SVC、TCSC与发电机励磁鲁棒非线性协调控制研究

论文摘要

现代电力系统的发展趋势是以多参数、大机组、大电网、高电压、远距离以及高度自动化为特征,形成了一个强非线性、多维、动态的复杂大系统。虽然随着电力系统的不断发展,输电容量的不断增加,自动化程度的不断提高,使发电、输电更经济、更高效,但是同时也给电力系统的稳定性和安全运行带来了新的挑战。本文针对大容量、远距离输电系统和电力系统的强非线性和不确定性,设计了一种SVC, TCSC与发电机励磁鲁棒非线性协调控制策略。主要包括以下工作内容：建立了发电机组运动方程及电力系统中的同步发电机励磁系统、SVC及TCSC的数学模型,并且在模型中考虑到电力系统中可能受到的各类干扰。运用直接反馈线性化方法(DFL)将上述所建非线性模型线性化,得到一个线性系统。对于所得线性系统,运用线性H∞理论,设计出了一种SVC, TCSC与发电机励磁鲁棒非线性协调控制器。在电力系统综合程序(PSASP)中,借助于PSASP中的用户自定义模型(UDM)对上述控制规律进行仿真,单机无穷大系统以及三机七节点系统的仿真结果表明鲁棒非线性协调控制策略能够有效抑制各种干扰,提高系统的暂态稳定性。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 选题的背景及研究意义
• 1.2 课题的提出
• 1.3 国内外研究动态
• 1.3.1 励磁控制系统的发展现状
• 1.3.2 FACTS技术的发展现状
• 1.4 论文的思路及结构
• 2 同步发电机的励磁系统
• 2.1 励磁系统的基本结构
• 2.2 励磁控制系统的主要任务
• 2.3 励磁控制系统的要求
• 2.4 励磁控制系统的发展
• 3 灵活交流输电技术
• 3.1 概述
• 3.1.1 FACTS元件的主要用途
• 3.1.2 FACTS元件的分类
• 3.1.3 FACTS控制器间的交互影响
• 3.2 静止无功补偿器（SVC）
• 3.2.1 SVC的分类
• 3.2.2 SVC的作用
• 3.2.3 SVC的优缺点
• 3.2.4 SVC对电力系统电压稳定的影响
• 3.2.5 SVC安装地点的选择原则
• 3.3 晶闸管控制的串联电容器（TCSC）
• 3.3.1 TCSC的结构
• 3.3.2 TCSC的运行
• 3.3.3 TCSC的分类
• 3.3.4 TCSC的优点
• 3.3.5 TCSC的安装位置
• 4 非线性控制理论及其在电力系统中的应用
• 4.1 概述
• 4.1.1 非线性经典控制理论
• 4.1.2 Lyapunov直接法
• 4.1.3 映射线性化方法
• 4.1.4 变结构控制
• 4.1.5 自适应控制
• 4.1.6 智能控制
• 4.2 直接反馈线性化方法
• ∞鲁棒性控制'>4.3 H_∞鲁棒性控制
• 4.3.1 鲁棒控制的数学基础
• ∞控制理论'>4.3.2 非线性H_∞控制理论
• ∞控制理论'>4.3.3 线性H_∞控制理论
• 5 SVC,TCSC与发电机励磁鲁棒非线性协调控制器的设计
• 5.1 电力系统建模
• 5.1.1 同步发电机的基本方程组
• 5.1.2 SVC的数学模型
• 5.1.3 TCSC的数学模型
• 5.1.4 系统综合动态模型
• 5.2 系统线性化
• 5.3 控制器的设计
• 6 实例仿真及分析
• 6.1 电力系统分析综合程序（PSASP）简介
• 6.1.1 概述
• 6.1.2 用户自定义模型
• 6.2 协调控制器的仿真研究
• 6.2.1 单机无穷大系统
• 6.2.2 三机七节点系统
• 7 结论与展望
• 7.1 结论
• 7.2 展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录