不确定性电力系统鲁棒自适应控制研究

摘要

电力系统是一个强非线性、多维、动态大系统，同时又是不确定性系统。电力系统一旦失稳，其暂态过程极快，如无法有效及时处理，会造成大范围、长时间停电，甚至导致全系统的瓦解。因此，对电力系统稳定控制的研究意义重大。传统的非线性控制方法基于精确的模型进行控制设计，未计及不确定性因素的影响，控制效果有待提高。
　　 本文回顾了电力系统稳定控制的发展历程，在此基础上，充分考虑到电力系统的非线性特性以及系统参数不确定性和外部干扰，利用耗散理论、L2增益干扰抑制和自适应Backstepping，递归设计了鲁棒自适应控制器。
　　 论文主要研究内容如下：
　　 第一部分，详细介绍了Backstepping方法和L2增益干扰抑制方法的设计原理和过程，利用耗散性与L2增益干扰抑制的联系，采用Backstepping递归构造出满足系统y耗散性的能量存储函数，同时引入参数估计的思想，进而设计出了具有L2性能的鲁棒自适应控制器。
　　 第二部分，针对带有不确定参数及外部干扰的单机无穷大系统励磁控制模型，采用Backstepping、L2增益干扰抑制方法设计了非线性鲁棒自适应励磁控制器，并进行仿真实验，分析控制器的效果。仿真结果表明：所设计的控制器能有效抑制系统振荡；对干扰具有鲁棒性、对不确定参数具有自适应性；保证电力系统的静、暂态稳定性。
　　 第三部分，针对带有不确定参数及外部干扰的含SVC的单机无穷大系统模型，采用Backstepping、L2增益干扰抑制方法设计了非线性鲁棒自适应控制器，并对设计结果进行仿真研究，讨论控制器的效果。仿真结果表明：所设计的控制器能快速稳定系统振荡；暂态时有效维持SVC接入点电压；保证系统的静、暂态性能并具有较强的鲁棒性和自适应性。