STATCOM與發(fā)電機勵磁魯棒非線性協(xié)調(diào)控制穩(wěn)定性研究.pdf

1、現(xiàn)代電力系統(tǒng)的發(fā)展趨勢是形成互聯(lián)的動態(tài)復雜網(wǎng)絡的大系統(tǒng)，以多重參數(shù)、大機組、大電廠、大電網(wǎng)、高電壓、遠距離以及高度自動化為特征，形成一個強非線性、多維、動態(tài)的復雜大系統(tǒng)。而且隨著電力系統(tǒng)的不斷發(fā)展，輸電容量的增加及自動化程度的提高，為使得發(fā)電、輸電更經(jīng)濟、更高效的同時也給電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全運行帶來了新的挑戰(zhàn)。國內(nèi)外電力科技界的專家學者就如何保證和提高電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定性問題進行了深入廣泛研究，并在電力系統(tǒng)的穩(wěn)定理論研究和新設備研制等

2、方面取得了豐富的成果。 電力科研人員借助控制理論的發(fā)展、電力電子技術的進步和計算機運算速度的提升，將越來越多的新技術、新設備和新策略應用到電力系統(tǒng)的運行控制中。靈活交流輸電技術(Flexible AC Transmission System, FACTS)就是目前被廣泛研究和應用的一種技術，它可以有效地提高系統(tǒng)輸電容量，增強系統(tǒng)穩(wěn)定性，改善電能質(zhì)量，但同時也增加了系統(tǒng)的復雜程度和控制難度。本文就如何提高電力系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定控制，對

3、多機系統(tǒng)的FACTS裝置自適應控制器和發(fā)電機勵磁魯棒非線性協(xié)調(diào)控制，以及微分代數(shù)系統(tǒng)的魯棒勵磁控制等方面進行了研究。 現(xiàn)將主要研究成果歸納如下： 本文簡化了原有靜止同步補償器(Static Synchronous Compensator, STATCOM)和發(fā)電機勵磁的微分代數(shù)結構模型，提出一種更易于控制器設計的新模型，利用非線性控制方法，結合電力系統(tǒng)的特點，提出了STATCOM和發(fā)電機勵磁協(xié)調(diào)控制設計策略，整個系統(tǒng)達到

4、系統(tǒng)功角和電壓雙重穩(wěn)定的效果；深入考慮到模型的不確定因素，將多輸入多輸出精確反饋線性化方法和魯棒控制相結合，提出了STATCOM和發(fā)電機勵磁魯棒非線性協(xié)調(diào)控制器設計策略。 將直接反饋線性化、Lyapunov穩(wěn)定性理論和參數(shù)自適應控制方法相結合，設計多機電力系統(tǒng)中的靜止同步串聯(lián)補償器(Static Synchronous Series Compensator)自適應控制器。電力系統(tǒng)中一般都存在著系統(tǒng)參數(shù)的不確定性問題，而系統(tǒng)實際運

5、行狀態(tài)往往和系統(tǒng)參數(shù)相關，這使得電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性有所降低，同時也加大了系統(tǒng)穩(wěn)定控制的難度。利用參數(shù)自適應控制方法，可實現(xiàn)系統(tǒng)目標跟蹤及穩(wěn)定控制。 考慮到大多數(shù)電力系統(tǒng)模型是采用非線性微分代數(shù)方程形式描述的，并且實際系統(tǒng)的模型都存在著不同程度的不確定因素，本文將魯棒控制系統(tǒng)理論與微分代數(shù)系統(tǒng)的反饋線性化方法相結合，提出了微分代數(shù)系統(tǒng)的魯棒控制理論的定義和定理。最后將該理論實際應用到具有動態(tài)負荷的單機無窮大系統(tǒng)，提出了電力系統(tǒng)微分代