針對多機(jī)電力系統(tǒng)中的勵磁系統(tǒng),設(shè)計一種基于擾動觀測器的滑�？刂疲≒erturbationObserverbased Sliding-mode Control, POSMC）以提高系統(tǒng)穩(wěn)定性。首先,將系統(tǒng)的非線性、參數(shù)不確定性、未建模動態(tài)和外部時變擾動聚合為一個擾動,同時由一個滑模狀態(tài)擾動觀測器（Sliding-mode State and Perturbation Observer, SMSPO）對該擾動進(jìn)行實時快速估計。隨后,通過滑模控制器對該擾動估計進(jìn)行在線完全補(bǔ)償以實現(xiàn)全局一致的控制能力。POSMC具備結(jié)構(gòu)簡單、可靠性高、不依賴系統(tǒng)精確模型以及僅需測量發(fā)電機(jī)功角一個狀態(tài)量等優(yōu)點。最后,基于機(jī)械功率階躍變化、三相短路以及發(fā)電機(jī)參數(shù)不確定性三個算例驗證了POSMC的有效性和魯棒性,其能在各種工況下實現(xiàn)最佳的動態(tài)性能,有利于電力系統(tǒng)發(fā)生故障后恢復(fù)穩(wěn)定運行。 

【文章來源】：電力系統(tǒng)保護(hù)與控制. 2020,48(20)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：9 頁

【部分圖文】：

發(fā)電機(jī)勵磁系統(tǒng)的POSMC整體框架

0.5s時發(fā)生0.2p.u.的階躍增長，并在0.7s時重回額定值。各控制器的動態(tài)響應(yīng)如圖3所示，可見POSMC能夠以最快的速率抑制該振蕩，同時在其控制下明顯地抑制了故障引起的振蕩。此外，采用飽和函數(shù)減小了滑�？刂浦写嬖诘亩墩瘳F(xiàn)象，使得控制輸入ufd3更加平穩(wěn)。值得注意的是，POSMC機(jī)端電壓Vt3的振蕩幅度雖大于其他控制器，但擁有最快的收斂速度。另外，PID控制的參數(shù)主要來源于非線性系統(tǒng)在某一運行點處的線性化方程，當(dāng)運行點短時間內(nèi)頻繁發(fā)生變化時其控制性能自然會有所下降。圖2三機(jī)電力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖Fig.2Configurationofthethree-machinepowersystem

-128-電力系統(tǒng)保護(hù)與控制表1POSMC參數(shù)Table1ParametersofPOSMC控制器參數(shù)b0i=-8ρi1=64ρi2=16ρi3=1ζi=10φi=10εci=0.1觀測器參數(shù)αi1=1.2×103αi2=5.4×105αi3=1.08×108εoi=0.1ki1=10ki2=6×103ki3=1.2×106αi4=8.1×109ki4=8×107圖3階躍機(jī)械功率下的系統(tǒng)響應(yīng)Fig.3Systemresponsesobtainedunderthemechanicalpowervariations4.2三相短路為驗證系統(tǒng)故障情況下POSMC的有效性，取如下系統(tǒng)故障：t=0.5s時，4號母線與5號母線之間的輸電線發(fā)生三相短路，短路點如圖2所示，t=0.6s時線路跳閘，t=1.1s時自動重合閘裝置啟動。其仿真結(jié)果如圖4所示，可發(fā)現(xiàn)POSMC能夠以最快的速率最有效地恢復(fù)因故障引起的電力系統(tǒng)振蕩。另外，故障期間SMSPO1的狀態(tài)和擾動估計誤差如圖5所示，可見SMSPO對于跟蹤擾動估計具有較快的速率和良好的準(zhǔn)確性。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]部分遮蔽下改進(jìn)樽海鞘群算法的光伏系統(tǒng)最大功率跟蹤[J]. 楊博,鐘林恩,朱德娜,束洪春,張孝順,余濤.  控制理論與應(yīng)用. 2019(03)
[2]永磁直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)最大功率跟蹤非線性抗擾控制[J]. 方云熠,曾喆昭,劉晴,王可煜.  電力系統(tǒng)保護(hù)與控制. 2019(05)
[3]風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)最大功率跟蹤自適應(yīng)魯棒控制[J]. 茅靖峰,吳博文,吳愛華,張旭東.  電力系統(tǒng)保護(hù)與控制. 2018(22)
[4]基于反饋線性化原理的直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組控制系統(tǒng)設(shè)計[J]. 王利兵,毛承雄,陸繼明,王丹.  電工技術(shù)學(xué)報. 2011(07)
[5]多機(jī)電力系統(tǒng)模糊自適應(yīng)控制[J]. 吳忠強(qiáng),姚源,竇春霞.  電力系統(tǒng)保護(hù)與控制. 2011(10)
[6]多機(jī)電力系統(tǒng)自適應(yīng)魯棒Terminal滑模勵磁控制[J]. 鄒德虎,王寶華.  電力自動化設(shè)備. 2010(12)
[7]電力系統(tǒng)非線性魯棒自適應(yīng)分散勵磁控制設(shè)計[J]. 蘭洲,甘德強(qiáng),倪以信,徐政.  中國電機(jī)工程學(xué)報. 2006(17)



本文編號：3269393