发布时间 : 星期三 文章HVDC抑制低频振荡技术研究1更新完毕开始阅读7aceffc90508763231121285
这样若(3)式满足则表示(2)式成立 ,即满足滑模存在性条件。进一步确定系
统扰动的上限 ,规定 x1 , x2 可由
WAMS系统实时获得 ,在确定切换面后采用函数切换控制,调整 HVDC的功率定值:
函数。
三，滑模控制特点
式中 , u+( x) , u-( x)均为连续
电力电子技术的发展 , FACTS 装置和高压直流输电( HVDC)的出现为解决稳定问题提了新的手段[7,8]。HVDC技术因其在远距离大容量送电中体现出来的经济性和本身特有的快速响应特性成为大区电网互联中的重要技术方案。直流输电系统具有快速响应特性 ,故可将其作为电力系统动态调节手段用于阻尼振荡、 提高交直流混联电力系统的功率传输能力和所连接的交流系统暂态稳定控制。工程中的直流附加控制器最常见的为单输入单输出超前 — 滞后补偿[9 ],其输入大多选择并联交流联络线的有功功率、 直流整流侧频率偏差等本地信号。仅基于本地信号的控制并未发挥直流输电附加控制抑制振荡的最大潜力 ,且实际超前滞后环节的参数选取较困难 ,同时在运行工作点发生变化后控制器的阻尼效果往往会受到很大影响。全局意义的相角信号作为控制器的输入信号比其它信号能够反映系统功角低频振荡特性 ,从而利用广域信号对系统直接进行反馈控制 ,有利于抑制系统低频振荡[10]。模糊控制具有适应性强 ,设计过程不需精确模型参数易于发挥专家控制经验等优点 ,已在电力系统稳定控制等各方面得到很多应用[11]。电力系统是复杂的高阶强非线性系统 ,通常的模糊控制方法如单纯基于专家经验,或者启发式算法往往不适用。滑模控制具有反应速度快 ,对控制对象参数不敏感及对外界干扰鲁棒性好等特点。本文结合滑模控制和模糊控制二者
的优点提出一种区域间低频振荡的模糊滑模控制器,采用广域信号作为反馈输入,并由其实时确定滑模控制的节换面 ,利用模糊控制理论形成 HVDC的附加控制信号,最后对所设计的控制器在4机2区域系统中进行了特征值分析和非线性时域仿真分析。
四，广域 HVDC模糊滑模控制器设计
在交直流并列运行的系统发生小扰动后,可能会发生增幅的低频振荡,是因发电机组转子上的功率不平衡。而与交流系统并列的 HVDC 调制作用实际上是利用其快速响应性 ,在其主控制上附加一个响应机组转子不平衡功率的调制信号 ,通过直流功率的小幅调制达到减轻转子不平衡功率的效果进而抑制低频振荡 ,WFSC 控制附加信号加载到直流主控制的调制信号输入点。附加 WFSC 控制的直流控制主回路见图2 ,其中 值、最小值,
为调制功率值,
分别为限幅环节的调制功率最大
为功率给定值,
为直流电压,
分
别为电流定值限幅环节的上、 下限,为直流电流,数,α为实际整流侧触发角,
为控制环节时间常
分别为整流侧触发角的最大值、最小值。
将模糊控制思想引入滑模控制函数的构造 ,步骤为模糊化、模糊规则、模糊推理和去模糊。模糊化是根据各隶属度函数将对应的输入变量的精确值转化成隶
属度表示的模糊量。设 分别为S和
取输入变量
,其基本论域为[ -0. 1 ,0. 1 ]和[ - 0. 5 ,0. 5 ] ;模糊
集合的论域为[N ,Z ,P]和[NB ,NS ,Z , PS , PB ] ;输出量模糊集合论域为[NB ,NM ,NS ,N T , Z , PT , PS , PM , PB ]。采用梯形、三角形隶属度函数(见图 3)进行模糊化。模糊规则是模糊推理的基础 ,这里使用 “if :～t hen :～”形式的模糊规则 ,具体规则见表 1。
其含意为 N :负; Z:零; P :正;B :大;M:中; S :小; T :微。输出的模糊变量写为:
其中 pi、qi 为生成输出模糊变量的系数 ,其
生成可采用在线自适应参数调整的方法。
去模糊化是将模糊推理出的模糊输出量转化成精确量输出 ,然后经过量化
得到实际的控制信号。推理规则对应的输出。
五，结语
式中ωi为输出的隶属度值, f i为各
滑模控制在保证了控制系统渐进稳定性的同时克服了模型参数不确定性的影响 ,且将滑模控制原理加入到模糊逻辑的推理过程中改变了以往模糊逻辑推理单纯依靠专家经验的做法 ,有利于参数的选定。通过一个对存在区域间振荡模式的4机2区域系统的模态分析和非线性时域仿真均证明了控制方法的有效性。
参 考 文 献
[1] Lown M , Swidenbank E , Hogg B W. Adaptive fuzzy logic cont rol of turbine generator system[J ] . IEE Trans on Energy Conversion , 1997
[2] 倪以信，陈寿孙，张宝霖．动态电力系统的理论和分析．北京：清华大学出版社，2002，251．269
[3] 李 虹 ,刘启胜.多机电力系统中 PSS配置点的合理选择[J ] . 电网技术 ,2004
[4] 杨敏虹 ,邵 伟 ,于 渤. PSS参数选择和优化的仿真分析[J ] . 浙江大学学报(工学版) ,2001
[5] 李 丹 ,韩福坤 ,肖晋宇 ,等.华北电网广域实时监测系统[J ] . 电网技术 ,2004
[6] Cresap R L , Scot t D N , Mit telstadt W A , et al. Operating experience with modulation of the pacific HVDC inter2tie[J ] . IEEE Trans on PowerApparatus and Systems , 1978
[7] 刘艳萍 ,李志军 ,杨 梅. 利用 Matlab 优化电力系统稳定器[J ] . 高电压技术 ,2004 ,
[8] 徐 政 ,杨靖萍 ,高慧敏. 南方电网多直流落点系统稳定性分析[J ] . 高电压技术 ,2004 ,
[9] 徐 政 ,高慧敏 ,杨靖萍. 南方电网中直流紧急功率调制的作用[J ] . 高电压技术 ,2004
[10] 王 晖 ,韩新阳 ,胡兆光 ,等. 基于模糊控制遗传算法的输电系统最优化规划[J ] . 电力系统自动化 ,2002
[11] Kundur P. Power system stability and cont rol [ M ] . New York : McGraw2Hill , 1994.