|
在实际的电力系统中，发电机租赁附加励磁控制是提高电力系统的稳定性和抑制低频振荡的重要手段。安装在系统中的重要枢纽点或负荷节点的静止无功补偿器（SVC）主要用来从电网中吸收或向电网中输送可连续调节的无功功率，以维持安装点的电压恒定1-3.对此类关键节点提供快速的动态电压支撑是解决电力系统安全稳定问题的重要手段之本文在己有发电机附加励磁模糊变结构控制研究成果111的基础上，对SVC和发电机附加励磁进行综合控制的研究。将模糊控制理论和非线性变结构控制理论结合起来，设计了一种SVC与附加励磁模糊变结构综合控制器，使其能够同时实现发电机功角控制和SVC安装点处电压控制两个目标。
2模糊变结构综合控制器的设计2.1系统数学模型以n机系统为例，系统的数学模型如下111发电机的空载电势；k，k'，为第i台发电机租赁的电压调节器及附加励磁控制器的放大倍数；Vf为第i台发电机租赁的机端电压值；Mfi为第i台机附加励磁控制输入。
第i台发电机租赁的有功功率Pei表达式为SVC采用实用一阶惯性模型，如所示：电抗器的电纳值；TC为时间常数；KC为放大倍数；为控制量。
综合⑴式和（3）式，可得到含有SVC的多机系统的状态方程式：为时间常数1（））；1为输入机械功率为0台lishMg将（4）式写成标准的仿射非线性系统的形式为：倒数，第行对上式两边求导，可得将（3）式代入上式可以得到由此可见针对SVC的控制输入Ue，可以设计具体的模糊其余变量前己声明，此处从略。
2.2模糊变结构综合控制器的设计方法为了使所设计的控制器能同时考虑发电机功角稳定和SVC安装点处电压控制两个目标，就要使发电机附加励磁控制和SVC控制解耦。这样设计出的控制器能够根据当地的状态变量的变化得出相应的控制量，便于控制策略的实现。
从（5）式可以看出，这是一个多输入多输出系统的控制问题。输入量为发电机附加励磁的输入Uf和SVC的控制输入Ue，输出函数可以写成如下形变结构控制器，方法如下：首先把电压变化量其导数AVm及AVrn在论域上进行非均匀离散变换，形成控制器的输入量E和E.对Avm及Avm在较小时进行“细分”，而在它们取值较大时，对它们进行“粗分”同时省去中间的确定隶属函数环节（因为这种划分方法本身就是一种确定隶属关系的过程），由此得到离散量，作为模糊变结构控制器的输入。
然后来设计带有自调整因子的模糊变结构控制器的控制规律，以适应实际系统的各种不同情况，使所设计的控制器具有很强的自调整性。在全论域范围内带有自调整因子的控制规则可以表示为式（2）的形式：因为，当AVm比较大时，表明系统远离电压平-Vm0=AVm（7）针对上式的输出函数，可以设计具体的模糊变结构控制器。为了使所设计的SVC控制器能实现利用当地信号进行控制，对于输出函数y2式衡状态，系统需要加大控制量，使系统尽快到达电压的稳态值，所以，此时电压变化量的权重E取得比较大；而当E比较小时，表明系统接近电压的稳定状态，为了使系统电压尽快到达稳定状态，尽量减小超调，因此，此时电压变化量的权重E取得比较小，控制量中E对时间的导数的权重E取得比较大。
按照这样的方法设计出的控制器可以使SVC处的电压快速恢复到稳定状态，减小抖振的频率和幅度。
最后，把得到的Ue取整得到离散控制量Au（，采用非等距离法。对该模糊变结构SVC控制器还需要综合考虑对控制量的限幅，然后就可以对实际系统进行控制了。由公式（12）所示的模糊变结构SVC控制器，与系统的工作点及网络参数无关，因此，对系统工作点的改变及网络参数的变化具有很强的鲁棒性。
此处发电机租赁附加励磁模糊变结构控制器的设计采用文的设计方法。虽然有SVC的存在，这里所涉及的附加励磁模糊变结构控制器并没有实质性的不同。只是附加励磁模糊变结构控制器是以发电机功角稳定为目的的，SVC的可变容抗在进行解算时作为中间节点被削去。方法如下：首先将式（5）利用直接大范围线性化理论变换成线性系统。然后针对此线性系统取线性的切换函数Si并对其求导，得到其导数S.控制器的输入信号为切换函数及其导数的模糊量Si和Si，控制规律如下：最后将得到的控制量Ui清晰化后，经限幅后即可进行控制。按照这样的方法设计的控制器的输出量与系统的工作点及网络参数无关，附加控制只与由本台发电机的状态量构成的切换函数有关，因此对系统的工作点的变化及网络参数的变化具有完全的鲁棒性。
2.3控制规律的选择此处我们不考虑多机系统中各台发电机的协调控制，只是按照各台发电机各自的切换函数及其它参数的变化情况，对其进行控制。当SVC安装在互连的电力系统中以安装点的电压为控制对象时，电压及其变化量可以就地测量，即可实现当地信号控制。
当系统中发生扰动时，SVC控制器的量测、控制和触发环节的惯性较小，一般在1s以内，因此快速的响应特性可以最大限度地维持SVC安装点的电压；与此同时，各台发电机的附加励磁控制器以本台发电机的功角稳定为目标，可以最大限度地改善电力系统的稳定性，同时可使发电机端电压具有良好的动态特性。
3计算机仿真仿真系统采用电科院六机系统，其结构参数见SVC安装在9号母线上，在2、3、4、5机组附加励磁上采用常规控制和模糊变结构控制方案。仿真条件为：系统0s时在10号母线发生三相短路故障，0.15s后恢复正常。仿真结果如、所示。
由和可见，在模糊变结构控制下的系统的阻尼特性和SVC所在处的电压特性都优于常规控制下的系统响应特性。SVC所在处的电压维持得较好；同时在附加励磁模糊变结构控制器的作用下，系统的稳定性有了明显的改善。
4结论本文利用模糊变结构控制方法设计出了SVC和发电机租赁附加励磁的综合控制器。该控制器能够同时考虑SVC安装点电压控制和发电机功角稳定两个目标，而且实现了SVC控制和附加励磁控制的解尤，使所设计的控制器均可利用当地信号实施控制策略。仿真计算表明：SVC和发电机附加励磁模糊变结构综合控制器能够改善系统暂态过程中的阻尼特性，同时可以最大限度地维持SVC安装点的电压恒定。
专业诸侯快讯皇冠我们用专业的态度服务每一位客户 诸侯快讯皇冠行业第一站。
|
