电力系统基于能量的非线性鲁棒和自适应控制

摘要

电力系统与人民的生活息息相关，在国民经济发展中举足轻重，人们对它的安全稳定运行提出了更高的要求．随着以大机组、超高压电网为特点的大规模电力系统的迅速发展，改善系统运行的安全稳定性成为日益重要和紧迫的研究课题．电力系统是一个具有强非线性行为的复杂系统，并含有很多的未建模动态和不确定性．当系统的运行点改变时系统的动态特性会显著改变．线性控制器很难保证电力系统的控制要求，因此非线性控制在电力系统中的应用研究越来越受到人们的关注． 广义Hamilton控制系统描述的是一类既有与外部环境能量的交换，又有能量耗散还有能量产生的更为广泛的开放系统．它结构清晰、其物理意义明确，Hamilton函数是其准Lyapunov函数，该类系统在稳定性分析、镇定控制、Hoo控制等问题中表现出明显的优越性．近几年，Hamilton系统方法(又称基于能量的控制方法)被广泛地应用于电力系统控制中．我们知道，电力系统是一个能量产生、传输和消耗的复杂系统，其能量平衡在整个系统安全运行中起至关重要的作用，将能量函数作为Lyapunov函数进行控制设计是很自然的．研究表明，广义Hamilton控制系统不但为电力系统提供了一个恰当的数学描述；同时，也为电力系统提供了一个新的更为有效的控制途径．广义Hamilton系统已成为研究电力系统的重要工具之一． 目前，Hamilton控制方法在电力系统中的应用主要是处理模型确定和不带扰动的情形．然而，电力系统是一个充满不确定因素的复杂系统，要设计更可靠、更合理的控制器，必须考虑鲁棒和自适应控制设计． 本论文首先研究结构矩阵中带有摄动的耗散Hamilton系统的控制问题，设计其反馈控制器和L〈，2〉干扰抑制控制器；当系统同时存在参数摄动和外部干扰时，给出其自适应鲁棒控制器设计．然后，研究电力系统基于能量的鲁棒控制问题，将Hamilton系统的鲁棒控制结果应用于单机无穷大三阶系统、带汽门开度的四阶系统和五阶系统，分别设计系统带有扰动时的鲁棒控制器，并通过仿真验证控制器的有效性．最后，研究电力系统基于能量的自适应鲁棒控制问题，分别给出带有扰动及参数摄动的单机无穷大三阶系统、带汽门开度的四阶系统、五阶系统及带有超导储能装置的电力系统的自适应鲁棒控制器，并通过仿真验证控制器的有效性．

目录

文摘

英文文摘

原创性声明及关于学位论文使用授权的声明

第1章绪论

第2章不确定耗散Hamilton系统控制设计

第3章电力系统基于能量鲁棒控制

第4章电力系统基于能量的自适应控制

第5章结束语

参考文献

致谢

发表的论文