基于广域测量技术的非线性励磁控制的研究

论文摘要

随着现代大型电力系统互联的发展带来显著的经济效益同时,由于环境和经济等因素的制约,系统运行更加接近极限状态,使得电力系统的稳定性问题日益突出。系统的稳定一旦遭到破坏,会造成系统解列和崩溃的灾难性后果,势必会造成大范围长时间停电。施加控制是改善和提高电力系统的稳定性的主要手段,而发电机组的励磁控制一直被看作是改善电力系统的大干扰稳定性及动态性能的最有效、最经济的手段之一。对于随时可能遭受各种干扰的电力系统来说,找出合适的励磁控制规律对于提高电力系统的暂态稳定性至关重要。 另一方面随着计算机技术、网络技术、广域测量技术、非线性控制技术等相关技术的发展和成熟,为励磁控制性能的进一步改善和提高提供了条件。自从基于GPS与PMU的广域测量系统问世以来,在电力系统的广域范围内能实现发电机功角和母线电压相量实时监测,从而能观测整个电网的真实运行状态,它为电网的安全稳定运行提供了关键测量手段。 本文利用广域测量技术的优势,综合运用多种非线性控制理论方法,来提高非线性励磁控制的性能,设计了多机系统的基于广域测量技术的非线性变结构励磁控制器和观测线性化追踪目标励磁控制器,以改善电力系统的动态特性和提高系统的稳定性。 本文首先总结了国内外关于励磁控制和广域测量系统的研究现状,介绍了非线性励磁控制的理论,并阐述了广域测量系统在电力系统的稳定控制尤其是在非线性励磁控制中的研究成果。 其次,本文针对局部测量信息不能反映电网全局的真实运行状态,可能导

论文目录

• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 励磁控制的研究状况
• 1.2.2 广域测量系统的研究状况
• 1.3 本文所作的主要工作
• 第二章 非线性励磁控制原理
• 2.1 引言
• 2.2 励磁系统的组成
• 2.3 非线性励磁控制的主要研究方法
• 2.4 非线性励磁控制的基本原理
• 2.4.1 直接反馈线性化的基本原理
• 2.4.2 变结构控制的基本原理
• 第三章 广域测量系统理论简介
• 3.1 引言
• 3.2 基于PMU的广域测量系统的基本原理
• 3.2.1 PMU相量测量的原理
• 3.2.2 PMU相量测量的结构
• 3.2.3 广域测量系统的原理
• 3.3 广域测量系统的体系结构
• 3.4 广域测量系统的应用功能
• 3.5 小结
• 第四章 基于广域测量技术的非线性励磁控制
• 4.1 引言
• 4.2 基于广域测量技术的非线性励磁控制规律
• 4.2.1 同步坐标系下的非线性励磁控制
• 4.2.2 以某一台发电机为参考机的坐标系下的非线性励磁控制
• 4.3 线性系统的变结构控制
• 4.4 控制措施性能的分析
• 4.4.1 控制目标的不同
• 4.4.2 控制措施分散性的不同
• 4.5 仿真分析
• 4.5.1 仿真算例
• 4.5.2 功角暂态响应的比较
• 4.5.3 暂态稳定极限切除时间的比较
• 4.6 小结
• 第五章 基于广域测量技术的观测线性化追踪目标励磁控制
• 5.1 引言
• 5.2 基于广域测量技术的观测线性化追踪目标控制原理
• 5.3 基于广域测量技术的观测线性化追踪目标励磁控制规律
• 5.3.1 同步坐标系下的观测线性化目标追踪励磁控制
• 5.3.2 以某一台发电机为参考机的坐标系下的观测线性化目标追踪励磁控制
• 5.4 仿真分析
• 5.4.1 仿真算例
• 5.4.2 故障一时功角暂态响应的比较
• 5.4.3 故障二时功角暂态响应的比较
• 5.5 小结
• 第六章 总结与展望
• 参考文献
• 作者在攻读硕士期间发表的论文
• 声明
• 致谢
• 附录