基于史密斯预估器的互联电网区间阻尼控制.pdfVIP

第 32 卷 　第 20 期 Vol . 32 　No . 20 2008 年 10 月 25 日 Oct . 25 , 2008 基于史密斯预估器的互联电网区间阻尼控制 王伟岸 , 王 　俊 , 蔡兴国 ( 哈尔滨工业大学电气工程系 , 黑龙江省哈尔滨市 15000 1) 摘要 : 针对广域信号存在时延的问题 ,提出一种基于史密斯预估器的附加励磁控制器设计方法 。 该方法在设计阶段采用统一史密斯预估器消除时滞对控制系统的影响 , 附加励磁控制器的设计采 用标准 H ∞混合灵敏度方法 ,通过求解具有闭环区域极点约束的线性矩阵不等式得到控制器参数 。 基于该方法设计的控制器被用于 2 区域电力系统进行仿真 ,结果表明 ,即使在广域反馈信号发生时 滞的情况下 ,该附加励磁控制器仍能有效提高电力系统区间振荡模式的阻尼 ,具有很强的鲁棒性 。 关键词 : 低频振荡 ; 附加励磁控制 ; 线性矩阵不等式 ; 时滞系统 ; 史密斯预估器 中图分类号 : TM7 12 ; TM76 1 0 　引言 随着大区电网的互联 , 区间模式的低频振荡问 [ 1 ] ( ) 题 日渐突出 。广域测量系统 WA M S 能快速地 提供远端各发电机及母线的各种运行状态 ,为抑制 区域间的低频振荡提供了新的契机[25 ] 。但是 ,一个 不容忽视的问题是广域信号在传输和处理过程中存 在着时滞的影响 ,此时滞可能高达几十毫秒甚至几 图 1 　附加励磁控制系统结构 百毫秒 ,如不考虑该时滞而设计控制器 ,在实际工程 Fig. 1 　Structure of auxiliary control of excitation system 应用中的性能会恶化 ,甚至失效 ,这就使得区间阻尼 控制变得十分困难[ 69 ] 。现有的时滞问题的处理方 2 　SP 及其改进 法多从信号本身的角度进行处理 ,所设计的控制系 [ 1011 ] 在时滞系统中 ,测量输出要经过一定的延时才 ( ) 统缺乏全局稳定的能力 。史密斯预估器 SP 是用于大纯滞后过程的一种有效手段 ,其结构和方 能输入到控制系统中。时滞系统可以用图2 表示 。 法都比较简单 。本文基于该方法设计了考虑时滞的 附加励磁控制器 。 1 　附加励磁控制系统结构 采用附加励磁控制器的主要 目的是利用广域的 反馈信号抑制区间模式的低频振荡 。本文所采用的 附加励磁控制系统的结构如图 1 所示 。其中 , 电力 图2 　时滞系统模型 ( ) Fig. 2 　Model of timedelay system 系统稳定器 P SS 根据本地信号设计 ,设计方法可 参见相关文献 ,此处不再赘述 。附加励磁控制器的 ( ) P s 可以写成如下形式 : 作用是反馈广域信号以提高系统的阻尼 ,该信号通