廣域阻尼控制器是抑制電力系統(tǒng)區(qū)間低頻振蕩的一種有效方法,但實(shí)際系統(tǒng)中執(zhí)行器一般存在飽和現(xiàn)象。為此提出一種抗飽和補(bǔ)償器設(shè)計方法。首先通過引入飽和函數(shù)建立考慮執(zhí)行器飽和的電力系統(tǒng)模型;其次采用現(xiàn)代抗飽和技術(shù),分2步進(jìn)行抗飽和補(bǔ)償器設(shè)計。第一步不考慮飽和環(huán)節(jié),采用魯棒控制理論對閉環(huán)電力系統(tǒng)進(jìn)行H∞控制器設(shè)計,以確保系統(tǒng)的穩(wěn)定性;第二步針對飽和環(huán)節(jié),基于Lyapunov穩(wěn)定理論提出抗飽和補(bǔ)償器設(shè)計方法,設(shè)計抗飽和補(bǔ)償器進(jìn)行補(bǔ)償,以抑制執(zhí)行器飽和對控制器性能的影響。最后,將該抗飽和控制器應(yīng)用到2區(qū)4機(jī)電力系統(tǒng)模型。仿真結(jié)果表明,相比不考慮執(zhí)行器飽和的線性控制器,根據(jù)所提方法設(shè)計的抗飽和補(bǔ)償器可以有效抑制飽和環(huán)節(jié)對線性控制器性能的影響,能夠顯著提高電力系統(tǒng)對飽和的抑制能力。

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【部分圖文】：

在實(shí)際電力系統(tǒng)中，往往由于控制器輸出限制等約束條件，使得控制器的輸出限制在有界范圍內(nèi)，典型的飽和非線性如圖1所示。圖1所示飽和函數(shù)的數(shù)學(xué)描述為：

圖2為考慮執(zhí)行器飽和的控制系統(tǒng)框圖。圖中，uref為參考輸入；z為系統(tǒng)測量輸出。由于飽和環(huán)節(jié)的存在，控制器的輸出受到約束，導(dǎo)致控制器性能變差，往往使得控制器達(dá)不到預(yù)期的控制效果[15-16]。當(dāng)控制器輸出發(fā)生飽和現(xiàn)象時，控制器持續(xù)根據(jù)誤差值進(jìn)行控制量的累加，導(dǎo)致控制量yc會變得非....

考慮到飽和環(huán)節(jié)對控制器性能造成的影響，本文首先在不考慮執(zhí)行器飽和的情況下采用H∞回路成形法來設(shè)計線性控制器；再考慮執(zhí)行器飽和環(huán)節(jié)，設(shè)計抗飽和補(bǔ)償器以減小執(zhí)行器飽和對控制器控制性能的不良影響。圖3為本文抗飽和控制框圖，其中對控制器和抗飽和補(bǔ)償器分別進(jìn)行設(shè)計。圖中，Vref為參考輸入....

求取特征根，分析系統(tǒng)的模態(tài)，得到系統(tǒng)的振蕩模式如表1所示。由表1可知，模式1和模式2為局部振蕩模式，而模式3為區(qū)間振蕩模式，因此必須加入廣域阻尼控制器來抑制模式3的低頻振蕩才能保證系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。通過留數(shù)矩陣法進(jìn)行計算，對于模式1,1號機(jī)組為主導(dǎo)機(jī)組，所以1號機(jī)組安裝一個PSS；對....

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