自动电压调节系统的自抗扰控制

摘要

自动电压调节器(Automatic Voltage Regulator, AVR)的性能往往受到同步发电机高场电感和连续负载变化的影响,电力系统中参数的不确定性对于系统整体性能是一个重大挑战,在设计控制策略时需要重点考虑。线性自抗扰控制(Linear Active Disturbance Rejection Control, LADRC)的显著特点是能够实时估计和消除总扰动,并且不依赖于准确模型。在解决终端电压变化问题时,LADRC是一种可行的解决方案。探讨了三阶线性自抗扰控制器与高阶PID的关系,研究了线性自抗扰控制在AVR电压控制问题中的应用。针对目前AVR中普遍存在的定子电流限制(Stator Current Limit, SCL)问题,提出了一种补偿方案。方案引入发电机理论输出和实际输出的误差作为额外扰动输入,利用扩张状态观测器(Extended State Observer, ESO)对其进行估计,这样可以令线性自抗扰控制器快速补偿误差。仿真证明了与高阶PID相比,LADRC具有更强的抗干扰性,可以取得更好的控制效果。