BESS与发电机励磁的多指标非线性协调控制的研究

摘要

电池储能系统(Battery Energy Storage System，BESS)可以同时对有功功率和无功功率进行调节，能够运行在四个象限。它可以为高压输电系统提供快速的响应容量，提高系统运行的稳定性；也可以直接连接在配电网中用户负荷附近，构成分布式电力系统，保证对负荷侧供电的电能质量和电压稳定。 多指标非线性控制设计方法是近年来新兴的一种控制设计方法，所设计的多指标非线性控制律即能改善系统各状态量的动态响应特性，又可以保证系统各状态量的控制精度，有效地协调系统各状态量的动、静态性能，提高系统的稳定运行能力。本文的研究内容分为两部分。 第一部分对BESS与发电机励磁的协调控制技术进行了研究，建立了发电机励磁与BESS装置协调控制的数学模型，求取了多指标非线性控制规律，初步研究了电池储能系统在提升系统暂态稳定性方面的作用，研究结果表明：BESS装置与发电机进行协调控制，有利于提高系统的稳定运行的能力，BESS装置对有功功率和无功功率的控制能力配合发电机的励磁调节，可以让系统在受扰时，各状态量的动态过程更平滑，响应速度更快，而且不会出现静态偏移。 第二部分研究了电池储能系统在系统负荷侧的应用，建立了有BESS装置接入的机电暂态综合负荷模型，求取了该模型的多指标非线性协调控制规律，研究结果表明：电池储能系统能有效地减少系统受扰后对负荷电压和功率波动的影响，保证各状态量不出现偏移，能有效的提高电能质量和电压的稳定性，可以让系统的电压和有功功率的动态过程更平滑，响应速度更快。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章绪论

1.1引言

1.2电力系统并联补偿技术的发展

1.3 BESS在国内的发展现状

1.4 BESS在国外的发展现状

1.5电力系统非线性控制的发展

1.6本文所做的工作

第2章多指标非线性控制设计原理

2.1引言

2.2相关的基本概念

2.2.1非线性控制系统

2.2.2李导数

2.2.3李括号

2.2.4向量场集合的分布、对合分布

2.2.5非线性系统的相对阶

2.3单输入单输出非线性系统的精确线性化设计原理

2.3.1当相对阶r等于系统的阶数n时的设计原理

2.3.2当相对阶r小于系统的阶数n时的设计原理

2.4多输入多输出非线性系统的精确线性化设计原理

2.4.1当总相对阶r等于系统的阶数刀时的设计原理

2.4.2当总相对阶r小于系统的阶数n时的设计原理

2.5多指标非线性控制规律的设计原理

第3章发电机与BESS联立的数学模型

3.1发电机的数学模型

3.2 BESS的数学模型

3.3发电机与BESS联立的数学模型

第4章BESS与发电机励磁的多指标非线性协调控制

4.1多指标非线性控制规律的设计

4.2仿真结果及分析

4.2.1短路扰动

4.2.2调功扰动

4.2.3调压扰动

4.2.4结论

第5章BESS在负荷侧的应用

5.1机电暂态综合负荷模型

5.2 BESS接入后的机电暂态综合负荷模型

5.3 BESS接入综合负荷模型多指标非线性控制规律的设计

5.4仿真结果及分析

5.4.1短路扰动

5.4.2无穷大母线电压下降5%

5.4.3无穷大母线电压下降10%而后恢复5%

5.4.4结论

第6章结束语

参考文献

致谢

攻读学位期间发表论文情况