带超导储能装置的电力系统暂态稳定控制方法

摘要

带超导储能装置的电力系统暂态稳定控制方法属于电力系统基于电流型逆变器的暂态稳定控制技术领域，其特征在于它提出了带有超导储能装置的电力系统动态模型，它通过引入外部干扰得到该系统的鲁棒控制模型，再应用线性化方法和线性H_∞控制理论以在虑及系统内在非线性本质的基础上抑制外部干扰，它可大大提高电力系统的传输极限及其安全性，增强系统的暂态稳定性，减少由于故障或者其它原因导致的电力系统频率失稳或电压崩溃的事故。

主权项

1、带超导储能装置的电力系统暂态稳定控制方法，其特征在于：它是在一个由电力网、变压器、电流型逆变器和超导储能装置级联的系统中，通过一台计算机采用空间矢量PWM调制方法来控制上述逆变器中双桥并联拓扑结构的逆变桥来实现的，依次含有以下步骤：(1)、把基于电流型逆变器的超导储能装置安装在电力系统的发电侧；(2)、建立电流型超导储能装置的二阶动态模型：其中：    i_p为有功电流，    i_q为无功电流，    T′是控制环的时间常数，    u_ip是等效有功控制量，    u_iq是等效无功控制量。(3)、在忽视发电机动态过程、采用恒定励磁控制的条件下，建立下述发电机模型： $\Delta \stackrel{·}{\delta }={\omega }_0\mathrm{\Delta \omega }$ $\Delta \stackrel{·}{\omega }=\frac{1}{M}(P_m-P_e)-\frac{D}{M}\mathrm{\Delta \omega }$其中： Δδ是发电机转子角度差， Δω是发电机角转速差， ω₀是发电机同步角速度， M是发电机转动惯量， P_m是输入功率， P_e是电磁功率， D是阻尼系数。(4)、建立带超导储能装置的电力系统模型；(4.1)以超导储能装置接入系统的接入点电压和相位为参考量，得到：         P_e＝P_L+P_s         ΔV_s≈-X_ci_q其中：    P_e是电磁功率，    P_L是输电线上的有功功率，    P_s是超导装置的有功功率，    ΔV_s是接入点电压与设定值之差，    X_c是等效短路电抗。(4.2)建立上述全系统的模型：其中：w1和w2属于L2空间，L2空间定义如下： $L_{2\mathrm{space}}=\{f:R\to R^n|{\int }_0^{\infty }{f}^T\mathrm{fdt}<+\infty \},$δ是转子角度，H是发电机转动惯量，等于M，P是有功功率，V_s是接入点电压，T是计算时间常数，等于T′。(5)、用下述方法求解u_ip，u_iq：(5.1)设置预反馈通道，通过变量代换的方法简化全系统方程；(5.2)用线性H_∞控制理论使线性系统实现次最优鲁棒控制；(5.3)求得原非线性系统中u_ip，u_iq控制规律；(6)、考虑到超导储能系统的交流输出滤波器的影响后，对上述u_ip，u_iq进行修正。