发电机励磁系统的非线性大干扰抑制控制器设计

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1、Proceedingsofthe31stChineseControlCoiiierenceJuly25-27,2012.Hefei.China发电机励磁系统的非线性大干扰抑制控制器设计姜囲，刘婷，张铁，井元伟东北大学信息科学与工程学院，沈阳110819E-mail:iiangiKm«ise.ncu.cclucn摘要：针对具有励磁控制的单机无穷大系统，基于Backstepping方法提出了一种非线性大干扰抑制控制方案•重点考虎发电机转子受到外界未知大扰动对系统输出的影响.利用minimax法可有效降低以往由简单估计干扰上界或不等式放缩带来的保守性.从而确保单机无穷大

2、系统具有良好的鲁棒性和对大干扰的不敏感性•考虑系统受到短路接地敌障或者发电机发生机械功率扰动等突发性大干扰的情形.对单机无穷大系统进行仿真实验.结果表明这种控制方案可有效改善电力系统暂态稳定的动态过程.关键词：发电机，励磁控制，大干扰抑制.Backstepping.minimaxNonlinearLargeDisturbanceAttenuationControllerDesignfortheGeneratorExcitationSystemsJIANGNan,LIUTing,ZHANGTie,JINGYuan-weiFaculyofInionnationScie

3、nceandEngineering,NortheastenUniversity,Shcinang110819E-mail:iiangium0sencu.edii.cnAbstract:Thenonlinearlargedisturbanceatteiuuitioncontrolschemeisinvestigatedbasedonthebacksteppingmethodtorthesingle-machineintinite-biisexcitationsystem.Focusisgivenontheefleetofthegeneratorrotorontheo

4、utputofthesstembyluiknounexternaldisturbances・Tlieminimaxmethodisusedtoreduceettectivelvtheconsenativcnessofthedisturbance■treatment,whichisbroughtbytheestimationoftheupperboundofthedisturbanceandtheinequalityscaling.Tlicpurposeistoensurethegoodrobustnessmidinsensitivitytolargedistur

5、bances.Byconsideringtheeflectoftheshort-circuitgroundfaultandtliemeclianicalpowerofdisturbances,ausecaseofthesingle-machineiiilmite-bussystemisresearched.Simulationresultsshowthatthecontrolschemecaneilectivehimprovetliedainicprocessofthetransientstabilityofthepowersystem.KeyWords:Oe

6、iierator,ExcitationControl,LargeDisturbanceAltenimtion,Backstepping,Minimax1引言在电力系统中，大型发电机组的励磁控制是改善电力系统稳定性的最有效而又最经济的手段之一.20

7、比纪5()・6()年代.发电机的励磁调节器大多采用基于发电机的机端电压偏差进行PID调节•具控制冃标是机端电压的调节精度.许多研究结果表明•该类型的调节器可以保证发电机机端电压的调节精度，但难以有效改善电力系统的稳定性和故障后系统的动态品质.随着电力系统规模升级、远距离输电方式的出现以及快速励磁系统的引入，系统中产生了低

8、频振荡现象，提高电力系统小干扰稳定性问题己成为主要的研究目标.大量的研究集屮在寻找新的发电机励磁调节规律的问题上12.但是这些励磁控制器的设计都是依拯近似线性化的数学模型，当实际系统的运行状态对于所设计的平衡状态有较大偏差时•对运行状态远离平衡点的电力系统难以发挥应有的作用.特别是当电中央高校基本科研业务费专项资金资助项目(N110404032)：教育部賢辽宁省流程工业综台自动化重点实验室开放渓題项目；国家自然科学青年呈金项目(70901017)573力系统遭受大的干扰后.电力系统的暂态稳定性就成了限制电网传输容量的一个主要矛盾.因此.为提高电力系统暂态稳定性的

9、鲁棒非线性