電力系統(tǒng)低頻振蕩控制技術(shù)研究.pdf

1、隨著全球氣候的變化和人口的快速增長,在全球范圍內(nèi)人們對電能的需求不斷增加,使得電力系統(tǒng)負荷不斷加重。同時,電力系統(tǒng)已步入了大電網(wǎng)、大機組、跨區(qū)域聯(lián)網(wǎng)的新階段,長距離互聯(lián)線路廣泛存在。這些因素容易導致低頻振蕩的產(chǎn)生,電力系統(tǒng)低頻振蕩如果得不到有效的抑制,將會引起連鎖故障,造成大面積的停電,產(chǎn)生巨大的損失。由于電力系統(tǒng)的不斷發(fā)展及其本身存在的非線性、時變性、強約束強耦合等特點,使得電力系統(tǒng)的低頻振蕩控制技術(shù)還有很多問題并沒有完全解決,值得進

2、一步研究。本文從電力系統(tǒng)的實際需求出發(fā),對電力系統(tǒng)低頻振蕩的控制技術(shù)進行了研究。
　　本文首先對電力系統(tǒng)低頻振蕩機理進行了研究,深入研究低頻振蕩的產(chǎn)生機理有助于采取有效的控制方法來抑制系統(tǒng)的低頻振蕩。文中分析了低頻振蕩機理研究的現(xiàn)狀,對負阻尼機理、共振或諧振機理、非線性機理分別進行了論述,并對各自的特點進行了分析。接著以發(fā)電機阻尼系數(shù)的解析表達式為基礎(chǔ),對影響發(fā)電機阻尼系數(shù)的各種因素進行了分析,最后以發(fā)電機轉(zhuǎn)子運動方程為基礎(chǔ),提出

3、電力系統(tǒng)低頻振蕩的阻尼系數(shù)機理,得到阻尼系數(shù)對低頻振蕩影響的具體結(jié)論。
　　文中對電力系統(tǒng)動態(tài)研究的實用模型進行了求解。在研究過程中,從電力系統(tǒng)的基本方程入手,通過對基本方程進行小偏差線性化處理和數(shù)學求解,從而求得以本地易測量為狀態(tài)量的單機無窮大系統(tǒng)三階狀態(tài)方程數(shù)學模型,并給出了模型求解算法的具體步驟,最后結(jié)合實際數(shù)據(jù)求得了開封電網(wǎng)的數(shù)學模型,為基于數(shù)學模型的分散控制器的設(shè)計打下基礎(chǔ)。
　　本文提出了基于系統(tǒng)阻尼比的最優(yōu)勵磁

4、控制器的設(shè)計方法。針對常規(guī)多變量反饋最優(yōu)控制存在的不足之處,結(jié)合無阻尼機械振蕩頻率的不變性,求解得到基于系統(tǒng)阻尼比的最優(yōu)反饋增益矩陣,進而得到基于系統(tǒng)阻尼比的最優(yōu)勵磁控制器設(shè)計方法。最后,通過對開封電網(wǎng)和豫東電網(wǎng)的仿真研究說明了所設(shè)計控制器具有比常規(guī)最優(yōu)勵磁控制器和電力系統(tǒng)穩(wěn)定器更好的控制效果。
　　結(jié)合新一代的智能控制技術(shù),論文對基于Mamdani模糊推理的電力系統(tǒng)智能控制進行了研究。基于比例積分微分(PID)勵磁控制原理和模糊