含静止同步串联补偿器的单机系统非线性变结构控制策略研究

论文摘要

在长距离输电系统中,传输的功率主要受限于线路的阻抗,为了提高电力的传输质量和避免由LC所引起的系统不稳定状况,静止同步串联补偿器(Static Synchronous Series Compensator, SSSC)是解决这一问题的新途径,SSSC是柔性交流输电中非常重要的设备,它以电力电子换流器为装置核心,通过向电力系统注入可控的补偿电压以达到在线路中串联电抗或电容的作用,这种串联补偿不会引起系统振荡,这个补偿的电压会影响输电线路的参数以控制传输线路的功率传输,同时又可以阻尼系统振荡,提高暂态稳定性。与传统的串联补偿设备相比,SSSC具有调节可连续、响应速度快、运行范围宽、谐波小等明显优点。这种新型高效的补偿设备越来越受到国内外专家学者的重视。所以,本文研究了电力系统中SSSC的非线性变结构控制策略,其主要内容有：在理论方面,首先概要介绍串联补偿技术,详细分析可控串联补偿技术的基本结构和它对电力系统的作用,介绍SSSC的现状以及本文研究的内容和意义。然后,介绍基于逆系统理论的变结构控制理论,其中一些关键的理论和方法,包括利用逆系统方法对单输入单输出系统的线性化方法和对多输入多输出系统的解耦、线性化方法,以及变结构控制的基础理论和设计步骤。在建模和控制方面,建立在双端无穷大系统的SSSC的数学模型,和含SSSC的单机系统模型；利用逆系统方法和变结构控制理论对上述模型进行控制器的设计,最终通过仿真,验证了此控制策略的可行性和鲁棒性。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 串补技术的特点和现状
• 1.3 SSSC工程应用和理论研究现状
• 1.4 选题背景和研究意义
• 1.5 论文思路和结构
• 第2章 SSSC的工作原理
• 2.1 SSSC的结构
• 2.2 SSSC的作用和特点
• 第3章 基于逆系统理论的非线性变结构控制器设计
• 3.1 概述
• 3.2 逆系统方法原理
• 3.3 可逆性分析
• 3.3.1 单输入单输出系统的逆系统
• 3.3.2 基于状态方程描述的MIMO系统的逆系统
• 3.3.3 逆系统例子
• 3.4 变结构控制
• 3.4.1 变结构控制的定义
• 3.4.2 变结构控制的设计步骤
• 3.4.3 变结构控制抖动的抑制方法
• 第4章 SSSC的非线性变结构控制策略研究
• 4.1 基于逆系统理论的SSSC器件级的非线性变结构控制器设计
• 4.1.1 数学模型
• 4.1.2 补偿电压相位的求取
• 4.1.3 采用逆系统进行解耦、线性化
• 4.1.4 变结构控制器设计
• 4.2 仿真验证
• 第5章 含SSSC单机系统非线性变结构控制策略研究
• 5.1 数学模型
• 5.2 单机系统求逆及伪线性系统的变结构控制器设计
• 5.3 仿真验证
• 第6章 基于可变电压源的含SSSC单机系统非线性变结构控制策略研究
• 6.1 数学模型
• 6.2 非线性变结构控制器设计
• 6.3 仿真验证
• 总结和展望
• 致谢
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文