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《天津大学》 2007年
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基于广域测量系统的电力系统阻尼控制器设计

石颉  
【摘要】: 本文针对制约大型互联电网跨区域送电能力提高的主要障碍——区域间低频振荡问题,在考虑广域信号传输时延的前提下,提出了几种基于同步相量测量单元(Phasor Measurement Unit,PMU)及广域测量系统(Wide-Area Measurement/ Monitoring System,WAMS)的广域阻尼控制器的设计方法,为提高大型互联电力系统的动态性能进行了有益的探索。 (1)提出了一种基于进化策略的广域电力系统稳定器(PSS)设计方法。较为详细的分析了时延对系统稳定性的影响,并提出了时延的处理方法,使闭环系统变为不显含时延项的控制系统,并应用进化策略整定PSS参数。所得PSS控制器使系统的最大允许时间延迟增大,增强了系统对时延的鲁棒性。该方法能使控制系统不显含时延,从而可用无时延的分析与设计方法对系统进行分析。 (2)提出了基于H∞回路成形技术的广域H∞控制器的设计方法。由于实际电力系统中不可避免的存在多种不确定性,提高电力系统控制器的鲁棒性能成为一个重要的课题。文章在考虑广域信号传输时延的情况下,对开环电力系统状态空间模型,应用回路成形技术使线性化的开环电力系统模型具有期望的特性,采用规范互质分解理论对成形后的摄动系统模型进行鲁棒镇定控制器设计。与不考虑时延设计的控制器相比,该控制器不仅具有很好的阻尼特性及鲁棒性能,同时能使闭环系统容忍更大的时延。 (3)提出了基于线性矩阵不等式(LMI)理论的电力系统广域状态反馈控制器的设计方法。考虑到时滞系统控制精度的要求,有必要建立精确的显含时延项的数学模型(时滞系统模型)。另一方面,权函数的选择一直是H∞控制器的设计难点。文章根据实际电力系统的特点构造了部分状态含时延的广域状态反馈控制器,应用线性矩阵不等式理论提出了时滞依赖的稳定性条件,并对该问题进行了求解。根据该条件不仅能得到一组保证系统稳定的控制器,而且可以得到保证系统稳定的最大允许时间延迟。与H∞控制器的设计方法相比,此方法克服了权函数的选择这一难题,在方法上更具优越性。
【学位授予单位】:天津大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2007
【分类号】:TM76

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【引证文献】
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