STATCOM和發(fā)電機(jī)勵(lì)磁微分代數(shù)系統(tǒng)的非線性協(xié)調(diào)控制策略研究.pdf

1、近年來(lái)，隨著大功率風(fēng)力機(jī)組、電氣化鐵路等非線性電力設(shè)備的掛網(wǎng)運(yùn)行，維持系統(tǒng)功角平衡，確保電網(wǎng)安全、穩(wěn)定運(yùn)行成為當(dāng)前電力系統(tǒng)的首要任務(wù)。柔性交流輸電系統(tǒng)(flexible AC transmission system，F(xiàn)ACTS)是一種基于現(xiàn)代電力電子技術(shù)的新型電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)?；谖覈?guó)電網(wǎng)基礎(chǔ)薄弱且無(wú)功分布不均衡的現(xiàn)狀，越來(lái)越多的FACTS設(shè)備投入運(yùn)行。靜止同步補(bǔ)償器（static synchronous compensator, ST

2、ATCOM）作為FACTS家族的重要成員，能夠通過(guò)快速無(wú)功吞吐維持系統(tǒng)功率的動(dòng)態(tài)平衡，穩(wěn)定系統(tǒng)電壓，被譽(yù)為當(dāng)前最理想的靜止無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備。發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁控制一直被廣大電力學(xué)者認(rèn)為是提升發(fā)電機(jī)輸出穩(wěn)定性和抑制系統(tǒng)低頻振蕩的重要手段，是研究電力系統(tǒng)非線性控制的主要載體之一。因此，如何將STATCOM與發(fā)電機(jī)勵(lì)磁控制相結(jié)合，建立非線性協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)，改善電力系統(tǒng)動(dòng)、靜態(tài)性能，成為一項(xiàng)極具理論研究?jī)r(jià)值和實(shí)際工程意義的工作。
　　 本文以微分代

3、數(shù)系統(tǒng)控制理論為基石，主要完成以下幾點(diǎn)工作:
　　 (1)選取極具工程實(shí)際價(jià)值的凸極式發(fā)電機(jī)作為研究對(duì)象，建立3階凸極發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)模型。同時(shí)從STATCOM的內(nèi)部結(jié)構(gòu)入手，選用STATCOM的脈沖控制角θ和STATCOM超前系統(tǒng)電壓角α為控制量，克服以往STATCOM模型約束條件較多的缺點(diǎn)，建立基于d-q-0軸的新型3階STATCOM數(shù)學(xué)模型。通過(guò)擾動(dòng)仿真試驗(yàn)，分別校驗(yàn)所建模型的正確性。
　　 (2)利用微分代數(shù)系統(tǒng)理

4、論，結(jié)合前文所建模型，建立6階發(fā)電機(jī)勵(lì)磁和STATCOM非線性協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)。利用多目標(biāo)非線性控制法(MNC)，選取合理的組合輸出函數(shù)，完成協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)多指標(biāo)控制策略的設(shè)計(jì)，得到系統(tǒng)的非線性控制律u。對(duì)所建系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)字仿真，仿真結(jié)果同線性最優(yōu)控制法(LOC)對(duì)比，校驗(yàn)MIMO系統(tǒng)模型以及對(duì)應(yīng)非線性控制律u的可靠性和有效性。
　　 (3)為了降低控制策略對(duì)系統(tǒng)約束條件的依賴(lài)，簡(jiǎn)化非線性控制律u中c、k參數(shù)的配置難度，本文將目標(biāo)全息反