论文部分内容阅读
随着我国互联电网的快速发展和电力电子设备的大量投入,电力系统稳定性问题变得日益突出,提高电力系统稳定性是智能电网建设的关键问题之一。静止同步补偿器(STATCOM)是第三代柔性交流输电系统(FACTS)装置,具有调节范围宽、体积小、反应迅速等优点,在电力系统中装设STATCOM不仅能降低损耗和抑制谐波,而且能提高电力系统的静态和暂态稳定性。而装设STATCOM后,系统的非线性特性和不确定性会影响控制系统的性能,需要对其控制策略进行研究。因此,本文采用非线性控制方法,对包含STATCOM的电力系统非线性协调控制中所存在的不确定参数和扰动影响系统稳定性问题,进行协调控制器的设计。具体研究内容如下:(1)针对发电机励磁与STATCOM协调控制系统由于遭受未知扰动影响系统稳定性的问题,提出了一种发电机励磁-STATCOM模糊滑模非线性协调控制方法(FSMCC)。首先建立了STATCOM与发电机励磁协调控制的数学模型并对其进行精确线性化,然后根据模糊控制理论和滑模控制理论进行控制器的设计,并且通过所设计的一维模糊控制器解决了滑模变结构控制存在的抖振问题。通过MATLAB仿真结果表明:所设计的模糊协调控制器可以很快镇定系统状态变量(驱使发电机功角和电压回到稳态),能有效地改善系统暂态性能。(2)考虑了汽门控制系统在提高系统动态品质方面具有良好的控制效果,建立了STATCOM、发电机励磁、汽轮机调门的非线性数学模型。提出了一种基于逆系统理论和自适应变结构控制的非线性变结构协调控制方法(VSCC),并且利用幂次趋近律结合饱和函数来设计新型趋近律,消除变结构控制存在的抖振问题。通过MATLAB仿真结果表明:所设计的协调控制器相比于发电机励磁-汽轮机调门与STATCOM分开控制遭受扰动后的响应时间短,能有效地提高系统的暂态性能。(3)针对发电机励磁与STATCOM协调控制系统存在的参数不确定性和未知扰动影响系统稳定性的问题,提出了一种基于I&I的STATCOM与发电机励磁非线性反步自适应协调控制方法(BACC)。该方法对非线性协调控制系统不做任何线性化处理,且参数估计律的设计不需遵循传统的确定性等价原理。通过MATLAB仿真结果表明:所设计的BACC相比于传统的反步法能提高系统的暂态特性,可以确保发电机功角、转子角速度、暂态电势等输入变量在所设计控制策略作用下具有良好的动、静态性能,从而提高系统的暂态性能。本论文图26幅,参考文献68篇。