【摘要】：傳統(tǒng)電力系統(tǒng)狀態(tài)微分模型可用端口哈密爾頓(Port-Hamilton)理論描述,但該模型在建立時并未考慮轉(zhuǎn)移電導(dǎo)的作用,這對于暫態(tài)穩(wěn)定性的判定及暫態(tài)響應(yīng)的計算有一定的影響,為此建立了偽廣義哈密爾頓(Pseudo-generalized Hamilton)模型,其微分方程相對于傳統(tǒng)哈密爾頓方程多了一項由狀態(tài)變量表示的附加項,傳統(tǒng)控制方法難以保證其漸近穩(wěn)定。為了考慮轉(zhuǎn)移電導(dǎo)的作用,本文采用求多元函數(shù)積分原函數(shù)的方法,將偽廣義哈密爾頓方程的附加項表示為一個函數(shù)關(guān)于狀態(tài)變量的偏導(dǎo)數(shù),與傳統(tǒng)的哈密爾頓實現(xiàn)相結(jié)合,利用阻尼注入的思想可實現(xiàn)系統(tǒng)在無擾動情況下的漸近穩(wěn)定控制。在此基礎(chǔ)上,考慮當(dāng)電力系統(tǒng)出現(xiàn)故障或結(jié)構(gòu)發(fā)生變化時,系統(tǒng)的參數(shù)會出現(xiàn)擾動,平衡運行點會發(fā)生偏移,因此需針對電力系統(tǒng)中可能出現(xiàn)的擾動問題進(jìn)行控制器設(shè)計,對應(yīng)于系統(tǒng)的哈密爾頓實現(xiàn)模型為狀態(tài)微分方程中增加了擾動項。當(dāng)擾動參數(shù)已知時,通過配方的方法得出關(guān)于哈密爾頓能量函數(shù)的γ耗散不等式的形式,進(jìn)而求得控制率;當(dāng)擾動參數(shù)未知時,需引入預(yù)估向量,同樣以γ耗散不等式為基礎(chǔ),構(gòu)建出形成γ耗散不等式的條件方程,推導(dǎo)出帶有預(yù)估向量的控制率,同時預(yù)估向量可用已知參量和加權(quán)矩陣元素值表示,通過調(diào)節(jié)每個勵磁控制率的加權(quán)矩陣可實現(xiàn)系統(tǒng)的自適應(yīng)穩(wěn)定控制。與未考慮轉(zhuǎn)移電導(dǎo)時的情況相比,當(dāng)系統(tǒng)沒有擾動時本文提出的方法可以使系統(tǒng)暫態(tài)響應(yīng)的狀態(tài)變量曲線的超調(diào)量明顯減小,過渡過程時間顯著縮短。與前人提出的偽廣義哈密爾頓模型控制算法相比,本算法僅含有阻尼注入部分,省略了一項補(bǔ)償項,這使得表達(dá)式更為簡單。當(dāng)建立擾動參數(shù)已知的哈密爾頓實現(xiàn)模型時,設(shè)計的二階擾動抑制控制器可使暫態(tài)不穩(wěn)定的系統(tǒng)趨于穩(wěn)定;當(dāng)擾動參數(shù)未知時,該控制器可使系統(tǒng)故障后的狀態(tài)曲線超調(diào)量減小,并以更快的速度達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)。最后,在Matlab軟件平臺上,對3機(jī)系統(tǒng)和單機(jī)無窮大系統(tǒng)進(jìn)行了仿真,驗證了本文方法的正確性和控制策略的可行性。
[Abstract]:The traditional power system state differential model can be described by port Port-Hamilton theory, but the transfer conductance is not considered when the model is established, which has a certain influence on the determination of transient stability and the calculation of transient response. In this paper, a pseudo generalized Hamiltonian (Pseudo-generalized Hamilton) model is established. Compared with the traditional Hamiltonian equation, the differential equation has an additional term represented by state variables, and the traditional control method is difficult to guarantee its asymptotic stability. In order to consider the effect of transfer conductance, the addition term of pseudo generalized Hamiltonian equation is expressed as a partial derivative of a function with respect to state variables by using the method of finding the original function of multivariate function integral, which is combined with the traditional Hamiltonian realization. The idea of damping injection can be used to realize the asymptotically stable control of the system without disturbance. On this basis, it is considered that the parameters of the power system will be disturbed and the equilibrium operating point will be offset when the power system fails or the structure changes, so it is necessary to design the controller for the disturbance problem that may occur in the power system. The Hamiltonian realization model for the system adds perturbed terms to the state differential equation. When the perturbation parameters are known, the form of 緯 -dissipation inequality about Hamiltonian energy function is obtained by the formula method, and the control rate is obtained. When the disturbance parameter is unknown, the prediction vector should be introduced. On the basis of 緯 -dissipation inequality, the conditional equation of 緯 -dissipation inequality is constructed, and the control rate with prediction vector is derived. At the same time, the predictor vector can be represented by known parameters and the element values of the weighting matrix. The adaptive stability control of the system can be realized by adjusting the weighting matrix of each excitation control rate. Compared with the case without considering the transfer conductance, the method proposed in this paper can significantly reduce the overshoot of the state variable curve of the transient response of the system and shorten the transition process time when the system has no disturbance. Compared with the pseudo generalized Hamiltonian model control algorithm, this algorithm contains only damping injection and omits a compensation term, which makes the expression simpler. When the Hamiltonian realization model with known disturbance parameters is established, the designed second-order disturbance suppression controller can make the transient unstable system tend to be stable. When the disturbance parameters are unknown, the controller can reduce the overshoot of the state curve after the system failure and reach the stable state at a faster speed. Finally, the simulation of 3-machine system and single-machine infinite bus system is carried out on the Matlab software platform, which verifies the correctness of the method and the feasibility of the control strategy.
【學(xué)位授予單位】：天津大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TM712

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本文編號：2366860