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考虑时滞的静止无功补偿器backstepping控制设计

作　者: 张蕊
导　师: 孙丽颖
学　校: 辽宁工业大学
专　业: 电力系统及其自动化
关键词: 静止无功补偿器时滞电力系统非线性系统 backstepping方法
分类号: TM761.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

无功功率平衡是保证电力系统稳定运行的基本条件之一,而无功补偿是保证无功平衡的重要手段。迄今为止静止无功补偿器(Static Var Compensator, SVC)是得到广泛应用的无功补偿器件之一。同时,时滞也是电力网络安全运行过程中不可忽视的重要问题。因而,应用先进的控制理论研究含有时滞的静止无功补偿器系统具有重要意义。本文针对含有时滞的静止无功补偿系统,应用Lypunov稳定性理论和backstepping控制方法,研究了具有SVC的单机无穷大系统的暂态稳定性问题。基于安装SVC的单机无穷大系统模型,考虑到SVC响应过程中存在时滞的影响,建立了SVC时滞系统模型;应用backstepping控制方法,设计了SVC时滞控制器以及考虑参数不确定的自适应鲁棒控制器;研究了存在外部扰动时的SVC时滞系统的H∞控制问题。在存在阻尼系数不确定的情况下,设计了自适应鲁棒H∞控制器及参数替换律,有效地抑制了外部干扰对系统调节输出的影响;应用改进的backstepping控制方法,研究了含有时滞的不确定SVC系统暂态稳定性问题。自适应控制器的设计中含有K类函数,可以调节系统的收敛速度,提高系统的暂态性能。本文所设计的backstepping控制律不仅保留了系统的非线性特性,而且有效的解决了静止无功补偿器响应过程中所存在的时滞问题,保证了电力系统的功角和频率稳定。仿真结果表明系统能够很快地收敛到平衡状态。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-8
1 绪论  8-16
  1.1 电力系统的稳定性  8-10
    1.1.1 电力系统稳定的分类  8-10
    1.1.2 电力系统稳定的控制对象  10
  1.2 静止无功补偿器应用概况  10-12
    1.2.1 无功功率在电网中的作用  10-11
    1.2.2 静止无功补偿器发展概述  11-12
  1.3 非线性控制理论在电力系统中的发展现状  12-14
  1.4 本文的主要工作  14-16
2 SVC 时滞系统的backstepping 控制  16-28
  2.1 静止无功补偿器模型建立  16-17
  2.2 SVC 时滞系统的控制器设计  17-21
    2.2.1 定义误差变量  17-18
    2.2.2 Backstepping 控制器设计  18-20
    2.2.3 仿真研究  20-21
  2.3 不确定SVC 时滞系统的控制器设计  21-26
    2.3.1 定义误差变量  22-23
    2.3.2 自适应控制器的设计  23-25
    2.3.3 仿真研究  25-26
  2.4 本章小结  26-28
3 SVC 时滞系统的H_∞控制  28-38
  3.1 带干扰的系统模型  28-29
  3.2 非线性H_∞控制器设计  29-33
    3.2.1 定义H_∞控制器误差变量  29-30
    3.2.2 H_∞控制器设计  30-33
  3.3 自适应H_∞控制器设计  33-37
    3.3.1 定义误差变量  33
    3.3.2 控制器设计  33-37
  3.4 本章小结  37-38
4 不确定SVC 时滞系统的改进backstepping 控制  38-48
  4.1 引言  38
  4.2 SVC 时滞系统的改进backstepping 控制  38-42
    4.2.1 定义误差变量  39
    4.2.2 backstepping 设计  39-41
    4.2.3 仿真研究  41-42
  4.3 自适应改进backstepping 鲁棒控制  42-47
    4.3.1 定义误差变量  43
    4.3.2 改进鲁棒控制器设计  43-45
    4.3.3 仿真研究  45-47
  4.4 本章小结  47-48
5 结论  48-49
参考文献  49-51
攻读硕士期间发表学术论文情况  51-52
致谢  52

考虑时滞的静止无功补偿器backstepping控制设计

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