考虑状态约束的多机系统tcsc自适应控制器设计

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1、辽宁工业大学硕士学位论文考虑状态约束的多机系统TCSC自适应控制器设计专业:电力系统及其自动化研究生:由一辰指导教师:孙丽颖教授辽宁工业大学电气工程学院二〇一五年三月MasterThesisConsideringStateConstraintsofMulti-machineSystemTCSCAdaptiveControllerDesignSpeciality:PowerSystemanditsAutomationCandidate:YOUYi-chenSupervisor:ProfessorSUNLi-yin

2、gLiaoningUniversityofTechnologyJinzhou,121001,ChinaMarch2015摘要近年来，随着国民经济的高速发展，各种能源的消耗也急剧上升，电力工业作为国家最为重要的基础能源产业发挥着举足轻重的作用。电力系统的稳定性不仅关乎百姓的日常生活甚至影响到国家安全，因此如何确保电力系统的安全稳定运行，成为诸多电力专业专家、学者研究的热点。本文研究了含有TCSC的多机电力系统的暂态稳定性问题，基于Lyapunov理论结合backstepping控制方法设计了多机电力系统TCSC非

3、线性控制器。考虑到多机系统在实际运行中发电机的功角差和转速差往往是在约束限制内的，因此通过设计含有约束限制的Lyapunov函数来保证在设计过程中的状态量是含有约束限制的。同时保证了系统的稳定性。之后，运用参数估计的方法进一步研究了带有状态量约束的多机系统在含有参数不确定情况下的自适应控制器设计问题。最后，在此基础上应用改进backstepping控制方法，对控制器设计进行改进，研究多机系统中功角和转速的暂态响应问题，并对理论设计结果进行仿真实验证明所设计的控制器的有效性。关键词：多机系统；TCSC；自适应控制

4、；backstepping控制；状态约束IAbstractInrecentyears,withtherapiddevelopmentofnationaleconomy,allsortsofenergyconsumptionalsorosesharply,electricpowerindustryasthefoundationofthecountry'smostimportantenergyindustryplaysavitalrole.Thestabilityofpowersystemisnotjustabou

5、tthepeople'sdailylifeandevenaffectsnationalsecurity,sohowtoensurethesafeandstableoperationofpowersystemisbecomingahotspotofmanyelectricpowerprofessionalexpertsandscholars.ThispaperstudiesthecontainingTCSCmulti-machinepowersystemtransientstabilityproblem,base

6、dontheLyapunovtheorycombinedwithbacksteppingcontrolmethodtodesignthenonlinearcontrollerofTCSCmulti-machinepowersystem.Basedonthetwomotorsintheactualangleandrotatingspeeddifferencewithintheconstraintscore,theLyapunovfunctionwithconstraintrestrictionsisdesigne

7、dtoensurethatthestateoftheconstraintrestriction.Theadaptivecontrollerdesignproblemwithuncertainparametersisexploredinthemulti-machinesystemwithstateconstraint.Finally,theactualoperationangleandrotatingspeeddifferenceinthemulti-machinesystemtransientresponsei

8、simprovedbymeansofbacksteppingcontrolmethod.Thesimulationresultsdemonstratetheeffectiveofthedesignedcontroller.Keywords:multi-machine;TCSC;Adaptivecontrol;backsteppingcontrol;StateconstraintsII目