發(fā)電機(jī)調(diào)速優(yōu)化控制二次性能指標(biāo)的研究.pdf

1、發(fā)電機(jī)調(diào)速優(yōu)化控制是電力系統(tǒng)穩(wěn)定控制研究的關(guān)鍵問題,雖然嘗試將各種控制理論都應(yīng)用于發(fā)電機(jī)調(diào)速控制,但現(xiàn)實(shí)中,一般仍采用傳統(tǒng)的控制理論(如頻域分析)和控制方法(如PID)。采用現(xiàn)代控制理論的主要問題是必須預(yù)設(shè)控制目標(biāo)(即目標(biāo)函數(shù)),其控制效果不但取決于控制方法,往往更取決于控制目標(biāo)。而由于多機(jī)電力系統(tǒng)的復(fù)雜性,不易預(yù)先判定各種擾動后系統(tǒng)狀態(tài)的變化軌跡和新的穩(wěn)定平衡點(diǎn),從而很難確定每臺機(jī)的控制目標(biāo)。因此,對目標(biāo)函數(shù)的分析顯得尤為重要。

2、>　　 首先介紹了汽輪機(jī)及其調(diào)速器的幾種常用模型,闡述了汽門線性與非線性最優(yōu)控制(狀態(tài)反饋線性化)的基本設(shè)計(jì)方法和優(yōu)化控制器設(shè)計(jì)的一般步驟。針對優(yōu)化控制的二次型性能指標(biāo)進(jìn)行了分析,指出了其與實(shí)際電力系統(tǒng)穩(wěn)定控制的矛盾:性能指標(biāo)的設(shè)定目標(biāo)是使?fàn)顟B(tài)量回到擾動前的穩(wěn)定平衡點(diǎn),而實(shí)際電力系統(tǒng)擾動后很可能回不到原來的穩(wěn)定平衡點(diǎn)。
　　 以單機(jī)無窮大系統(tǒng)和雙機(jī)無窮大系統(tǒng)為例,分析發(fā)現(xiàn),在瞬時性擾動消失后,發(fā)電機(jī)狀態(tài)量(轉(zhuǎn)子角和轉(zhuǎn)速)能回到

3、原來的穩(wěn)定平衡點(diǎn)。利用傳統(tǒng)的二次型性能指標(biāo),針對二階和三階模型,分別采用了線性和非線性優(yōu)化汽門控制,仿真表明都能達(dá)到較好的穩(wěn)定控制效果。進(jìn)而分析了性能指標(biāo)中的狀態(tài)偏差平方項(xiàng)的權(quán)系數(shù)大小與控制軌跡的關(guān)系,仿真發(fā)現(xiàn),轉(zhuǎn)子角Δδ2和轉(zhuǎn)速Δω2項(xiàng)的權(quán)系數(shù)在一定范圍內(nèi)越大,則轉(zhuǎn)子角和轉(zhuǎn)速狀態(tài)量就越快接近原來的穩(wěn)定平衡點(diǎn);而高壓缸功率Δpmh2項(xiàng)的權(quán)系數(shù)在一定范圍內(nèi)越小,轉(zhuǎn)子振蕩平息的時間越快。
　　 在沒有無窮大節(jié)點(diǎn)的系統(tǒng)中,以雙機(jī)系統(tǒng)為

4、例,分析發(fā)現(xiàn),在線路短路故障保護(hù)動作后,發(fā)電機(jī)狀態(tài)量(轉(zhuǎn)子角和轉(zhuǎn)速)都不會回到原來的穩(wěn)定平衡點(diǎn)。而在此情況下,線性和非線性優(yōu)化控制的性能指標(biāo)仍然指向原來的穩(wěn)定平衡點(diǎn)。仿真分析也發(fā)現(xiàn),性能指標(biāo)中相應(yīng)狀態(tài)偏差平方項(xiàng)的權(quán)系數(shù)越大,該狀態(tài)量運(yùn)動軌跡就越接原來的平衡點(diǎn),但有可能偏離新的穩(wěn)定平衡點(diǎn)越遠(yuǎn)。
　　 因此,采用現(xiàn)代控制理論進(jìn)行電力系統(tǒng)穩(wěn)定控制,關(guān)鍵是控制目標(biāo)的確定,以及二次型指標(biāo)中的權(quán)系數(shù)對狀態(tài)量控制軌跡的影響。論文在導(dǎo)師的研究基