论文部分内容阅读
多机电力系统是一个多维数、强耦合、强非线性的大型互联系统。这使得电力系统运在行过程中更容易受到不稳定因素的影响,如系统内部参数的不确定性、外部干扰以及多机互联耦合影响等,这些复杂因素让多机电力系统的控制变得非常困难。目前为止,针对多机电力系统控制问题的研究,除了引入各种先进的智能控制算法外,也加入了更多的以静止无功补偿器为代表的柔性交流输电设备。静止无功补偿器(Static Var Compensator,SVC)的加入虽然能够在一定程度上改善电力系统的稳定性,但是由于发电机的励磁控制器和静止无功补偿控制器的设计是相互独立的,若是忽略两者的相互作用反而给系统的控制带来负面影响,甚至导致系统的不稳定。因此,设计对多机电力系统和静止无功补偿器协调控制器是十分必要的。本文针对配备静止无功补偿器的多机电力系统,研究了系统在具有内部参数不确定、外部扰动以及互联耦合的情况下的非线性鲁棒自适应控制问题。下面介绍论文的主要工作内容:(1)以配备SVC装置的多机互联电力系统为研究对象,对系统进行建模。首先考虑系统阻尼、发电机暂态电势等系数难以精确测量的实际工程问题,将其作为不确定参数处理。然后考虑了电力系统在实际运行中受到的外界未知干扰以及多机互联中的耦合项。(2)针对所建立的非线性系统模型,设计满足预设输出性能的自适应动态面滑模控制器。首先,将自适应动态面和滑模控制相结合,避免了backstepping方法中由于对虚拟控制律反复求导而导致的“微分爆炸”问题,且汲取了滑模控制鲁棒性强的优点。然后,引入误差性能转换函数,使得系统能够满足任意预设的输出跟踪性能。通过仿真实验,将所设计的控制方法与传统自适应backstepping控制方法、自适应动态面控制方法以及自适应滑模控制方法的控制效果进行对比,验证所提出控制方法的有效性。(3)在动态面控制方法的基础上,使用复合学习方法对模糊逻辑系统进行改进。即在模糊逻辑系统权值更新律中加入基于状态预测器的预测误差修正项,使模糊逻辑系统更准确的逼近系统的不确定部分。然后引入干扰观测器,对模糊逻辑系统逼近误差和系统外部干扰共同构成的广义扰动进行在线估计,提高系统的抗干扰的能力。最后通过半实物仿真实验进行验证,实验结果表明了所提出控制方案的有效性。综上所述,本文针对含静止无功补偿器的多机电力系统,提出了两种自适应控制方案,设计了多机电力系统励磁与SVC鲁棒控制器。通过StarSim电力系统实时仿真实验,取得了较好的控制效果,保证了多机电力系统的稳定运行。