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《郑州大学》 2010年 硕士论文
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基于能量的包含SVC和非线性负荷的电力系统鲁棒控制

张月平  
【摘要】: 电力系统的安全稳定运行对国民经济和社会发展具有重要影响。静止无功补偿器(SVC)具有性价比高、可靠性好等优点,是提高电力系统稳定性和改善电能质量的主要设备之一。包含SVC和非线性负荷的电力系统是典型的复杂非线性系统,如何通过先进控制手段充分发挥SVC在电力系统稳定性方面的作用,是国内外控制理论界和工程应用界共同面对的重要课题。广义Hamilton系统理论基于能量的观点看待非线性系统,能够充分利用系统内在的结构特性设计控制器,所设计的控制器结构简单、物理意义明确。本文采用Hamilton函数方法研究包含SVC和非线性负荷的电力系统的鲁棒控制问题,取得了如下成果: 1、基于非线性微分代数系统的广义能量平衡特性,给出了系统常值耗散Hamilton实现的形式、条件和步骤,并基于该耗散实现完成了非线性微分代数系统的稳定性分析和鲁棒控制器设计。 2、针对SVC的鲁棒控制问题,建立了包含(FC+TCR)型SVC、非线性负荷和不确定外部干扰的电力系统的非线性微分代数系统模型,通过预置反馈控制完成了系统的耗散Hamilton实现,设计了SVC非线性鲁棒控制器。 3、针对SVC和发电机的协调控制问题,建立了包含SVC和非线性负荷的电力系统不确定非线性微分代数模型,通过预置状态反馈完成了其耗散Hamilton实现,并设计了相应的鲁棒协调控制器。 4、在Matlab/Simulink仿真平台上,建立了包含SVC和非线性负荷的电力系统仿真模型,并把本文所设计的鲁棒控制器和常规PID控制器进行仿真比较研究。仿真结果表明,本文所设计的控制器能够更加有效地改善系统的功角稳定性和电压稳定性,对外界干扰具有很强的抑制能力。


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