基于哈密顿理论的超导储能装置控制策略研究

《基于哈密顿理论的超导储能装置控制策略研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、摘要随着电力系统规模的扩大和容量的增加，电力系统的稳定性问题越来越突出，利用传统的电力技术很难有效地解决这一问题。超导储能装置(SMES)具有零电阻特性和快速响应特性，可以与电网在四象限内独立进行有功功率和无功功率交换，使其在保证电力系统稳定性方面得至U广泛的应用。控制策略的优劣是SMES装置作用能否得以发挥的关键。本课题针对电力系统非线性特点，将仿射非线性电力系统转化为标准的哈密顿系统，提出了两种新的控制策略并运用其进行了SMES装置有功功率控制器的设计。第⋯种策略中，建立了SMES装罱的耗散端口受控哈密顿(PCHD)模型。然后，针对外界干扰和参数不确定性，基于受控哈密顿(Hamiltoni

2、an)系统理论，采用非线性自适应L2增益控制设计方法设计了安装SMES装置的单机无穷大系统的自适应L2增益控制器，并且在哈密顿结构的基础上对安装SMES装置的双机无穷大系统进行了非线性分散无源化控制器的设计。另一种策略中，利用哈密顿能量函数理论进行了SMES装置非线性鲁棒控制器的设计，将电力系统表示成带耗散项的广义受控哈密顿系统的形式，讨论了控制器的鲁棒特性。由于在两种策略的设计过程中未进行任何线性化处理，充分保留了电力系统的非线性特性，所以精度较高。而且利用Matlab进行仿真，证明这两种控制策略能够有效地抑制干扰，显著改善电力系统的暂态稳定性，并且具有结构简单、较好的鲁棒性和工程实用性等优

3、点。关键词：超导储能装置耗散端口受控哈密顿模型自适应I。2增益哈密顿理沦ABSTRACTWiththeincreaseofpowersystemcapacity,theproblemofpowersystemstabilitybecomesmoreseriousthanbefore．Thetraditionaltechnologyhasmanylimitationsforthepowersystemstability．SuperconductingMagneticEnergyStorage(SMES)devicehasbeenwidelyusedinthepowersystembecauseo

4、fitscharacteristicsofzeroresistanceandrapidresponse，andtheactivepowerandreactivepowercanexchangebetweenSMESdeviceandpowersysteminfourquadrants．ThekeyproblemofSMESdeviceisthecontrolstrategyoftheSMESdevice．Inthispaper,theactivepoweriscontrolledbythetwonewmethodsdescribedbetowrAnaffined13．0nlinearpower

5、systemiStransformedintoastandardHamiltoniansysteminthesemethodsforimprovingpowersystemstability．Inonemethod，theportcontrolledHamiltonian、vit}ldissipation(PCHD)modelofSMESdeviceispresented，andthen，dealingwithproblemsofoutsidedisturbanceandparametricindetermination，theadaptiveL2一gaincontrolofsinglemac

6、hineinfinite—·bussystemwithSMESdeviceisdesignedbyanonlinearadaptiveL2一gaincontrolmethodbasedonthecontrolledHarniltoniantheory．AndthenonlineardecentralizedpassivecontrolofSMESdeviceispresentedintwomachinesinfinite—bussystembasedonthecontrolledHamiltoniantheory．Intheothermethod，basedontheHamiltonianen

7、ergytheory,anonlinearrobustcontrolisdesignedfortheSMES，thepowersystemistransformedintothegeneralizedcontrolledHamiltoniansystemwiththedissipativeterm，andtherobustcharacteristicofcontrolstrategyisdiscu