喬鶴

【摘 要】本文結(jié)合了自適應(yīng)逆推法與L2增益干擾抑制以及Terminal滑?？刂?，首先將控制器的推理與設(shè)計(jì)的整個(gè)過程加以給出，然后對(duì)2區(qū)域4機(jī)系統(tǒng)加以仿真，并深入分析了其仿真結(jié)果，結(jié)果表明Terminal滑模勵(lì)磁控制器具備較好的性能，它不僅使得功率振蕩能夠得到快速抑制，并使得電力系統(tǒng)其暫態(tài)穩(wěn)定性得以提高，而且使得機(jī)端電壓得以恒定。

【關(guān)鍵詞】自適應(yīng)逆推法 Terminal滑?？刂?電力系統(tǒng)

本文結(jié)合了自適應(yīng)逆推法與L2增益干擾抑制以及Terminal滑?？刂疲员闶沟每刂菩Ч罴?，并將它求出。新的控制方法能夠鎮(zhèn)定非線性系統(tǒng)，盡管非線性系統(tǒng)包含了不確定參數(shù)并且受外擾動(dòng)的影響。在發(fā)電機(jī)勵(lì)磁控制器中應(yīng)用此控制方法，并且將COI信號(hào)的跟蹤加以實(shí)現(xiàn)。

1 數(shù)學(xué)模型

在發(fā)電機(jī)其機(jī)械功率不變的前提下，采用快速勵(lì)磁，也就是說將勵(lì)磁機(jī)本身的動(dòng)態(tài)加以忽略，則可以得到電力系統(tǒng)的狀態(tài)方程：

其中分別為不確定項(xiàng)，包括建模不精確與外擾動(dòng)部分；為阻尼系數(shù)，也是不確定的參數(shù)；為發(fā)電機(jī)的功角；為發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的角速度；為額定角速度，?。粸閼T性時(shí)間常數(shù)；為機(jī)械功率，假定是不變動(dòng)的；為勵(lì)磁電壓，即設(shè)計(jì)后的控制量。

COI信號(hào)被定義為：

2 控制器設(shè)計(jì)

考慮到模型中含有不確定參數(shù)以及外擾動(dòng)的三階不確定性系統(tǒng)，即：

其中，和是輸入和輸出的控制量，為一個(gè)有界限的不確定擾動(dòng)，是不確定參數(shù)，對(duì)應(yīng)著已知函數(shù)。在整個(gè)控制系統(tǒng)之中，L2增益干擾抑制，它的控制目標(biāo)為尋找到一個(gè)合適的輸入量，使得在給定的正常數(shù)的條件下，能夠有：

3 數(shù)值仿真

在本文中主要采用兩區(qū)域四機(jī)系統(tǒng)，如圖1。發(fā)電機(jī)使用的模型為六階模型，負(fù)荷采用恒定功率模型。由于仿真還受控制器自身限幅的影響，因此也考慮了這方面的因素。

試驗(yàn)測(cè)試時(shí)間為t=0.1s時(shí)，第7節(jié)點(diǎn)與第8節(jié)點(diǎn)間與第7節(jié)點(diǎn)近側(cè)出現(xiàn)三相接地短路，時(shí)間t=0.2s時(shí)，在線路故障被排除后，進(jìn)行仿真，其結(jié)果如圖2。通過對(duì)圖1中的發(fā)電機(jī)功角波形的分析可以得出，上述的控制策略能夠讓功角更迅速的穩(wěn)定，超調(diào)量也會(huì)更加小些；在電壓控制上，逆推勵(lì)磁控制下的機(jī)端電壓大多數(shù)時(shí)間會(huì)低于額定值，但上述的控制器能夠讓機(jī)端電壓快速恢復(fù)到額定值。

（a）發(fā)電機(jī)G1與G4功角差 （b）發(fā)電機(jī)G2與G4功角差

COI信號(hào)要利用廣域測(cè)量系統(tǒng)得到，通常來講，信號(hào)時(shí)滯要達(dá)到幾百毫秒。圖3表示的是G1和G4的功角差受COI信號(hào)時(shí)滯的影響（第1、2、3曲線分別對(duì)應(yīng)的時(shí)滯為200ms、300ms和500ms）。通過圖3可以看出，當(dāng)信號(hào)的時(shí)滯不大于300ms，系統(tǒng)穩(wěn)定控制就不會(huì)受到時(shí)滯太大的影響，且本文的控制方法仍占有一定優(yōu)勢(shì)。當(dāng)信號(hào)的時(shí)滯大于500ms，功角將趨于震蕩或者發(fā)散。因此，可接受的時(shí)滯的取值范圍大約為300～500ms。

（a）逆推法 （b）本文方法

4 結(jié)語

本文將L2增益干擾抑制、自適應(yīng)逆推法和Terminal滑?？刂葡嘟M合，提出了基于自適應(yīng)魯棒的Terminal滑?？刂品椒?，并將其成功的應(yīng)用到發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁控制器研發(fā)中。

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