計及勵磁飽和環(huán)節(jié)的電力系統(tǒng)小擾動穩(wěn)定性分析與控制.pdf

1、勵磁系統(tǒng)作為電力系統(tǒng)的重要組成部分,其飽和環(huán)節(jié)的存在不僅會影響系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定性,而且還可能產(chǎn)生增幅低頻振蕩,進(jìn)而影響系統(tǒng)的靜態(tài)穩(wěn)定性。在穩(wěn)定研究中,“域”方法能夠提供傳統(tǒng)的時域仿真法和頻域法所無法獲得的信息,已逐漸被人們所認(rèn)識和接受。本文將從吸引域的角度,對含勵磁系統(tǒng)飽和環(huán)節(jié)的電力系統(tǒng)穩(wěn)定問題進(jìn)行深入研究。
　　 研究了計及勵磁飽和環(huán)節(jié)線性化單機(jī)系統(tǒng)的全局穩(wěn)定性問題。針對AVR、AVR+PSS和線性最優(yōu)勵磁控制(LOEC)這3種

2、典型勵磁控制策略,建立了計及勵磁系統(tǒng)飽和環(huán)節(jié)的系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型,運(yùn)用觸發(fā)映射和二次曲面Lyapunov函數(shù),對飽和系統(tǒng)的全局穩(wěn)定性進(jìn)行了判定。指出即使系統(tǒng)的特征根實(shí)部均為負(fù),當(dāng)計及勵磁系統(tǒng)飽和環(huán)節(jié)后,系統(tǒng)也不能完全滿足全局穩(wěn)定條件,可能出現(xiàn)非全局穩(wěn)定的情況。因此,研究飽和系統(tǒng)的局部穩(wěn)定問題更加現(xiàn)實(shí)、可行。此外,還對飽和發(fā)生的時間(切換時間)進(jìn)行了估計,并在LOEC控制系統(tǒng)中研究了阻尼系數(shù)對切換時間的影響,指出阻尼系數(shù)的減小會增加勵磁系統(tǒng)保持

3、勵磁頂值的時間。
　　 對計及勵磁飽和環(huán)節(jié)系統(tǒng)的吸引域進(jìn)行了估計。對LOEC控制下的系統(tǒng),將吸引域估計問題轉(zhuǎn)化為凸優(yōu)化問題,通過求解線性矩陣不等式計算飽和系統(tǒng)的橢球吸引域；對采用不同LOEC控制律的系統(tǒng)橢球吸引域進(jìn)行了比較,提出用橢球吸引域的體積指標(biāo)選取LOEC權(quán)矩陣和控制律的新方法；通過分析橢球吸引域體積與勵磁頂值大小之間的關(guān)系,揭示出單機(jī)系統(tǒng)中橢球吸引域體積與勵磁頂值的三次方成正比,兩者呈非線性變化規(guī)律；在多機(jī)系統(tǒng)中,應(yīng)用奇

4、異值分解方法,提出了高維橢球吸引域的三維投影方法,解決了高維橢球吸引域的直觀顯示問題。
　　 提出了利用橢球吸引域確定小擾動穩(wěn)定域(SSSR)邊界的新方法。分析表明,當(dāng)橢球吸引域很小時,該方法與利用Hopf分岔獲得的SSSR差別不大；而當(dāng)橢球吸引域較大時,該方法要比利用Hopf分岔獲得的SSSR小,該方法可以將SSSR大小與擾動大小建立聯(lián)系,從而擴(kuò)展了SSSR的研究范疇。此外,還分析了權(quán)矩陣、阻尼系數(shù)、吸引域指標(biāo)和負(fù)荷模型等因素