电力系统自适应Terminal滑模控制研究

摘要

现代社会对电力系统安全稳定运行的要求越来越高，同时电力系统本身复杂性和规模的增加，使得控制难度加大。采用先进的控制理论是电力系统稳定控制发展的必然趋势。本文将自适应Terminal滑模控制应用于电力系统，分别设计了发电机励磁、调速器、FACTS设备的稳定控制器，以提高系统稳定性。
　　 本文的主要内容如下：
　　 (1)回顾了有关电力系统稳定控制与Terminal滑模控制的研究概况，并简要介绍了Terminal滑模控制的思想。
　　 (2)研究非线性系统自适应Terminal滑模控制。首先设计了针对系统不确定参数的自适应Terminal滑模估计规律，并推导出一类不确定系统的非奇异自适应Terminal滑模控制规律；将自抗扰控制与Terminal滑模控制结合，以提高控制器的抗干扰能力；提出了基于动态面的自适应Terminal滑模控制，可解决一类非线性不确定系统的控制问题。
　　 (3)将自适应Terminal滑模控制应用于发电机励磁控制器的设计。首先在单机无穷大系统模型基础上设计了发电机自适应Terminal滑模励磁控制器；然后在多机电力系统模型基础上引入COI信息，建立多机电力系统自适应鲁棒Terminal滑模励磁控制规律。
　　 (4)研究发电机组调速系统自适应Terminal滑模控制。首先设计了水轮机调速系统的Terminal滑模控制器；然后设计了汽轮发电机组励磁与汽门Terminal滑模协调控制器；最后设计了适用于多机系统的汽门开度Terminal滑模控制器。
　　 (5)研究FACTS设备自适应Terminal滑模控制。首先设计了TCSC的自适应Terminal滑模控制器；然后设计了基于动态面的STATCOM自适应Terminal滑模控制器；最后设计了SVC与发电机励磁协调Terminal滑模控制器。
　　 本文所设计的控制器均经过了数值仿真。基于电力系统数学模型的仿真结果证明了设计的电力系统自适应Terminal滑模控制器可以有效提高系统稳定性，抑制功率振荡。

目录

文摘

英文文摘

声明

1绪论

1.1引言

1.2电力系统稳定控制的研究现状

1.2.1反馈线性化

1.2.2鲁棒控制

1.2.3自适应控制

1.2.4基于Lyapunov函数的控制

1.2.5滑模变结构控制

1.2.6智能控制

1.2.7小结

1.3 Terminal滑模控制的发展与应用

1.3.1 Terminal滑模控制基本原理

1.3.2 Terminal滑模面的发展

1.3.3 非线性系统Terminal滑模控制

1.3.4 Terminal滑模控制与其它控制方法的结合

1.3.5 Terminal滑模控制的工程应用

1.4本文的主要工作

2自适应Terminal滑模控制

2.1参数不确定系统的自适应Terminal滑模控制

2.1.1二阶系统的自适应Terminal滑模控制

2.1.2一类高阶不确定系统的自适应非奇异Terminal滑模控制

2.2自抗扰Terminal滑模控制

2.2.1引言

2.2.2基本原理

2.2.3仿真验证

2.3基于动态面设计的自适应Terminal滑模控制

2.3.1引言

2.3.2控制器设计

2.3.3稳定性证明

2.3.4仿真验证

3发电机励磁系统自适应Terminal滑模控制

3.1单机系统的励磁控制

3.1.1引言

3.1.2数学模型

3.1.3控制器设计

3.1.4数值仿真

3.1.5小结

3.2多机电力系统的励磁控制

3.2.1引言

3.2.2数学模型

3.2.3控制器设计

3.2.4数值仿真

3.2.5小结

4发电机组调速系统自适应Terminal滑模控制

4.1水轮发电机组调速系统自抗扰Terminal滑模控制

4.1.1引言

4.1.2数学模型

4.1.3控制器设计

4.1.4数值仿真

4.1.5小结

4.2汽轮发电机自适应Terminal滑模综合控制

4.2.1引言

4.2.2数学模型

4.2.3控制器设计

4.2.4数值仿真

4.2.5小结

4.3多机电力系统自适应Terminal滑模汽门开度控制

4.3.1引言

4.3.2数学模型

4.3.3控制器设计

4.3.4数值仿真

4.3.5小结

5 FACTS设备自适应Terminal滑模控制

5.1 TCSC自适应非奇异Terminal滑模控制

5.1.1引言

5.1.2数学模型

5.1.3控制器设计

5.1.4数值仿真

5.1.5小结

5.2基于动态面设计的STATCOM自适应滑模控制器

5.2.1引言

5.2.2数学模型

5.2.3控制器设计

5.2.4数值仿真

5.2.5小结

5.3 SVC与发电机励磁自适应Terminal滑模协调控制

5.3.1引言

5.3.2数学模型

5.3.3控制器设计

5.3.4数值仿真

5.3.5小结

6结论与展望

致 谢

参考文献

附录 攻读硕士学位期间撰写与发表的论文