基于反饋線性化的TCSC滑模控制
摘 要:針對含可控串聯補償(ThyristorControlledSeriesCompensation,TCSC)的電力系統非線性強及易受外部擾動的特點,應用反饋線性化方法和滑模變結構控制理論,設計了提高
系統穩定性的可控串聯補償滑模控制器。通過引入反饋控制變量,基于狀態反饋線性化理論實現了對非線性模型的精確線性化。采用極點配置方法設計滑模切換函數,從理論上保證發電機轉子方程具有期望的極點。為了減小抖振采用指數趨近律和準滑動模態方法求取滑模控制律,使得設計的可控串聯補償非線性控制律形式簡潔,魯棒性好。為了驗證該控制策略的有效性,在Matlab/Simulink環境下建立了基于反饋線性化的可控串聯補償滑模控制系統仿真模型,進行了仿真研究。仿真結果表明,與傳統的控制方式相比,設計的控制器能有效地阻尼系統振蕩,增強系統的暫態穩定性。
關 鍵 詞:可控串聯補償;反饋線性化;滑模控制;暫態穩定
引 言:可控串聯補償裝置實際是具有較大控制范圍的晶閘管控制串聯電容器[1],它是柔性交流輸電系統中的重要裝置。可控串聯補償通過可控硅的作用能快速靈活地調節線路等效阻抗,可以方便地調節系統的有功和無功潮流,有效地控制系統的電壓水平和功率平衡,從而改善電力系統的動態特性。為了較大限度地發揮TCSC的優越性能,學者提出多種控制策略[2]。但由于電力系統高度的非線性和運行參數的不確定性,使得基于平衡點附近線性化的控制方法難以取得較好的效果。滑模變結構控制[35]作為一種非線性控制方法,通過控制量的切換使系統狀態沿設定的滑模面運動,其理想的魯棒性和易于工程實現的優點受到各領域學者的重視。本文在狀態反饋線性化[67]的基礎上,結合滑模變結構控制理論[814]來設計TCSC的控制器,得到的控制規律簡潔,魯棒性好。單機無窮大系統的仿真實驗表明,設計的TCSC滑模控制器能有效地阻尼系統振蕩,提高系統的暫態穩定性。
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