多机电力系统变结构励磁控制器的设计研究.pdfVIP

第32卷第16期 继电器 V01．32No．16 8 2004年8月16日 RELAY Aug．16，2004 多机电力系统变结构励磁控制器的设计研究 杨大志，杜正春，方万良 (西安交通大学电力工程系，陕西西安710049) 摘要：基于多机电力系统的非线性模型，利用状态反馈精确线性化方法和变结构控制理论，提出了一种新的 电力系统变结构励磁控制器设计方法。在设计中取消了参考机，并实现了多机系统的分散控制。3机系统的 仿真结果表明，提出的变结构励磁控制器可以有效地改善系统在大干扰下的暂态稳定性。 关键词：变结构控制； 精确线性化； 电力系统稳定性； 励磁系统 文献标识码：A 中图分类号：TM761；TM31 文章编号：l0034897(2004)16蜘08JM 器。暂态稳定控制的目标是各台发电机趋于额定同 O 引言 步转速，取消了以往大家设计多机系统所需要的参 发电机励磁控制是电力系统暂态稳定控制的重 考机。在变结构励磁控制设计中，采用了指数控制 要手段。对于随时可能遭受各种干扰的电力系统来 律，提高了控制的响应速度。各发电机变结构励磁 说，找出合适的励磁控制规律对于提高电力系统暂 控制仅需要局部量，实现了多机系统的分散控制。 态稳定性至关重要。 在计算机上对安德森H13机系统进行了大干扰 目前，使用得比较多的励磁控制方式有：PID调 下的仿真，其结果表明了变结构励磁控制规律对提 节、电力系统稳定器(PSS)、线性最优控制(LOEc) 高电力系统暂态稳定性是非常有效的，并且该控制 及非线性最优控制等。所有这些控制都存在一些不 具有响应速度快、强鲁棒性等特点。 足之处。PID、PSS、LOEc存在一个共同的问题，那 1 状态反馈精确线性化 就是励磁控制器设计所依据的是电力系统在某一特 定状态下的线性化模型，因此其控制效果只能在一 考虑一个仿射非线性系统瞳]： 个很小的区域内发挥作用，仅对提高系统的静态稳定 性有效。由于忽略了电力系统的非线性特性，所以对 五=，(石)+∑毋(石)叶 (1) 大干扰下系统暂态稳定性的控制效果不是很好。 yi=^i(戈)i=1，2，…，m (2) 事实上，多机电力系统是一个多维的强非线性 式中：肌!R“，u∈R“，y∈R“，，、g、Jl是尺“上的霞。向 动态系统，并含有大量的未建模部分，例如模型参数 量场。 的摄动、不确定的外来干扰等的影响。因此，有必要 设计电力系统的鲁棒非线性控制器。近几十年来， 输出yi对时间微分，用y…表示警。定义_ 微分几何理论以及非线性控制方法取得了长足的进 为一个最小的正整数，使得至少有一个输入出现在 展，并在电力系统中得以应用¨’2J。变结构控制理 y…中，即 论在这几年也得到很大的发展旧J，并已应用于电力 (3) 系统稳定器(PSs)、柔性交流输电系统(FAcTS)以y…=弩(^i)+∑k(譬。1^i)叶 及励磁控制等电力系统的控制器设计中等。变结构 式中至少有一个％(弩一^；)≠o，V戈，称-为输出yi 控制理论作