含静止同步串联补偿器的单机系统非线性变结构控制策略研究

摘要

在长距离输电系统中,传输的功率主要受限于线路的阻抗,为了提高电力的传输质量和避免由LC所引起的系统不稳定状况,静止同步串联补偿器(Static SynchronousSeries Compensator,SSSC)是解决这一问题的新途径,SSSC是柔性交流输电中非常重要的设备,它以电力电子换流器为装置核心,通过向电力系统注入可控的补偿电压以达到在线路中串联电抗或电容的作用,这种串联补偿不会引起系统振荡,这个补偿的电压会影响输电线路的参数以控制传输线路的功率传输,同时又可以阻尼系统振荡,提高暂态稳定性。与传统的串联补偿设备相比,SSSC具有调节可连续、响应速度快、运行范围宽、谐波小等明显优点。这种新型高效的补偿设备越来越受到国内外专家学者的重视。
　　 所以,本文研究了电力系统中SSSC的非线性变结构控制策略,其主要内容有:
　　 在理论方面,首先概要介绍串联补偿技术,详细分析可控串联补偿技术的基本结构和它对电力系统的作用,介绍SSSC的现状以及本文研究的内容和意义。然后,介绍基于逆系统理论的变结构控制理论,其中一些关键的理论和方法,包括利用逆系统方法对单输入单输出系统的线性化方法和对多输入多输出系统的解耦、线性化方法,以及变结构控制的基础理论和设计步骤。
　　 在建模和控制方面,建立在双端无穷大系统的SSSC的数学模型,和含SSSC的单机系统模型；利用逆系统方法和变结构控制理论对上述模型进行控制器的设计,最终通过仿真,验证了此控制策略的可行性和鲁棒性。