基于耗散系統(tǒng)原理的STATCOM與發(fā)電機勵磁魯棒穩(wěn)定控制研究.pdf

1、電力系統(tǒng)是一個典型的高維非線性動態(tài)系統(tǒng)。隨著大型電力系統(tǒng)互聯(lián)發(fā)展，增強了電力系統(tǒng)的復(fù)雜性和非線性程度。另一方面，隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展和計算機運算能力的提高，越來越多的新技術(shù)、新設(shè)備和新策略被應(yīng)用于電力系統(tǒng)的運行控制中。STATCOM作為靈活交流輸電系統(tǒng)的一種新設(shè)備被廣泛地應(yīng)用到電力系統(tǒng)中，它可以有效地提高系統(tǒng)輸電容量，增強系統(tǒng)穩(wěn)定，改善電能質(zhì)量，但同時也增加了系統(tǒng)的復(fù)雜程度和控制難度。所以穩(wěn)定性分析是電力系統(tǒng)規(guī)劃和運行中重要的任務(wù)之一

2、。為提高電力系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性，除應(yīng)對電網(wǎng)進行合理的規(guī)劃、建設(shè)采取必要的措施外，最主要的就是對相關(guān)部件采取有效的控制手段。因此，STATCOM與電力系統(tǒng)勵磁的控制設(shè)計研究具有十分重要的意義。
　　為了改進和提高電力系統(tǒng)的穩(wěn)定控制技術(shù)，人們對系統(tǒng)模型及控制方法進行了大量的研究工作。發(fā)電機勵磁控制一直以來都是提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定性最經(jīng)濟最有效的手段之一，但大部分控制勵磁系統(tǒng)都是基于電力系統(tǒng)在某個運行點的線性化模型而進行設(shè)計的線性控制規(guī)律。在

3、電力系統(tǒng)的實際運行中，由于存在著各種不確定性因素，而且干擾對控制系統(tǒng)的影響很大，應(yīng)該考慮降低干擾對系統(tǒng)的影響，使干擾輸入對系統(tǒng)輸出的影響足夠小，這也就是電力系統(tǒng)的魯棒非線性控制問題。電力系統(tǒng)的魯棒非線性控制對提高穩(wěn)定性，改善系統(tǒng)動態(tài)能有著十分重要的意義。另外，耗散系統(tǒng)原理研究的不斷發(fā)展對分析電力系統(tǒng)提供了新的視角和方法，因此有必要基于耗散系統(tǒng)原理研究成果，完全考慮系統(tǒng)的非線性特性，設(shè)計電力系統(tǒng)的非線性控制器。
　　本文針對具有ST

4、ATCOM的發(fā)電機勵磁系統(tǒng)，利用非線性控制的基本原理和控制方法，結(jié)合電力系統(tǒng)的特點，針對各種系統(tǒng)裝置，建立并推導(dǎo)系統(tǒng)的合適數(shù)學模型。然后采用無源協(xié)調(diào)控制思想和反步法，研究設(shè)計了STATCOM和發(fā)電機勵磁的協(xié)調(diào)控制器，有效提高了系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定性能。
　　最后介紹了微分代數(shù)理論的基本概念，并將前面的研究成果推廣到非線性微分代數(shù)系統(tǒng)，用它來描述復(fù)雜電力系統(tǒng)動態(tài)特性。將單機模型推廣到多機電力系統(tǒng)，嘗試建立能夠反映系統(tǒng)拓撲特性的不確定結(jié)構(gòu)保