含靜止無功補償器的電力系統(tǒng)非線性協(xié)調(diào)滑模控制研究.pdf

1、隨著電力電子技術(shù)、微處理技術(shù)和控制技術(shù)的發(fā)展，柔性交流輸電系統(tǒng)(FACTS)的出現(xiàn)，為提高電力系統(tǒng)傳輸容量和改善電力系統(tǒng)穩(wěn)定性提供了新的控制方法或手段。靜止無功補償器(SVC)作為FACTS家族的成員之一，在提高電力系統(tǒng)傳輸容量和改善電力系統(tǒng)穩(wěn)定性方面已取得可喜的成績。 近年來，越來越多的FACTS控制器被加入電力系統(tǒng)來實現(xiàn)電力系統(tǒng)性能的改善。同時，這些控制器也增加了電力系統(tǒng)的復(fù)雜性、不確定性。另外FACTS控制器與勵磁控制系統(tǒng)

2、、FACTS控制器與汽門控制系統(tǒng)、FACTS控制器與FACTS控制器等這些控制行為之間的相互影響和協(xié)調(diào)作用也變得更加明顯。所以，對這些控制器與系統(tǒng)本身構(gòu)成的一個典型多輸入非線性動態(tài)系統(tǒng)，必須采取快速、可靠、魯棒性強的先進(jìn)協(xié)調(diào)控制方法，以確保系統(tǒng)能安全穩(wěn)定運行。因此，本文主要研究了含靜止無功補償器電力系統(tǒng)的非線性協(xié)調(diào)滑?？刂频挠嘘P(guān)問題，其主要內(nèi)容有： 一、概要總結(jié)FACTS技術(shù)，特別地介紹了靜止無功補償器(SVC)的基本結(jié)構(gòu)和原理

3、；深入分析靜止無功補償器在電力系統(tǒng)中作用或功能；詳細(xì)地闡述了靜止無功補償怎樣提高電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)輸送能力、改善暫態(tài)穩(wěn)定、增強系統(tǒng)阻尼、緩解系統(tǒng)的次同步振蕩、預(yù)防或控制電壓的波動、優(yōu)化直流輸電系統(tǒng)的性能等。 二、介紹了微分幾何理論的基本概念，以及分別分析了單輸入單輸出、多輸入多輸出系統(tǒng)的精確線性化的條件、線性化的過程；介紹了變結(jié)構(gòu)控制的基本概念和原理，以及其控制器的設(shè)計過程和方法；最后再總結(jié)分析了變結(jié)構(gòu)控制抖動原因和減弱抖動的方法等。

4、 三、首先分析具有靜止無功補償器(SVC)的單機無窮大系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，并利用微分幾何理論進(jìn)行精確線性化，得出了偽線性系統(tǒng)模型；再采用具有飽和函數(shù)的準(zhǔn)滑?？刂品椒ㄔO(shè)計了SVC和勵磁的協(xié)調(diào)控制器；最后對設(shè)計的控制系統(tǒng)進(jìn)行了MATLAB仿真試驗，并與非線性最優(yōu)控制方法進(jìn)行了比較。 四、考慮SVC、汽門與勵磁的單機無窮大系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型，對此系統(tǒng)模型能否精確線性化進(jìn)行了論證；并進(jìn)一步精確線性化，得出三輸入三輸出的偽線性系統(tǒng)；然后，把

5、偽線性系統(tǒng)劃分為三個子線性系統(tǒng)，第一個子系統(tǒng)采用了具有李雅普諾夫直接法的滑?？刂圃O(shè)計，另外兩個采用了線性極點配置法的滑?？刂破髟O(shè)計；最后，對設(shè)計的SVC、汽門與勵磁的協(xié)調(diào)滑模控制器進(jìn)行了仿真研究，并與常規(guī)線性控制、非線性最優(yōu)控制分別進(jìn)行了比較，取得了較好的控制效果。 五、建立了可控串聯(lián)補償器(TCSC)、SVC、汽門與勵磁的單機無窮大系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型，并對數(shù)學(xué)模型進(jìn)行了精確線性化，得出了偽線性系統(tǒng)；然后對四輸入四輸出偽線性系統(tǒng)采用了