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多类型多功能FACTS元件协调控制方法综述(二)

北极星电力网技术频道    作者:佚名   2007/12/3 23:56:40   

 关键词:  FACTS 协调控制 控制

文献[11]研究了各个TCSC在阻尼控制中的协调控制,通过对局部可观测信号在模态中的可观察能力来决定哪些信号作为TCSC的有效控制信号,而TCSC协调控制是通过模式可控性来决定,即每个TCSC只能对其有较好可控性的模态发生作用。其增益则在满足控制准则的基础上通过线性最优得到。满足的控制准则包括:(1)在不明显恶化其他模式阻尼下使临界模式阻尼增大到可接受的程度;(2)各个不同TCSC:控制器之间的不利相互作用能减少到最小;(3)避免TCSC的饱和现象。

  文献[12]提出了基于感应转距系数的协调算法,首先在没有考虑FACTS情况下取得感兴趣的振荡模式然后应用有约束线性优化法求得各个FACTS协调控制的增益。

  文献[13]在基于可观和可控的基础上,运用线性化矩阵不平等量约束(LMl)方法,以GPS得到的远方测量信号作为控制反馈信号,进行PSS和FACTS控制器综合协调以增强系统阻尼。

  文献[14]基于线性化理论,运用向量补偿法设定控制参数,最优化搜索满足目标函数的增益,以协调SVC阻尼控制和电压控制。

  4非线性协调控制方法

  电力系统是很强的非线性系统,如果在不进行线性化的基础上,运用非线性方法进行多控制器的协调设计,会具有更好的控制效果。同时非线性协调控制方法复杂,方程阶数高。运算速度慢,如何应用于较大规模的电力系统是非线性控制以后研究的主要方向。

  目前在非线性方法中,变结构控制法(VSC:VariableStructureControllers),直接反馈线性化方法、H∞控制都得到了应用。

  变结构协调控制方法其核心是对控制器的结构和参数在工作过程中根据某种规律进行调节和切换,以改善全系统的动态性能。对于变结构控制来说,具有完全自适应能力,通过系统状态面切换,VSC能很好的处理系统的非线性动态行为,解决多对象组的均衡问题。因此对于强非线性的电力系统动态,VSC是很好的协调控制方法。而对于含多个FACTS元件的复杂系统来说,采用变结构控制的关键在于切换函数的选择。

  文献[15]在研究多机系统的多模态振荡时,通过极点配置在状态空间找到切换函数,在系统方程为线性可控标准型的基础上,得到系统的变结构反馈控制器。因为是以线性模型为基础,当系统的工况发生变化时,其鲁棒性较差。

  文献[16]在设计串联补偿器时,以到达稳定平衡点的时间最短为控制目标,通过简化轨迹求解法得到系统的切换函数。

  文献[17]以在系统从受到扰动时刻到新的平衡点的整个过程中,机械输入功率与电气功率输出的不平衡量的平方和达到最小作为设计依据,推导出变结构控制的切换面,以协调TSC和TCR的动态行为。

  文献[18]在研究FACTS的阻尼控制时,构造了包含FACTS元件的暂态能量函数,并针对各个FACTS元件推导出变结构控制的切换面。所设计控制器的控制信号只需当地可测变量,并对系统变化不敏感,具有良好的鲁棒性。

  在文献[19]中利用H。控制理论的干扰抑制方法,提出一种汽轮发电机调速系统附加鲁棒分散控制(GAHDC)策略。利用APe作为输入扰动变量,避免了发电机方程的非线性问题;与发电机的运行状态以及系统参数无关,实现了发电机的分散稳定控制。

  文献[20]用直接反馈线性化方法设计SVC与发电机励磁协调非线性控制器。所设计的控制器能实现当地信号控制,并对系统运行点和网络结构的变化具有很强的鲁棒性。

  5结束语

  目前的FACTS元件协调研究方法都各有自己的特点,如何将各种方法组合起来,取长补短,充分发挥各种方法的特点,是以后研究的重要方向。分级协调控制方法是今后FACTS协调控制的一个重要研究调节能力,在稳态时通过合理调节保证FACTS的经济运行,在事故情况下FACTS能快速调节以保证系统稳定。在稳态时,由于系统实时要求不高,可以采用静态方法(如分散协调控制方法)对其进行分析,强调静态环境下的各个FACTS的协调作用,以提高系统的经济性和静态稳定性。而在突发紧急事故时,对系统实时要求高,时间常数约为1秒到几秒之间可以采用动态方法(如多代理协调方法)对其进行分析,对FACTS紧急控制以提高系统的动态稳定性。然而如何分级、如何结合、采用何种静态方法、何种动态方法都是以后协调控制研究的重点。

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