微分代數(shù)模型的ASVG與發(fā)電機(jī)勵(lì)磁非線性控制策略研究.pdf

1、隨著現(xiàn)代電力行業(yè)的迅猛發(fā)展，我國(guó)電力系統(tǒng)將逐步打造成以大機(jī)組、大電網(wǎng)、超高壓以及智能化為特征的巨維非線性微分代數(shù)系統(tǒng)。電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行將迎來(lái)新的挑戰(zhàn)。為提高電網(wǎng)傳輸能力，兼顧確保電力系統(tǒng)的穩(wěn)定裕度，基于微分代數(shù)系統(tǒng)理論，設(shè)計(jì)電力系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制器將成為電力領(lǐng)域的重要研究課題。
　　 電力系統(tǒng)的微分代數(shù)模型，由于其非線性程度高、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)復(fù)雜以及運(yùn)行方式變化頻繁，采用傳統(tǒng)的非線性控制方法設(shè)計(jì)其控制器有著較大的難度。由于微分幾何理

2、論的局限性，比如：不能應(yīng)用于含隱函數(shù)的模型中，精確線性化方法已無(wú)法滿足微分代數(shù)模型的控制要求。該方法不能兼顧系統(tǒng)的動(dòng)、靜態(tài)性能。此外，控制策略中參數(shù)的整定一直是控制領(lǐng)域中的重點(diǎn)。
　　 為解決這一系列問(wèn)題，本文提出了基于微分代數(shù)模型的多指標(biāo)非線性控制方法。借助于哈特曼-格魯曼線性化定理，推導(dǎo)了該模型1次近似系統(tǒng)的特征根與該控制策略中參數(shù)的關(guān)系，從而提出了參數(shù)的配置方法。基于多指標(biāo)非線性控制方法，本文研究了單輸入單輸出系統(tǒng)、多輸入

3、多輸出系統(tǒng)、同步發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)、ASVG與發(fā)電機(jī)勵(lì)磁協(xié)調(diào)控制等問(wèn)題。全篇共分為七章，主要內(nèi)容歸納如下：
　　 1)針對(duì)單輸入單輸出微分代數(shù)模型，提出了多指標(biāo)非線性控制設(shè)計(jì)方法；同時(shí)推導(dǎo)了該控制策略中c1、c2和k參數(shù)與微分代數(shù)模型的1次近似系統(tǒng)的特征根s之間的關(guān)系，從而提出c1、c2和k參數(shù)的整定方法。針對(duì)多輸入多輸出微分代數(shù)模型，提出了多指標(biāo)非線性控制設(shè)計(jì)方法，并簡(jiǎn)要分析了該方法的控制原理。
　　 2)在微分代數(shù)模型的

4、同步發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)下，設(shè)計(jì)了多指標(biāo)非線性勵(lì)磁控制器，有效協(xié)調(diào)系統(tǒng)的動(dòng)、靜態(tài)性能?；诰€性化的方法，建立了機(jī)端電壓Ug、電磁功率Pe與功角δ三者之間的關(guān)系；在此基礎(chǔ)上，分析了調(diào)功擾動(dòng)下機(jī)端電壓出現(xiàn)偏差的原因。
　　 3)基于d-q軸旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)，推導(dǎo)了ASVG的2階數(shù)學(xué)模型，進(jìn)一步做簡(jiǎn)化得到其1階線性模型。不考慮發(fā)電機(jī)勵(lì)磁的作用，建立了ASVG與發(fā)電機(jī)系統(tǒng)的3階非線性微分代數(shù)模型，設(shè)計(jì)了該模型的多指標(biāo)非線性控制器。
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