基于模糊控制的UPFC控制策略研究及UPFC对电力系统的影响

发布时间：2017-10-02 02:24

  本文关键词：基于模糊控制的UPFC控制策略研究及UPFC对电力系统的影响

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【摘要】：柔性交流输电技术(Flexible Alternating Current Transmission Systems,简称FACTS)是利用大功率电力电子元器件构成的自动控制装置,它通过调节电力系统的网络参数或／和运行参数来优化系统的运行状态,具有提高系统的输电能力,减少系统备用容量等功能。由于我国电网结构薄弱,电力资源分布不均衡,所以FACTS技术在我国有非常广阔的应用前景。统一潮流控制器(UPFC)是最新一代的FACTS装置,也是目前功能最强大的FACTS装置,它既可以实现对输电线路电压的控制,还可以实现对线路潮流的控制。本文介绍了UPFC的研究和应用现状。论文分析了UPFC对电力系统的影响,利用一个考虑UPFC直流电容及其主控制系统的动态行为的9阶线性化模型对含UPFC的电力系统搭建线性化模型,并用特征值分析法根据此线性化模型分析了该含UPFC电力系统在不同稳态运行情况下的小干扰稳定性。电力系统对UPFC控制器的控制性能提出了越来越高的要求。在越来越复杂的被控过程面前,由于不可能得到被控对象的精确数学模型,传统的基于精确模型的常规PI控制的控制性能也就越来越不能满足电力系统对控制器性能的要求。本文分析了UPFC控制规律的发展现状,在模糊控制理论以及PI控制技术的基础上,针对UPFC的特性,设计了在现有的UPFC双环控制的基础之上在外环PI控制器中结合模糊控制的PI参数自适应控制器。最后,通过深入研究模糊控制理论,借鉴模糊变论域思想,对第三章所设计的模糊自适应PI控制器进行了论域的自适应优化。通过采用仿真软件MATLAB/Simulink对以上各种控制器进行仿真。仿真结果验证了所设计控制器的有效性和正确性。
【关键词】：统一潮流控制器 模糊控制 变论域 小干扰稳定性 线性化模型
【学位授予单位】：西南交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM712
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第1章 绪论9-15
• 1.1 研究背景9
• 1.2 FACTS的基本概念和UPFC9-10
• 1.3 UPFC的国内外研究现状10-14
• 1.3.1 UPFC的建模11-12
• 1.3.2 UPFC的控制策略12-13
• 1.3.3 UPFC的实现13-14
• 1.4 本文所做的工作14-15
• 第2章 含UPFC系统的小干扰稳定性分析15-36
• 2.1 引言15
• 2.2 UPFC的工作原理15-16
• 2.3 UPFC控制能力分析16-21
• 2.4 含UPFC系统的潮流计算21-25
• 2.5 UPFC线性化数学模型25
• 2.6 UPFC对系统小干扰稳定性的影响25-35
• 2.6.1 发电机线性化方程25-29
• 2.6.2 全系统线性化方程形成29-35
• 2.7 本章小结35-36
• 第3章 基于模糊控制的UPFC控制策略研究36-55
• 3.1 引言36
• 3.2 模糊控制器的特点36
• 3.3 模糊控制器的基本构成36-38
• 3.4 模糊自整定PI控制器设计38-42
• 3.4.1 量化因子和比例因子38-40
• 3.4.2 模糊控制隶属度函数40
• 3.4.3 模糊控制规则40-41
• 3.4.4 模糊化和清晰化处理41-42
• 3.5 UPFC并联侧逆变器控制策略42-45
• 3.5.1 并联侧电流解耦控制器42-44
• 3.5.2 并联侧电容电压控制器44-45
• 3.5.3 并联侧母线电压控制器45
• 3.6 串联侧逆变器控制策略45-50
• 3.6.1 串联变换器的数学模型46
• 3.6.2 串联变流器解耦控制46-48
• 3.6.3 串联侧有功功率控制器48-50
• 3.6.4 串联侧无功功率控制器50
• 3.7 系统仿真50-54
• 3.8 本章小结54-55
• 第4章 基于变论域模糊PI控制的UPFC控制策略研究55-62
• 4.1 引言55
• 4.2 变论域的思想55-56
• 4.3 变论域和伸缩因子56
• 4.4 伸缩因子的选择56-58
• 4.5 变论域模糊PI控制器58-59
• 4.6 系统仿真59-61
• 4.7 本章小结61-62
• 总结62-64
• 致谢64-65
• 参考文献65-68
• 攻读硕士学位期间发表的论文68

【参考文献】

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本文编号：957029