基于Hamilton能量函數(shù)法的機(jī)電擾動控制器設(shè)計(jì).pdf

1、現(xiàn)代電力系統(tǒng)是一個(gè)典型的高維數(shù)、強(qiáng)非線性復(fù)雜動態(tài)系統(tǒng)，其正常運(yùn)行時(shí)不斷遭受各種各樣的擾動。因此，電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定問題一直受到人們的廣泛關(guān)注。
　　電力系統(tǒng)故障時(shí)，汽門控制能夠減少因機(jī)械功率與電磁功率不平衡而引起的轉(zhuǎn)速波動和功角擺動，有利于系統(tǒng)重新建立同步。勵磁控制能調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓和無功功率，是電力系統(tǒng)控制領(lǐng)域最常用最經(jīng)濟(jì)的控制手段之一。將汽門控制和勵磁控制相結(jié)合，能提高系統(tǒng)故障后的收斂速度，有利于系統(tǒng)更快地建立穩(wěn)定。早期電力

2、系統(tǒng)的控制器主要是基于非線性系統(tǒng)在運(yùn)行點(diǎn)附近進(jìn)行線性化下設(shè)計(jì)的，但電力系統(tǒng)的強(qiáng)非線性使得采用局部線性化法設(shè)計(jì)的控制器不能適應(yīng)電力系統(tǒng)受到大擾動后對暫態(tài)性能的要求。近年來，非線性控制已經(jīng)廣泛用于電力系統(tǒng)中，并取得了豐富的成果。
　　Hamilton能量函數(shù)是非線性理論的重要組成部分。本文針對帶汽門開度控制的發(fā)電機(jī)模型，基于Hamilton能量理論，提出了兩種有效的控制方法。
　　首先，本文首次將常值實(shí)現(xiàn)法，即結(jié)構(gòu)矩陣為常值的一

3、種廣義Hamilton實(shí)現(xiàn)，應(yīng)用于帶汽門開度控制的單機(jī)無窮大系統(tǒng)，將系統(tǒng)表示成廣義Hamilton系統(tǒng)，并設(shè)計(jì)了勵磁和汽門協(xié)調(diào)控制的機(jī)電擾動控制器。針對單機(jī)無窮大系統(tǒng)，首次從特征根的角度確定基于Hamilton能量函數(shù)所設(shè)計(jì)的機(jī)電擾動控制器的系數(shù)。在控制器設(shè)計(jì)中未用到線性化方法，所得擾動控制器充分利用了系統(tǒng)的非線性特性。本文基于常值實(shí)現(xiàn)法設(shè)計(jì)的勵磁和汽門協(xié)調(diào)控制的機(jī)電擾動控制器與單獨(dú)的勵磁控制器以及傳統(tǒng)的PID控制器相比，提高了系統(tǒng)發(fā)生

4、故障時(shí)的收斂速度，當(dāng)系統(tǒng)平衡點(diǎn)漂移，該擾動控制器在提高收斂速度的同時(shí)能夠減少系統(tǒng)頻率漂移。最后，基于單機(jī)無窮大系統(tǒng)的仿真結(jié)果驗(yàn)證了本文所提出的機(jī)電擾動控制器的有效性和正確性。
　　其次，首次將Hamilton能量理論和L2干擾抑制的思想應(yīng)用于含有轉(zhuǎn)移導(dǎo)納且考慮汽門開度控制的多機(jī)系統(tǒng)模型，完成了多機(jī)系統(tǒng)的偽廣義Hamilton實(shí)現(xiàn)，設(shè)計(jì)了勵磁和汽門協(xié)調(diào)控制的機(jī)電擾動控制器，具有明確的物理意義。基于Hamilton能量函數(shù)法，保留了系