含F(xiàn)ACTS的電力系統(tǒng)微分-代數(shù)模型非線性控制策略研究.pdf

1、現(xiàn)代電力系統(tǒng)迅速發(fā)展，以大機(jī)組、超高壓、長(zhǎng)距離、重負(fù)荷、大區(qū)互聯(lián)和交直流聯(lián)合輸電為特點(diǎn)，是一個(gè)典型的強(qiáng)非線性、高維、動(dòng)態(tài)大系統(tǒng)。隨著大型電力系統(tǒng)的互聯(lián)以及各種新設(shè)備的使用，在使發(fā)電、輸電更經(jīng)濟(jì)、高效的同時(shí)也增加了電力系統(tǒng)的規(guī)模和復(fù)雜性，從而提出很多有關(guān)電力系統(tǒng)安全和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的問(wèn)題。長(zhǎng)期以來(lái)，國(guó)內(nèi)外的專家學(xué)者對(duì)如何保證和提高電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定性進(jìn)行了大量的研究工作，并且至今仍為電力系統(tǒng)的重要研究課題。本文針對(duì)結(jié)構(gòu)保持多機(jī)電力系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定

2、控制，F(xiàn)ACTS設(shè)備控制策略的設(shè)計(jì)，以及FACTS器件的合理配置等方面進(jìn)行了研究。主要成果歸納如下： 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)方程的形式，本文是出將Hamilton系統(tǒng)理論引入微分-代數(shù)系統(tǒng)的定義和實(shí)現(xiàn)方法，以及控制策略的設(shè)計(jì)。證明了采用該控制策略可以增大系統(tǒng)的漸近穩(wěn)定域范圍。最后以一個(gè)簡(jiǎn)單算例以系統(tǒng)的相圖和Hamilton函數(shù)水平值示意圖說(shuō)明了所提出理論的正確性。 在結(jié)構(gòu)保持多機(jī)電力系統(tǒng)中，應(yīng)用上

3、述微分-代數(shù)系統(tǒng)的廣義Hamilton理論，研究了計(jì)及非線性負(fù)荷的多機(jī)電力系統(tǒng)的廣義Hamilton實(shí)現(xiàn)方法，提出非線性勵(lì)磁控制策略鎮(zhèn)定該系統(tǒng)。對(duì)兩機(jī)系統(tǒng)的仿真驗(yàn)證了所提出方法的正確性和有效件。 考慮到系統(tǒng)受外界干擾的影響以及建模中不確定性，本文應(yīng)用魯棒控制理論和無(wú)源系統(tǒng)理論，研究了結(jié)構(gòu)保持模型下系統(tǒng)的L<,2>-增益擾動(dòng)抑制問(wèn)題，提出非線性、分散、擾動(dòng)抑制的勵(lì)磁控制律，以提高系統(tǒng)在L<,2>意義下對(duì)外界擾動(dòng)的魯棒性。以四機(jī)系統(tǒng)

4、為例，并與常規(guī)的電力系統(tǒng)穩(wěn)定器(PSS)比較，仿真結(jié)果說(shuō)明了本文提出的非線性勵(lì)磁控制器較常規(guī)PSS對(duì)提高系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定性和對(duì)外部干擾的魯棒性更有效。臨界切除時(shí)間(CCT)的計(jì)算說(shuō)明該勵(lì)磁控制器可以一定程度上增大系統(tǒng)的穩(wěn)定域范圍(以臨界切除時(shí)間衡量的)。 研究基于微分一代數(shù)系統(tǒng)廣義Hamilton理論的統(tǒng)一潮流控制器(UPFC)設(shè)計(jì)?；诠β首⑷肽Ｐ?，建立按Hamilton理論進(jìn)行設(shè)計(jì)的UPFC數(shù)學(xué)模型。首先設(shè)計(jì)了單機(jī)無(wú)窮大系統(tǒng)的

5、UPFC控制器，并進(jìn)行了仿真分析。然后，推導(dǎo)了多機(jī)系統(tǒng)的UPFC控制器設(shè)計(jì)方法，并對(duì)一個(gè)典型三機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行仿真，驗(yàn)證所提出的控制規(guī)律的正確性。 提出了一種新穎的UPFC裝設(shè)地點(diǎn)及參數(shù)優(yōu)化模型，目標(biāo)是對(duì)于給定數(shù)量的UPFC控制器，在滿足系統(tǒng)安全運(yùn)行約束及UPFC自身控制約束的前提下，通過(guò)優(yōu)化UPFC的裝設(shè)地點(diǎn)及參數(shù)以充分提高現(xiàn)有系統(tǒng)的輸電能力。該模型是一個(gè)非線性優(yōu)化問(wèn)題，本文采用了一種改進(jìn)的進(jìn)化規(guī)劃方法-自適應(yīng)進(jìn)化規(guī)劃來(lái)求解，該算法