可控串补TCSC的建模与控制

论文摘要

在日益复杂、多样化的电力系统中,柔性交流输电系统(FACTS)是近年来电力系统研究的前沿课题。FACTS的目的在于应用电力电子技术的最新成果及现代控制技术,实现对交流系统潮流的灵活控制及稳定性的改善。作为FACTS家族中的一个重要成员,可控串联补偿(TCSC)具有结构简单、造价低廉以及能够提高输电线传输能力和改善系统稳定性等诸多优点,它的控制过程是一个时变和不确定的复杂电力控制过程,因此,对TCSC的研究有理论意义和实用价值,引起了诸多科研工作者的重视。本文首先介绍了目前国内外TCSC的应用和研究情况。其次对TCSC的基本结构和工作原理进行了分析和研究,主要包括TCSC的电抗特性、运行方式、控制方法等。根据TCSC的特性,在总结前人工作的基础上,建立了以电感电流为输出,以触发角为输入的TCSC线性化离散模型作为TCSC的控制模型。针对TCSC的不确定性和参数时变等特性,本文采用动态矩阵控制(DMC)方法对TCSC进行控制,并对动态矩阵控制方法进行改进,在滚动优化的性能指标中引入了偏差变化率项,及时校正误差,克服干扰。最终通过仿真研究,验证了改进的动态矩阵控制方法的有效性。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题研究的意义
• 1.1.1 我国电力系统面临的问题
• 1.1.2 社会效益
• 1.1.3 经济效益
• 1.2 FACTS的概念及分类
• 1.3 FACTS在电力系统中的作用和发展概况
• 1.3.1 FACTS在电力系统中的作用
• 1.3.2 FACTS的发展概况
• 1.3.3 FACTS技术的应用现状
• 1.4 TCSC的研究及应用现状
• 1.4.1 TCSC的研究现状
• 1.4.2 TCSC的应用概况
• 1.4.3 TCSC的控制方法研究现状
• 1.5 本论文的主要工作
• 第2章 可控串联补偿装置TCSC
• 2.1 可控串补（TCSC）的基本概念及工作原理
• 2.2 TCSC的运行模式
• 2.3 晶闸管控制的电抗器TCR
• 2.4 TCSC的基波阻抗特性
• 2.5 TCSC的稳态特性
• 2.6 TCSC的调节性能
• 2.6.1 TCSC对潮流的控制
• 2.6.2 TCSC暂态稳定的控制
• 2.7 本章小结
• 第3章 TCSC模型的建立
• 3.1 建立TCSC模型的意义
• 3.2 晶闸管逻辑开关函数模型
• 3.3 被控对象的状态空间表达式
• 3.4 TCSC控制模型的建立
• 3.5 控制模型的验证
• 3.6 本章小结
• 第4章 TCSC的动态矩阵控制
• 4.1 TCSC的控制方式
• 4.1.1 TCSC传统控制分类
• 4.1.2 控制方式选择
• 4.2 预测控制的基本原理
• 4.3 动态矩阵控制理论
• 4.3.1 预测模型
• 4.3.2 滚动优化
• 4.3.3 误差校正
• 4.3.4 动态矩阵控制算法流程图
• 4.4 动态矩阵控制算法的改进
• 4.5 动态矩阵控制方法的仿真
• 4.5.1 动态矩阵控制方法的参数选择
• 4.5.2 阶跃响应系数的确定
• 4.5.3 仿真对象
• 4.5.4 仿真程序流程
• 4.5.5 仿真结果
• 4.6 小结
• 4.7 本章小结
• 第5章 结论与展望
• 参考文献
• 致谢