带电压反馈的非线性最优励磁控制器设计.PDF

第 38卷 第 l4期 电力 系统保护 与控制 、，0l_38NO．14 2010年 7月 l6日 PowerSystem ProtectionandControi Ju1．16．2010 带电压反馈的非线性最优励磁控制器设计 杨 伟，李仁东 【南京理工大学动力S-程学院，江苏 南京 210094) 摘要：传统非线性控制器对系统暂态时的角频率和功角的稳定具有显著效果，但对机端电压的控制却并不理想。为解决这一 问题，将状态反馈精确线性化理论和最优控制理论相结合设计了一种非线性最优励磁控制器，并在控制中引入电压反馈，即 将具有良好机端电压控制效果的基于电压偏差的 PIn控制和非线性最优控制相结合设计了一种新型励磁控制器。通过使用 Matlab对算例进行仿真，验证了该控制器在小扰动和大扰动情况下不仅能够保证角频率、功角的稳定，还能很好地稳定机 端电压，明显改善了传统控制器在机端电压控制方面的缺陷。 关键词：精确线性化；最优控制；励磁控制；电压反馈；Mat1ab Designofnonlinearoptimalexcitationcontrollerwithvoltagefeedback YANGW ei，LIRen—dong (CollegeofPowerEnigneering，NanjingUniversityofTechnology,Nanjing210094，China) Abstract： TraditionalnonlinearcontrolleriSgoodatthecontrolofangularrfequencyandloadangle．butweakatthecontrolof terminalvoltage．Tosolvethisproblem．anon—linera optimalexciattioncontrollerbasedonexactfeedbacklinearizationandoptimal controltheoryiSdesigned．InthisdesignterminalvoltageiSintroducedasafeedback．Becauseofthein~oductionofterminalvoltage feedback，thecontrollercallsatbilizetheterminalvolatgeeffectively．Theapplicationtoanexamplesystem usingMatlabverifiesthat inasmalldisturbancenadlargedisturbancecasesthiscontrollercannotonlyensurethestabilityofangularrfequencynadloadnagle， butalsoCna effectivelysatbilizethetermina1voltage．whichremarkablyimprovesthedeficienciesintheconrtolofterminaIvoltage ofthetraditionalexcitationconrto1． Keywords： exactfeedbacklinearization； optimalcontrol； excitationcontrol； voltagefeedback； Matlab 中图分类号： TM76 文献标识码：A 文章编号： 1674．3415(2010)14一Ol10—05 果 8【]，因而将基于机端 电压偏差的PID控制和非线 0 引言 性励磁控制相结合可 以达到在 电力系统稳态和暂态 发电机励磁控制除维持机端电压恒定和保证并 时对发电机功角、频率和机端电压的良好控制效果。 联运行的机组间无功功率合理分配外，也是改善和