基于灰预测设计电力系统稳定器
目 录
第一章绪论
1.1研究背景与动机
1.2国内外研究现状
1.3研究方法与目的
1.4论文主攻方向
第二章混合整数蚁行混合差分进化法
2.1 前言
2.2 模态展开理论
2.3 特征结构指定法
2.4特征结构指定法于电力系统稳定器设计之应用
2.5本章小结
第三章适用于电力系统的最佳降阶理论
3.1前言
3.2 最佳降阶理论
3.3 最佳降阶法于电力系统稳定器设计之应用
3.4本章小结
第四章 次特征结构指定灰色预测稳定器之设计
4.1 前言
4.2 次特征结构指定法
4.3 灰色预测
4.4 模糊预测步距设计
4.5本章小结
第五章结论及未来研究方向
5.1结论
5.2未来研究方向
参考文献
致谢
第一章
1.1研究背景与动机
由于工业发展与人口增加,用电需求量大增,为提供良好供电质量与提高系统稳定度,各电力系统间遂发展为互联电力系统(Interconnected power system),传输距离增长,许多电力系统动态问题也因而产生,其中以影响动态稳定度之低频振荡(Low-frequency oscillations)最为典型。低频振荡是发电机转轴与电力网络间互动的动态行为,称为机电模态(Electromechanical mode),当发电厂远离负载中心时系统负载变动或故障发生就会容易引发自发性低频振荡[1- 3],频率约在0.1Hz~2Hz间;若系统有适当阻尼,则振荡在一段时间后会消失,但若系统阻尼不足,则造成振荡时间增长甚至在负阻尼系统中会使振幅增大,导致系统的稳定性大幅降低,轻者导致跳线跳机,重则造成系统崩溃解联。
1964年美国太平洋岸Northwest power pool 与 Southwest power pool 两系统首次试联时产生低频振荡现象[4],当时两系统间之联络线出现约0.1Hz之低频摆动,在解联后两系统仍有低频振荡发生。台电于1984年首次发生低频振荡现象[5],1990 年至 1992 年间亦发生 3 次低频振荡,频率约在1~2Hz间。
电力系统稳定度主要分为动态稳定度(Dynamic stability)与瞬时稳定度(Transient stability)[6, 7]。研究系统受到小干扰或自发性振荡时之行为称为动态稳定度分析,如负载变动所引发之低频振荡,此时系统动态特性可利用线性微分方程式或小讯号线性化系统来描述。当电力系统机电模态阻尼不足,遇负载变动或故障干扰时容易引发低频振荡,欲改善系统阻尼可利用外加的辅助控制器,传送回授信号到发电机激磁系统的电压调整器(Voltage regulator)输入端,即所谓的辅助激磁控制器(Supplementary excitation controller),一般称为电力系统稳定器(Power System Stabilizer, PSS)[8-14],装设电力系统稳定器被认为是改善系统动态稳定度经济有效的方法。
1.2 国内外研究现状
电力系统稳定器被广泛用来抑制低频振荡,Demello和Concordia是最先在频域上做分析的学者[15],Byerly 提出修正[16],他们利用相位领先-落后补偿器,补偿电压调整器至发电机的相位落后,提供正阻尼抑制低频振荡,此领先-落后补偿器设计简单、便宜但相关参数选取困难。Yu、Siggers 和 Moussa 提出利用线性最佳控制理论解回授增益之最佳电力系统稳定器[17-19],他们利用所有状态变量回授,将系统所需之二次式性能指针(Quadratic performance index
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