对理论分析的仿真验证,研究结果对柔性低频输电系统的工程实践有一定的参考作用。

一类非线性矩阵二阶系统的反馈LPV化控制

针对一类非线性矩阵二阶系统提出了反馈LPV(linear parameter-varying)控制方法.当满足一定条件时,通过引入给定形式的非线性状态反馈将该类非线性系统化为polytopic LPV系统,进而可以采用LPV控制方法进行控制律设计.以hub-beam系统的SFOAC模型为例,通过非线性状态反馈将该模型转化为polytopic LPV系统,然后针对该系统设计线性状态反馈控制律实现区域极点配置,并把该控制律参数的求解转化为LMI约束下的凸优化问题.最后,数值算例验证了该方法的有效性.

不确定离散系统的鲁棒Gl_2滤波器设计

对于凸多面体不确定离散系统,研究了满足误差估计系统鲁棒稳定且满足一定Gl2性能指标的线性全阶稳定滤波器设计方法.分别给出了确定性和不确定性离散系统具有Gl2性能的线性矩阵不等式(linear matrix ine-quality,LMI)充要条件和充分条件.在此基础上,通过使用滤波器参数化方法,分别推导出了以LMI描述的确定性和不确定性系统的Gl2滤波器存在的充要条件和充分条件,进而可以使用LMI凸优化程序求解滤波器.通过对算例的计算,结果表明,在噪声信号为独立范数有界情况下,鲁棒Gl2滤波比H∞滤波具有更少的保守性.