论文摘要
随着社会的进步和科技的发展，电力系统的规模也日益庞大，随之而来的一些大范围的电力系统崩溃的事件时有发生，因此，改善和提高电力系统运行稳定性的课题越来越受到人们的关注，在各国研究者们坚持不懈的努力下，有关这方面的研究已经取得了丰硕的成果。本文将预测控制理论的基本原理应用于电力系统的非线性励磁控制研究，提出了分别适用于单机无穷大系统和多机电力系统的非线性励磁控制规律。论文的主要研究工作和取得的成果如下：针对单机无穷大系统，本文首先在经典的发电机3阶模型基础上推导出以[Vt，Pe，ω]为状态变量的单机系统的数学模型，并且将该模型与预测控制理论相结合，针对基于目标状态方程（TSE）的非线性控制规律提出了进一步的改进设计。在机械功率扰动仿真过程中，本文将该改进设计的非线性控制规律与基于TSE的非线性控制规律、线性最优控制控制规律进行了比较考察。在多机电力系统的研究中，同样从多机系统的数学模型入手，即以经典的发电机3阶模型为基础，结合工程实际，推导出了以[Vti，Pei，ωi]为状态变量的多机系统模型，设计了基于差分方程的非线性控制规律、基于目标状态方程（TSE）的非线性控制规律和基于TSE改进设计的非线性控制规律。本文在后两种控制规律的设计中通过引入各状态变量的未来信息来体现预测控制的独特优点。为了验证所设计的非线性控制规律的有效性，本文在MATLAB环境中建立了安德森3机系统的仿真模型，并与设计的励磁控制规律构成闭环控制系统，在机械功率扰动仿真和3相短路仿真实验中验证各控制规律的控制效果。
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摘要Abstract第1章 绪论1.1 引言1.2 励磁控制的发展与现状1.2.1 PID控制方式1.2.2 线性最优控制方式1.2.3 非线性控制方式1.3 预测控制的发展与现状以及在电力系统中的应用1.3.1 预测控制的发展与现状1.3.2 预测控制的特点1.3.3 预测控制在电力系统中的应用1.4 课题的选题背景1.5 本文的工作第2章 预测控制理论2.1 预测控制的理论基础2.1.1 模型预测2.1.2 滚动优化2.1.3 反馈校正2.2 几个重要概念2.2.1 仿射非线性系统2.2.2 李导数2.2.3 控制系统的二次性能指标2.3 仿射非线性系统的预测控制规律2.4 小结第3章 单机无穷大系统非线性励磁控制规律设计3.1 单机无穷大系统的数学模型3.1.1 单机无穷大系统的经典数学模型t,Pe,（?）]为状态变量的单机无穷大系统的数学模型'>3.1.2 以[Vt,Pe,（?）]为状态变量的单机无穷大系统的数学模型3.2 基于TSE的非线性励磁预测控制设计3.3 基于TSE的一种改进设计3.4 仿真比较考察3.5 小结第4章 多机系统非线性励磁控制系统的设计4.1 多机电力系统的数学模型4.1.1 多机电力系统的经典数学模型ti,Pei,（?）i]为状态变量的多机电力系统的数学模型'>4.1.2 以[Vti,Pei,（?）i]为状态变量的多机电力系统的数学模型4.2 基于差分的非线性预测励磁控制设计4.3 基于TSE的非线性励磁预测控制设计4.4 基于TSE的一种改进设计4.5 仿真比较考察4.5.1 有功功率调节扰动考察4.5.2 三相短路扰动考察4.6 小结第5章 结束语参考文献致谢在学期间发表的学术论文与研究成果
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