基于非線性模型的多機電力系統(tǒng)勵磁預測控制研究.pdf

1、發(fā)電機勵磁控制是維持機端電壓與提高電力系統(tǒng)運行穩(wěn)定性的經(jīng)濟而有效的措施之一。由于電力系統(tǒng)是一個相互耦合的大規(guī)模分布式非線性系統(tǒng)，其暫態(tài)過程系統(tǒng)狀態(tài)量的變化幅度較大，常常使發(fā)電機勵磁電壓達到飽和，在發(fā)電機勵磁控制設計過程中常常采用非線性動態(tài)模型，并考慮系統(tǒng)狀態(tài)量和輸入約束。在多機電力系統(tǒng)中，發(fā)電機的傳統(tǒng)勵磁控制通常只改善局部控制性能，無法考慮系統(tǒng)復雜狀態(tài)下各變量的約束限制，而且還缺乏相互協(xié)調(diào)，要實現(xiàn)控制的全局穩(wěn)定性往往是很困難的。因此，研

2、究解決上述問題的多機電力系統(tǒng)勵磁最優(yōu)控制是非常有意義的工作。
　　 本文利用預測控制理論針對多機電力系統(tǒng)提出了兩種非線性勵磁預測控制方法:(1)分段逼近非線性勵磁預測控制方法。首先，將采樣間隔等分為若干段，通過采樣值和當前時刻控制量的初始值得到任意分段下狀態(tài)量預測值;然后，以倒數(shù)第二個分段的控制量為變量，根據(jù)其狀態(tài)量預測值得到下一采樣時刻的預測方程;最后，以系統(tǒng)非線性預測方程作為等約束，考慮系統(tǒng)狀態(tài)量和輸入的不等約束，形成勵磁預

3、測控制問題。(2)鑒于多機電力系統(tǒng)動態(tài)模型的高維數(shù)問題，研究了基于平衡降階模型的非線性勵磁預測控制方法。該方法是對預測控制的高階非線性動態(tài)模型進行平衡降階而實現(xiàn)的一種多步預測、考慮系統(tǒng)狀態(tài)和輸入約束、縮短優(yōu)化計算時間的非線性預測控制方法。主要實現(xiàn)步驟是:首先利用經(jīng)驗Gramians平衡降階處理高階電力系統(tǒng)非線性動態(tài)模型，將其從高維空間投影到低維空間，得到低維的降階模型，接著建立基于降階模型的非線性勵磁預測控制模型，最終利用在線數(shù)值計算方