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阻尼功率振荡的SSSC控制策略研究

作　者: 赵迎春
导　师: 李娟
学　校: 东北电力大学
专　业: 电气工程
关键词: 静止同步串联补偿器 功率振荡 非线性最优控制 非线性鲁棒控制
分类号: TM76
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要


随着经济和科技的发展，现代电网的规模越来越大，人们对其可靠性和可控性的要求也越来越高。为了提高电网的安全运行水平、提供良好的电能质量，不但需要电网的合理规划和可靠的电力设备，还需要先进的调节控制手段。近年来，柔性交流输电系统（FlexibleAC Transmission System，FACTS）技术的诞生为解决电网运行和发展中遇到的各种困难提供了有效途径，它使得原本不可控的电网变得容易控制，提高了电力系统运行的灵活性和安全稳定性。静止同步串联补偿器（Static Synchronous Series Compensator, SSSC）是一种基于电压源逆变器技术的串联型FACTS装置，该装置是通过注入一个可控幅值和相角的电压来等效改变输电线路的有效电抗，起到调节线路输送功率、阻尼系统功率振荡及提高系统运行稳定性等作用。本文在阐述SSSC的基本结构和工作原理的基础上，建立装有SSSC的单机无穷大系统Phillips-Heffron模型，在此模型基础上，分析SSSC对系统稳定性的影响和阻尼功率振荡的机理。讨论电磁功率对SSSC幅值调制比的偏导值符号，从而得到处于容性模式下的SSSC向系统提供正阻尼力矩，处于感性模式下的SSSC向系统提供负值阻尼力矩，实现抑制线路功率振荡作用。应用所得的Phillips-Heffron模型指导SSSC控制策略的设计。在建立的装有SSSC的单机无穷大系统数学模型的基础上，运用基于微分几何理论的精确反馈线性化方法设计SSSC非线性最优控制策略。采用精确反馈线性化方法对所建立的数学模型线性化，再应用线性二次型最优控制理论设计SSSC控制策略。为了寻求SSSC的最佳控制策略，在建立的SSSC单机系统数学模型中引入干扰量，应用非线性鲁棒控制理论中的反馈线性化H∞方法设计SSSC控制策略。分析比较两种控制策略，仿真结果表明基于反馈线性化H∞方法所设计的SSSC控制策略能够增加系统阻尼，更有效地抑制系统故障后的功率振荡，提高系统稳定性。

全文目录


摘要  6-7
Abstract  7-11
第1章 绪论  11-21
  1.1 课题研究的背景和意义  11-13
  1.2 功率振荡问题概述  13-14
    1.2.1 功率振荡含义与分类  13
    1.2.2 功率振荡机理  13-14
    1.2.3 阻尼功率振荡措施  14
  1.3 FACTS 技术简介  14-16
    1.3.1 FACTS 的概念  14-15
    1.3.2 FACTS 控制器的分类  15-16
  1.4 静止同步串联补偿器（SSSC）国内外研究现状  16-19
    1.4.1 静止同步串联补偿器简述  17
    1.4.2 SSSC 的特性研究现状  17-19
  1.5 本文的主要研究内容  19-21
第2章 SSSC 基本原理及阻尼功率振荡的机理  21-33
  2.1 引言  21
  2.2 SSSC 的基本原理  21-25
    2.2.1 SSSC 基本结构  21-23
    2.2.2 SSSC 的工作原理  23-24
    2.2.3 SSSC 的模型  24-25
  2.3 SSSC 阻尼功率振荡机理分析  25-32
  2.4 本章小结  32-33
第3章 基于精确反馈线性化的 SSSC 最优控制  33-50
  3.1 引言  33
  3.2 多输入多输出的精确反馈线性化的方法  33-39
    3.2.1 基于微分几何精确反馈线性化的含义及条件  33-34
    3.2.2 基于微分几何精确反馈线性化的算法  34-39
  3.3 线性二次型最优控制的基本理论  39-40
  3.4 SSSC 非线性最优控制策略设计  40-46
  3.5 仿真分析  46-49
  3.6 本章小结  49-50
第4章 基于反馈线性化 H∞的 SSSC 鲁棒控制  50-62
  4.1 引言  50
  4.2 非线性鲁棒控制的原理  50-55
    4.2.1 非线性鲁棒控制问题的数学描述及解决方法  50-52
    4.2.2 反馈线性化 H ∞设计方法  52-55
  4.3 基于反馈线性化 H ∞方法的 SSSC 控制策略设计  55-58
  4.4 仿真分析  58-61
  4.5 本章小结  61-62
结论  62-64
参考文献  64-68
攻读学位期间取得的研究成果及发表的学术论文  68-69
致谢  69

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中图分类: > 工业技术 > 电工技术 > 输配电工程、电力网及电力系统 > 电力系统的自动化
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