电力系统功角稳定的非线性控制方法综述

《电力系统功角稳定的非线性控制方法综述》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、分析与应用廑审景GUANGXIDIANYE电力系统功角稳定的非线性控制方法综述粱健(广卅I供电局，广东广州510160)【摘要】随着大规模互联电网的高速发展，电力系统功角稳定问题日益突出，传统的线性控制器已经不能满足电力系统安全稳定的需求。为克服这一问题，科研工作者和工程技术人员积极地将各种非线性控制方法引入到功角稳定控制中，开展了广泛而有意义的研究。本文系统地总结了映射线性化法、Lyapunov直接法、鲁棒控制、自适应控制、变结构控制等非线性控制方法在电力系统功角稳定控制中的应用情况，讨论了各自的优势及存在的缺陷。最后，对有价值的研究方

2、向进行了展望。【关键词】功角稳定；非线性控制；综述系和实际应用经验，因此如果能够运用某种方法把电力系统非线性的元件和模型变换成相应的线性系统，便能使用强大0引言的线性系统理论来进行分析，这就是映射线性化的基本思想。映射线性化方法是非线性控制理论在电力系统中应用的一个功角稳定表征了同步机并联同步运行的稳定性，其遭到重要方面，其主要包括基于微分几何理论的输入对状态反馈破坏后，系统交流发电机间失去同步，将引起系统潮流分布混线性化、输入输出线性化、直接反馈线性化(DFL)和逆系统方乱，最终会在自动装置作用下系统瓦解。自交流系统建立后，法等，下面将

3、就其中一些具有代表性的方法予以讨论。功角稳定问题首先被提出并开展了系列研究。随着以大机组、2．1基于微分几何理论的线性化方法超高压电网为特点的大规模电力系统的迅速发展，电力系统微分几何理论的基本思想是将状态空间按要求分解成一功角稳定问题更是愈发突出。采用适当的控制手段对电力系些低维子流形，并通过对低维子流形的研究来了解系统的性统的功角进行控制以保证系统安全、稳定和经济运行成为日质，实质上是将问题转化为对这些低维子流形对应的向量场趋重要和紧迫的研究课题。及其分布特性进行研究，李导数、李括号是主要研究工具，一电力系统是一个强非线性系统，然而当

4、前大部分控制装般适用于仿射非线性系统。置都是基于非线性电力系统在某一运行点的线性化模型而设卢强院士在将微分几何理论应用到电力系统功角稳定控计的。例如，电力系统稳定器(PSS)，其通过励磁环节提供附加制中做了许多开拓性的工作。文献口啵早利用微分几何方法并来提高系统的动态稳定。这一类控制器在设计运行点附近有结合线性最优控制理论进行了多机系统的励磁与汽门控制设着良好的控制效果。当系统受到较大扰动时，系统结构和运行计；文献H将精确线性化方法与观测解耦状态空间(ODSS)法相点将发生较大改变，此时线性控制器往往不能满足系统稳定结合实现了控制的解耦，

5、并考虑到数据通信的误差，结合H*性的需求㈦。因此，有必要基于电力系统的非线性模型设计不鲁棒控制理论设计了多机系统的励磁控制规律；文献IS1以机端依赖于系统某一运行点，并同时考虑了系统非线性特性的电电压为输出量，利用输入一输出线性化方法对机端电压进行力系统非线性控制器。调节，以改善暂态过程中机端电压的特性，同时实现了对功角柔性交流输电系统(FACTS)、高压直流输电(HVDC)以及的控制。WAMS系统的出现为电力系统提供了更多的控制资源和手微分几何线性化方法具有坚实的理论基础，是线性化方段，使得非线性控制理论在电力系统中的应用成为可能。本文

6、法中的主角，但也有无法克服的缺点，如：仅局限于仿射非线将分别对映射线性化方法、Lyapunov直接法、鲁棒控制、自适性系统，对系统模型和参数的不确定性缺乏鲁棒性，数学推导应控制、变结构控制、智能控制等几种主要的非线性控制方法及控制规律复杂等。在电力系统功角稳定控制中的应用加以讨论。并在最后指出2．2直接反馈线性化方法仍然存在的技术难题和有价值的研究方向。DFL理论是韩京清教授于1981年提出的，可看作是输入、输出线性化的一个特例。与微分几何线性化方法相比，DFL1映射线性化方法方法不局限于仿射非线性系统，数学过程简单，不需要进行复杂的坐标

7、变换和大量的数学推导，便于掌握和实际工程应用。线性系统理论相比于非线性系统理论有着完善的理论体文献旧首先基于DFL方法将系统线性化，并且在线性系统2012．9(总第149期)团店它景分析与应用GUANGXIDIANYE的反馈环节中设计了一种在以端电压偏差作为反馈量和以转果。然而这种控制器设计方法仅能够保证电力系统的最终渐子角偏差作为反馈量之间进行切换的反馈控制规律，但是切近稳定性，对于功角暂态性能的改善却无能为力。换时间的难以确定限制了它的实际应用；文献较早地对DFL方法做了较详细的介绍，用它设计了单机系统的励磁控制动3非线性鲁棒控制态反

8、馈补偿规律，具有很好的鲁棒性；文献嘲利用DFL方法设计了静止同步串联补偿器(SSSC)与发电机励磁的协调控制在电力系统的实际运行中，存在着各种不确定性因素，比器，由于采用了动态反馈补偿方法，该