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【精彩论文】基于勒让德多项式的MMC自适应反步控制策略
观点凝练
摘要：针对柔性直流输电中模块化多电平换流器在运行过程中因严重信号干扰或器件温度上升等因素造成的系统动态模型结构中参数变化，使得系统的稳定控制效果不佳，引起系统安全运行事故等问题，提出了一种基于勒让德多项式的自适应反步法稳定控制策略。该方法在静态abc坐标系下建立动态模型，利用勒让德多项式去逼近补偿模块化多电平换流器中因参数改变引起的误差值，从而消除对动态模型的影响，然后采用反步控制理论选取状态变量，构造Lyapunov函数，求得满足Lyapunov稳定性要求作为稳定控制的变量。最后，通过PSCAD/EMTDC仿真模型和实验平台的验证表明，所提出的控制策略与工程中常用的PI控制策略相比拥有更好的控制性能和鲁棒性。
结论：（1）通过对MMC的动态模型进行分析，探寻了控制量之间的动态关系，构造误差函数和虚拟控制输入，补偿因负载参数突变情况下引起的误差。采用自适应反步控制的方法，选取状态变量进行跟踪，在达到对MMC控制量精准控制的同时，提高了整个系统的稳定性，降低了稳态和瞬态的误差，仿真和实验结果验证了方法的可行性。
（2）引入勒让德多项式来逼近参数突变带来的不确定性误差，由于其无模型化的优势，勒让德多项式可以在误差任意小的情况下近似非线性函数，且只需调节少量几个勒让德系数，就可以保证控制器运行的效率，大大减少了不确定误差下的系统计算压力和模型的复杂程度。
（3）对所提方法的鲁棒性能进行了验证，在给出的桥臂参数浮动范围内，所得到的输出电流幅值最大变化率控制在2.34%，该控制方法能够在系统内部参数浮动的情况下，保证对输出电流的稳定控制，抵御电路参数改变带来的负面影响，拥有较强的鲁棒性能。
引文信息
徐雷, 夏向阳, 敬华兵, 等. 基于勒让德多项式的MMC自适应反步控制策略[J]. 中国电力, 2022, 55(3): 18-27.XU Lei, XIA Xiangyang, JING Huabing, et al. Adaptive back-stepping stability control strategy for MMC based on legendre polynomial[J]. Electric Power, 2022, 55(3): 18-27.往期回顾
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审核：方彤
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