電力系統穩定器論文：基于粒子群算法的H_∞電力系統穩定器設計【中文摘要】隨著社會的發展,電力系統的規模也在不斷的擴大,重負荷遠距離輸電線路也在不斷的增多,快速勵磁系統以及快速勵磁調節器得到普遍運用,這些都使得電力系統低頻振蕩問題日益突出,因此研究低頻振蕩問題對電力系統穩定產生的影響也日漸重要。發電機勵磁控制向來是受人們關注的保障電力系統穩定運行的重要手段。在此背景下,人們采用了電力系統穩定器(PowerSystemStabilizers,即PSS)作為勵磁系統的附加控制。由于傳統電力系統穩定器大多是依據電力系統線性化后某一運行點進行設計的,在非線性的電力系統條件下,當運行點發生改變之后,原先設計的電力系統穩定器可能會出現作用減弱的情況。基于此,本文主要工作如下：(1)綜合分析比較了魯棒控制、自適應控制、神經網絡控制、模糊控制等幾種處理非線性情況的控制方法,基于電力系統穩定器設計的魯棒性原則選取魯棒控制中已有完整理論體系的H∞控制理論進行魯棒電力系統穩定器設計。(2)選擇基于Heffron-Philips發電機模型的小擾動分析模型作為H∞電力系統穩定器的設計模型。將系統所受干擾以及系統的不確定性同時納入考慮范圍,選擇混合靈敏度問題作為H∞控制的設計目標。對于混合靈敏度問題的加權函數難以確定的問題,采用粒子群算法進行尋優求解。優化算法的目標函數是以綜合考慮系統性能的ITAE準則為基礎設計。優化得出的加權函數和小擾動分析模型一起構成混合靈敏度問題的廣義被控對象,根據廣義被控對象求解H∞電力系統穩定器。(3)建立基于MATLAB/Simulink的單機無窮大系統仿真模型,用于對權函數參數的優化,同時也用于檢驗H∞電力系統穩定器作用效果。本文對勵磁電壓參考端受到階躍擾動、三相短路、三相斷路、功率運行點改變等情況進行了仿真分析,仿真結果表明：設計的H∞電力系統穩定器能夠使系統阻尼增加,有效地遏制低頻振蕩,并且在功率運行點發生改變時仍然保持良好的作用效果,有較好的魯棒性。【英文摘要】Withthedevelopmentofthesociety,thesizeofpowersystemisexpanding.Heavy-loadandlong-distancetransmissionlinesareincreasingconstantly,andthefastexcitationsystemandAVRarewidelyused.AllthedevelopmentmakestheproblemofPowerSystemLowFrequencyOscillationmoreandmoresignificant.Therefore,itisimportanttostudyonhowthelowfrequencyoscillationinfluencesthepowersystemstability.Generatorexcitationcontrolhasalwaysbeenpaidcloseattentionastheimportantmethodtomaintainthesystemstable.Underthisbackground,PowerSystemStabilizer(orPSS)isusedasadditionalcontroloftheexcitationsystem.Mostofthetraditionalpowersystemstabilizersaredesignedaccordingtoalinearizedpowersystemoperatingpoint.Whiletheoperatingpointchanges,theperformanceofthepowersystemstabilizerwhichwasdesignedbyoriginaloperating理簡析

23-24

2.3本章小結

24-25

第3章H_∞控制及H_∞電力系統穩定器設計

25-41

3.1H_∞控制

25-32

3.1.1H_∞標準控制問題

26-28

3.1.2混合靈敏度問題

28-30

3.1.3H_∞電力系統穩定器設計的加權函數選擇

30-31

3.1.4極點配置問題

31-32

3.2H_∞控制問題求解

32-35

3.2.1H_∞控制系統穩定性

32-33

3.2.2基于2-Riccati方程的H_∞標準控制問題求解

33-35

3.3H_∞電力系統穩定器的設計步驟

35-40

3.3.1H_∞控制器設計步驟

35-38

3.3.2H_∞電力系統穩定器降階

38-40

3.4本章小結

40-41

第4章粒子群優化算法及權函數優化

41-48

4.1粒子群算法

41-44

4.1.1粒子群算法

41-42

4.1.2粒子群算法的參數選擇

42-44

4.2粒子群算法對權函數優化流程

44-46

4.3本章小結

46-48

第5章基于粒子群算法的H_∞電力系統穩定器設計

48-60

5.1單機無窮大系統優化仿真模型的建立

48-49

5.2算例及仿真