可控串補的魯棒控制策略研究.pdf

1、柔性交流輸電技術(shù)（FACTS）是近年來國內(nèi)外發(fā)展最快和影響最廣的新興技術(shù)之一，它采用現(xiàn)代大功率電力電子技術(shù)，結(jié)合先進的控制理論和計算機信息處理技術(shù)，實現(xiàn)對交流輸電網(wǎng)運行參數(shù)和變量更加快速、連續(xù)和頻繁的調(diào)節(jié)，進而達到提高輸電系統(tǒng)運行效率、穩(wěn)定性和可靠性的目的?；诰чl管的可控串聯(lián)補償裝置（TCSC）是柔性交流輸電系統(tǒng)中的重要組成部分。它通過改變晶閘管的觸發(fā)角，實現(xiàn)對線路阻抗的大范圍連續(xù)平滑調(diào)節(jié)，具有提高穩(wěn)定性、抑制低頻振蕩及次同步振蕩和實

2、現(xiàn)潮流控制等功能。TCSC是一種得到較廣泛工程應(yīng)用的FACTS技術(shù)。TCSC控制器的優(yōu)劣會直接影響到其性能的發(fā)揮。應(yīng)用先進的控制理論，實現(xiàn)靈活有效的控制方式，可更大程度發(fā)揮TCSC裝置在電力系統(tǒng)中的作用。國內(nèi)外對TCSC的控制策略多有研究，在總結(jié)當(dāng)前TCSC控制策略研究的基礎(chǔ)上，充分考慮電力系統(tǒng)的模型及外界擾動的不確定性，采用魯棒H∞控制理論，設(shè)計了TCSC的魯棒H2/H∞控制器。 本文對TCSC的基本結(jié)構(gòu)、運行特性和運行方式進

3、行了探討，確定了TCSC的數(shù)學(xué)模型，并根據(jù)TCSC控制器的分層設(shè)計原理，采用結(jié)合系統(tǒng)層和阻抗層控制的綜合控制模型。考慮到傳統(tǒng)求解魯棒H2/H∞控制問題時采用的Riccati方程的保守性，將Riccati方程的處理轉(zhuǎn)化為求解線性矩陣不等式的方式。即將對控制系統(tǒng)提出的多目標(biāo)性能指標(biāo)轉(zhuǎn)化為對LMI解集的多個凸約束，從而利用凸優(yōu)化方法進行求解。采用此種方法求解魯棒控制問題，不需要預(yù)先調(diào)整任何參數(shù)和正定對稱矩陣，大大降低了問題可解的保守性。本研究

4、設(shè)計了TCSC非線性魯棒H2/H∞穩(wěn)定控制器。分別建立單機無窮大系統(tǒng)和雙機系統(tǒng)模型，并應(yīng)用MATLAB/LMI工具箱，分別求解了含TCSC的單機無窮大系統(tǒng)和雙機系統(tǒng)的魯棒H2/H∞控制器?？刂破鹘Y(jié)構(gòu)簡單，采用本地參數(shù)控制，不需要大量的計算和獲取遠方信號，且在對系統(tǒng)建模的過程中，充分考慮了系統(tǒng)模型參數(shù)的不確定性及外界未知擾動的影響，體現(xiàn)了魯棒H2/H∞控制的優(yōu)勢。本文以TCSC非線性魯棒H2/H∞穩(wěn)定控制器在線計算的阻抗值作為命令阻抗，通