含FACTS的电力系统微分代数模型非线性控制策略研究

《含FACTS的电力系统微分代数模型非线性控制策略研究》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、含FACTS的电力系统微分一代数模型非线性控制策略研究摘要现代电力系统迅速发展，以大机组、超高压、氏距离、重负荷、大区互41联和交直流联合输电为特点，是一个典型的强非线性、高维、动态大系统。ii着大犁电力系统的互联以及各种新设备的使刖，在使发电、输电更经济、hi效的同时也增加了电力系统的规模和复杂性，从而提出很多有关电力系l：安全和经济运行的问题。长期以来，目内外的专家学者对如何保证和提{葛电力系统的安全稳定性进行了大量的研究工作，并且至今仍为电力系统l勺重要研究课题。本文针对结构保持多机电力系统的暂态稳定控制，FACTSi乏备控制策略的设计，以及FACTS

2、器什的合理配置等方面进行了研究。主要成果归纳如下：考虑到大多数电力系统模型是采用非线性微分一代数方程的形式，本文，二出将Hamilton系统理论引入微分．代数系统的定义和实现方法，以及控制策略的设计。证明了采用该控制策略可以增人系统的渐近稳定域范围。最后以一个简单算例以系统的相图和Hamilton函数水平值示意图说明了所提出理论的正确性。在结构保持多机电力系统中，应用上述微分一代数系统的』。义Hamilton理论，研究了计及非线性负荷的多机电力系统的，、‘义Hamilton实现方法，提出非线性励磁控制策略镇定该系统。对两机系统的仿真验证了所提出方法的正确性和

3、有效性。考虑到系统受外界干扰的影响以及建模中不确定性，本文应用鲁棒控制理论和无源系统理论，研究了结构保持模型下系统的三：一增益扰动抑制问题，提出非线性、分散、扰动抑制的励磁控制律，以提高系统在Lz意义下对外界扰动的鲁棒性。以四机系统为例，并与常规的电力系统稳定器(PSS)比较，仿真结果浼明r本文提出的非线性励磁控制器较常规PSS对提高系统的暂态稳定性和对外部干扰的鲁棒性更有效。临界切除时问(CCT)的计算说明陔励磁控制器可以一定程度上增大系统的稳定域范幽(以临界切除时问衡量的1。研究基于微分一代数系统广义Hamilton理论的统一潮流控制器fUPFC)设计。

4、基于功率注入模型，建立按Hamilton理论进行设计的UPFC数学模型。首先设计了单机无穷大系统的UPFC控制器，并进行了仿真分析。然后，推导了多机系统的UPFC控制器设计方法，并对一个典型三机系统进行仿真，验证所提出的控制规律的正确性。提出了一种新颖的UPFC装设地点及参数优化模型，目标是对于给定数量的UPFC控制器，在满足系统安全运行约束J及UPFC自身控制约束的前提下，通过优化UPFC的装设地点及参数以充分提高现有系统的输电能力。该模型是一个非线性优化问题，本文采用了‘种改进的进化规划方法一白适应进化规划来求解，该算法具有较强的白适应性、通用性及逃脱局

5、部极值的全局优化能力，而且运算量小。解算时对基因链的构造、约束项的处理及适合度函数的选取等问题作了进一步的探讨。仿真结果验证了所提出的模型的正确性及算法的有效性。关键词：多机电力系统，结构保持，广义Hamilton理论，微分．代数系统，励磁控制，鲁棒控制，无源系统理论，上2增益，FACTS，优化配置，智能算法STUDYoNNoNLlNEARCoNTRoLSTRATEGYFoRDIFFERENTm-ALGEBRAlCMoDELBASEDPoWERSYSTEMWITHFACTSCoNSIDERATloNSABSTRACTModempowersystems，cha

6、racteristizedbylargecapacityunits，EHV(ExtraHighVoltage)，longdistancetransmission，heavyloaddemand，inter-areaconnectionandAC—DCpowersystemparallel，aretypicalnonlinear,highdimensional，large—scaleanddynamicsystems．Withtheinterconnectionsamongdifferentpowersystems，andtheincreasingnumber

7、sofnewlyintroduceddevices，alotofissuesonsystemsecurityandstabilityraisingupwhilethesystemsizeandcomplexitygrowingandmakingthegenerationandtransmissionmoreeconomicandefficient．Althoughalotofeffortsandachievementsfurhowtomaintainandimprovesecurityandstabilityofpowersystemshavebeenmad

8、e，itisstillanimportantissu