基于线性最优控制的交直流低频振荡附加阻尼控制器设计-论文.pdf

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1、第52卷第l1期电测与仪表V01．52N0．112015年6月l0日ElectricalMeasurement&InstrumentationJun．10，2015基于线性最优控制的交直流低频振荡附加阻尼控制器设计术高峰，李保宏，李旭涛，刘天琪，田蓓，李兴源，张英敏(1．国网宁夏电力公司电力科学研究院，银川750000；2．四川大学电气信息学院，成都610065)摘要：对于低频振荡抑制问题，提出了一种新的电力系统稳定器(PSS)及直流附加控制的设计方法。通过改进的总体最小二乘一旋转不变(TLS—ESPRIT)辨识技

2、术分析系统振荡特性，再对各个振荡模态分别辨识出相应的被控传递函数，最后利用带观测器的线性最优控制(LQR)方法设计出相应控制器，达到抑制低频振荡的目的。在设计过程中，利用基于LQR的PSS抑制区域内低频振荡，区域间低频振荡通过基于LQR的直流附加控制完成。关键词：低频振荡；附加阻尼控制；线性最优控制中图分类号：TM712文献标识码：B文章编号：1001—1390(2015)11—0090—06DesignofAC-DClowfrequencyoscillationcontrollerwithadditionalda

3、mpingbasedonlinearoptimalcontrolGaoFeng，LiBaohong，LiXutao，LiuTianqi，TianBei，LiXingyuan，ZhangYingmin(．ElectricPowerResearchInstituteofStateGridNingxiaElectricPowerCompany，Yinchuan750000，China．2．SchoolofElectricalandInformation，SichuanUniversity，Chengdu610065，Ch

4、ina)Abstract：Anewdesignwayforpowersystemstabilizer(PSS)andDCadditionalcontrollertosolvelow~equencyOS—cillation(LFO)problemisproposed．Theoscillationcharacteristicsofthesystemareanalyzedthroughtotalleastsquares-estimationofsignalparametersviaimprovedrotationalin

5、variancetechniques(TLS—ESPRIT)firstly，andthenthetransferfunctionsofalloscillationmodesarecapturedrespectively．Finally，thecontrollersaredesignedoutbylinearquadraticregulator(LQR)methodwithobserver．Inthedesigningprocedure，theLQRPSSisusedforintra·a卜eaLFOandDCaddi

6、tionalLQRcontrollerisusedforinter—areaLFO．Keywords：lowfrequencyoscillation，additionaldampingcontrol，LQRcontrol0引言·迹法设计出了改善特定振荡模式的PSS，但传统PSS弱阻尼低频振荡问题是困扰电网安全稳定运行抑制低频振荡信号选择缺乏自由度，多个控制器间的典型难题之一，如何通过适当的控制来有效抑制协调困难。文献[6]对于PSS协调设计提出了基于电网区域间及局部低频振荡是广为关注和亟待解决多信号Prony辨识的

7、极点配置方法，不过PSS对于区的研究课题。在众多解决方案中，装设电力系统稳域间低频振荡情形的控制效果并不理想。高压直流定器(PSS)是最为经济简便的方法。传统PSS设计(highvoltagedirectcurrent，HVDC)输电技术因其在多采用经典线性控制理论进行设计，如根轨迹法、频远距离大容量输电中体现出来的经济性和本身特有率响应法与极点配置法等¨I4j。文献[5]基于根轨的快速响应特性成为大区电网互联中的抑制区域间低频振荡的重要技术方案』。目前，国内外学者对基金项目：宁夏电网公司重大专项(SGNXDKOO

8、BGQT1400075)于HVDC附加控制方法也进行了大量的研究。如文献[8]设计了基于极点配置的HVDC射影控制器抑一90第52卷第l1期电测与仪表V0I．52No．112015年6月10日ElectricalMeasurement＆InstrumentationJun．10。2015制低频振荡，文献[9]提出了多通道鲁棒HVDC附加频振荡特性辨识。在系统