發(fā)電機調速優(yōu)化控制二次性能指標的研究.pdf

1、發(fā)電機調速優(yōu)化控制是電力系統(tǒng)穩(wěn)定控制研究的關鍵問題,雖然嘗試將各種控制理論都應用于發(fā)電機調速控制,但現(xiàn)實中,一般仍采用傳統(tǒng)的控制理論(如頻域分析)和控制方法(如PID)。采用現(xiàn)代控制理論的主要問題是必須預設控制目標(即目標函數(shù)),其控制效果不但取決于控制方法,往往更取決于控制目標。而由于多機電力系統(tǒng)的復雜性,不易預先判定各種擾動后系統(tǒng)狀態(tài)的變化軌跡和新的穩(wěn)定平衡點,從而很難確定每臺機的控制目標。因此,對目標函數(shù)的分析顯得尤為重要。

2、>　　 首先介紹了汽輪機及其調速器的幾種常用模型,闡述了汽門線性與非線性最優(yōu)控制(狀態(tài)反饋線性化)的基本設計方法和優(yōu)化控制器設計的一般步驟。針對優(yōu)化控制的二次型性能指標進行了分析,指出了其與實際電力系統(tǒng)穩(wěn)定控制的矛盾:性能指標的設定目標是使狀態(tài)量回到擾動前的穩(wěn)定平衡點,而實際電力系統(tǒng)擾動后很可能回不到原來的穩(wěn)定平衡點。
　　 以單機無窮大系統(tǒng)和雙機無窮大系統(tǒng)為例,分析發(fā)現(xiàn),在瞬時性擾動消失后,發(fā)電機狀態(tài)量(轉子角和轉速)能回到

3、原來的穩(wěn)定平衡點。利用傳統(tǒng)的二次型性能指標,針對二階和三階模型,分別采用了線性和非線性優(yōu)化汽門控制,仿真表明都能達到較好的穩(wěn)定控制效果。進而分析了性能指標中的狀態(tài)偏差平方項的權系數(shù)大小與控制軌跡的關系,仿真發(fā)現(xiàn),轉子角Δδ2和轉速Δω2項的權系數(shù)在一定范圍內越大,則轉子角和轉速狀態(tài)量就越快接近原來的穩(wěn)定平衡點;而高壓缸功率Δpmh2項的權系數(shù)在一定范圍內越小,轉子振蕩平息的時間越快。
　　 在沒有無窮大節(jié)點的系統(tǒng)中,以雙機系統(tǒng)為

4、例,分析發(fā)現(xiàn),在線路短路故障保護動作后,發(fā)電機狀態(tài)量(轉子角和轉速)都不會回到原來的穩(wěn)定平衡點。而在此情況下,線性和非線性優(yōu)化控制的性能指標仍然指向原來的穩(wěn)定平衡點。仿真分析也發(fā)現(xiàn),性能指標中相應狀態(tài)偏差平方項的權系數(shù)越大,該狀態(tài)量運動軌跡就越接原來的平衡點,但有可能偏離新的穩(wěn)定平衡點越遠。
　　 因此,采用現(xiàn)代控制理論進行電力系統(tǒng)穩(wěn)定控制,關鍵是控制目標的確定,以及二次型指標中的權系數(shù)對狀態(tài)量控制軌跡的影響。論文在導師的研究基