FACTS元件的控制策略综述.pdfVIP

2000年l 0旦 步凡新世纪的中阻lU机工程——中国电机工程学会第六届青年学术会议论空集 中国·武汉 FACTS元件的控制策略综述 彭飞进陈金富 华中理工大学电力工程系，武汉，430074 摘要控制策略研究是FAC]S研究的一个重要内容．本文对已有的吾种应用于FACTS元件的控制策略进行综 述．并简单介绍r再种控制策略的嬉奉原理发jC特点。本文还对FACTS元件的协调控制问题进行r赫单的讨论． 对FACTS元件的协调控制方面挺出了一些10t-研究的思路． 关键词FACTS．控制策略，微分几何，协蒯挖制．综合智能，多目标控制 ACTransmission 柔性交流输电系统(Flexible N．G 力系统，以提高电力系统的可靠性、可控性、运行性能和电能质量。FACTS技术的提出为电力系统的稳定 控制提供了新的有效手段，因此引起了人们极大的兴趣。作为FACTS技术研究的一个方面，FACTS元件 的控制策略研究是一个受到广泛关注的领域，已经有许多人对FACTS元件的控制策略作了大量的研究，I： 元件的多目标控制协调问题进行了简单的讨论。 单个FACTS元件的控制 对于单个FACTS元件的控制．目前已经做了』(量的工作．提出了很多种控制方法。F面对这些控制 方法进行简要的综述。 I 1线性控制 线性控制主要有常规的PID控制和线性最优控制。常规的PID控制在此不作讨论，线性最优控制是目 前现代控制理论中应用最多、摄为成熟的一个分支【4】。最优控制问题可简单表述为：求一允许控制，使系 统由初始状态出发在一定的时间间隔内到达目标集，并使所选取的性能指标最小。通常采用二次型性能指 标，求解方法主要有变分法和是大值原理两种方法。文献[sI韦U用线性最优控制设计了TCSC的阻尼控制器 用来阻尼电力系统的低频振荡．取得了较好的阻尼效果。但线性最优控制采用局部线性化模型来设计．在 非线性的电力系统中对大干扰的控制效果不理想。 I．2非线性系统反馈线性化方法 该方法以包含FACTS元件的电力系统1F线性数学模型为基础，通过适当的非线性变换将原系统转换 为线性系统，再运用线性系统的控制方法设计FACTS元件的控制策略。主要有以下几种方法： 1)微分几何控制：基于微分儿何法的线性最优控制以微分几何精确线性化方法为依据．通过选择合 适的微分同胚坐标变换和非线性反馈，将原来的仿射非线性系统映射成线性系统，再利用线性最优控制理 论设计控制规律。其数学表述如F： 彭飞进．1977年生，男，华中理工大学颂士研究生。 中国·武汉 彭飞进：FACTS元件的控制策略综速 l∞ 式中，V为Z系统的控制输入。对Z坐标下的线性系统(4)运用线性最优控制理论设计其控制规律， 得到Z系统的晟优控制V。将y代入(3)式便得到了原非线性系统的控制。 由于这种精确线性化方法已经考虑了系统的非线性特点．按线性化方法设计的控制器就可以在系统发 生大扰动或工作点变化较大时具有较蚶的控制特性。文献【6】运用微分几何变换设计了ASVG的非线性控制 策略，仿真结果表明ASVG的1}线性控制策略对改善电力系统电压稳定性的效果要比常规的PID控制的效 果好。 微分几何控制的一个重要问题是寻求适当的同胚变换以使非线性系统线性化。在运用微分几何控制方 法时，系统的参数必须确切可知。另外它对模型参数摄动不具鲁棒性，并且模型局限于仿射非线性的形式， 这就限制了它的应用。 2)口阶逆系统线性化方法：该方法的基本思想是用受控对 汹： 伪线性a阶逆系统 ： 象模型的逆系统构造出一种反馈机构实现口阶积分逆系统，将上—÷_医i两焉磊卜工L丁面磊磊—卜掣 二……………………o 原受控系统补偿为规范化的线性系统(称作伪线性系统)，然后 再用线性系统的各种理论来完成伪线性系统的综合。其示意图 图l 口阶逆系统示意图 如图l所示。 这种方法的一个突出特点是系统的模型可以不受仿射非线性形式的限制，且具有易于分析和设计的特 点。目前较多见的是将