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FPC稳态特性分析及其协同控制策略研究

作　者: 黄安
导　师: 程时杰
学　校: 华中科技大学
专　业: 电力系统及其自动化
关键词: 柔性功率调节器飞轮储能双馈电机功率极限协同控制
分类号: TM76
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
下　载: 77次
引　用: 1次
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内容摘要

多功能柔性功率调节器(flexible power conditioner,FPC)是一种用于提高电力系统稳定性的新型FACTS装置,它由大容量低速飞轮储能系统、双馈感应电机(doubly fed induction generator,DFIG)和作为交流励磁电源的电压源型双SVPWM变频器组成。由于FPC具有独立进行无功和动态有功功率调节的能力,能够提高电力系统稳定性并改善供电质量。论文首先综述了储能技术的发展及现状,FPC的背景和发展现状,介绍了FPC基本结构和工作原理。FPC通过交流励磁控制其调节的有功和无功功率,因此其功率极限受转子侧变频器的约束。研究了变频器电流、电压和容量限制对FPC输出功率极限的影响,以及功率极限与转差的关系。结果表明,FPC功率极限的主要约束条件是变频器电流限制。此外,还讨论了FPC稳态优化运行点的选取问题。介绍了非线性控制理论的现状,引入了协同控制理论,并对其理论基础作了详细的介绍。并分析了协同控制理论的新特性和它在非线性控制系统方面的优点。之后根据电力系统的实际情况建立了将FPC用于提高电力系统稳定性的几种使用和控制方案,并按照协同控制的步骤为其设计了协同控制器,仿真结果表明,FPC及协同控制器能够有效地提高系统的抗扰动能力,提高系统的稳定性。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-8
1 绪论  8-13
  1.1 课题背景  8-9
  1.2 飞轮储能技术的发展  9-11
  1.3 新型控制技术在FPC 中的应用  11
  1.4 本文的主要研究内容及章节安排  11-13
2 多功能柔性功率调节器的稳态运行特性  13-35
  2.1 FPC 原始坐标下等效电路模型  13-14
  2.2 原始坐标下的调节特性分析  14-21
  2.3 转矩分析  21-23
  2.4 变换坐标系下的励磁特性分析  23-24
  2.5 转子侧励磁约束下的FPC 功率极限  24-32
  2.6 FPC 稳态运行点的优化选取  32-34
  2.7 本章小结  34-35
3 协同控制的基本理论  35-50
  3.1 协同控制原理  35-36
  3.2 协同控制的步骤  36-37
  3.3 协同控制器稳定性问题的几何分析  37-42
  3.4 能量函数角度的分析  42
  3.5 其他的流型设计的探索  42-44
  3.6 协同控制与变结构控制的比较分析  44-49
  3.7 本章小结  49-50
4 协同控制理论在FPC 系统上的应用  50-63
  4.1 FPC 用于提高系统稳定性的一种拓扑结构  50
  4.2 单机无穷大系统的协同控制器设计  50-55
  4.3 FPC 的数学模型及双机无穷大系统的协同控制器设计  55-57
  4.4 双机无穷大系统的就近协同控制器  57-58
  4.5 双机无穷大系统的远方协同控制器  58-61
  4.6 两种安装位置及控制方式的比较  61-62
  4.7 本章小结  62-63
5 全文总结  63-65
  5.1 总结  63
  5.2 有待进一步开展的工作  63-65
致谢  65-67
参考文献  67-74
附录1 攻读学位期间发表的论文目录  74

FPC稳态特性分析及其协同控制策略研究

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