含F(xiàn)ACTS的電力系統(tǒng)微分-代數(shù)模型非線性控制策略研究.pdf

1、現(xiàn)代電力系統(tǒng)迅速發(fā)展，以大機組、超高壓、長距離、重負荷、大區(qū)互聯(lián)和交直流聯(lián)合輸電為特點，是一個典型的強非線性、高維、動態(tài)大系統(tǒng)。隨著大型電力系統(tǒng)的互聯(lián)以及各種新設備的使用，在使發(fā)電、輸電更經(jīng)濟、高效的同時也增加了電力系統(tǒng)的規(guī)模和復雜性，從而提出很多有關(guān)電力系統(tǒng)安全和經(jīng)濟運行的問題。長期以來，國內(nèi)外的專家學者對如何保證和提高電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定性進行了大量的研究工作，并且至今仍為電力系統(tǒng)的重要研究課題。本文針對結(jié)構(gòu)保持多機電力系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定

2、控制，F(xiàn)ACTS設備控制策略的設計，以及FACTS器件的合理配置等方面進行了研究。主要成果歸納如下： 考慮到大多數(shù)電力系統(tǒng)模型是采用非線性微分-代數(shù)方程的形式，本文是出將Hamilton系統(tǒng)理論引入微分-代數(shù)系統(tǒng)的定義和實現(xiàn)方法，以及控制策略的設計。證明了采用該控制策略可以增大系統(tǒng)的漸近穩(wěn)定域范圍。最后以一個簡單算例以系統(tǒng)的相圖和Hamilton函數(shù)水平值示意圖說明了所提出理論的正確性。 在結(jié)構(gòu)保持多機電力系統(tǒng)中，應用上

3、述微分-代數(shù)系統(tǒng)的廣義Hamilton理論，研究了計及非線性負荷的多機電力系統(tǒng)的廣義Hamilton實現(xiàn)方法，提出非線性勵磁控制策略鎮(zhèn)定該系統(tǒng)。對兩機系統(tǒng)的仿真驗證了所提出方法的正確性和有效件。 考慮到系統(tǒng)受外界干擾的影響以及建模中不確定性，本文應用魯棒控制理論和無源系統(tǒng)理論，研究了結(jié)構(gòu)保持模型下系統(tǒng)的L<,2>-增益擾動抑制問題，提出非線性、分散、擾動抑制的勵磁控制律，以提高系統(tǒng)在L<,2>意義下對外界擾動的魯棒性。以四機系統(tǒng)

4、為例，并與常規(guī)的電力系統(tǒng)穩(wěn)定器(PSS)比較，仿真結(jié)果說明了本文提出的非線性勵磁控制器較常規(guī)PSS對提高系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定性和對外部干擾的魯棒性更有效。臨界切除時間(CCT)的計算說明該勵磁控制器可以一定程度上增大系統(tǒng)的穩(wěn)定域范圍(以臨界切除時間衡量的)。 研究基于微分一代數(shù)系統(tǒng)廣義Hamilton理論的統(tǒng)一潮流控制器(UPFC)設計?；诠β首⑷肽Ｐ停碒amilton理論進行設計的UPFC數(shù)學模型。首先設計了單機無窮大系統(tǒng)的

5、UPFC控制器，并進行了仿真分析。然后，推導了多機系統(tǒng)的UPFC控制器設計方法，并對一個典型三機系統(tǒng)進行仿真，驗證所提出的控制規(guī)律的正確性。 提出了一種新穎的UPFC裝設地點及參數(shù)優(yōu)化模型，目標是對于給定數(shù)量的UPFC控制器，在滿足系統(tǒng)安全運行約束及UPFC自身控制約束的前提下，通過優(yōu)化UPFC的裝設地點及參數(shù)以充分提高現(xiàn)有系統(tǒng)的輸電能力。該模型是一個非線性優(yōu)化問題，本文采用了一種改進的進化規(guī)劃方法-自適應進化規(guī)劃來求解，該算法