基于输出反馈和区域极点配置的电力系统阻尼控制器研究.pdf

电力系统是现代社会中至关重要的基础设施，其稳定运行对经济和社会生活具有重大意义。低频振荡是电力系统中常见的不稳定现象，可能导致电网设备损坏、供电质量下降甚至大面积停电。因此，设计有效的阻尼控制器来抑制低频振荡是电力系统控制领域的重要课题。 本文主要探讨了一种基于输出反馈和区域极点配置的电力系统阻尼控制器设计方法。这种方法旨在通过精确配置控制器的工作方式，使系统在低频振荡时能够实现近似的均匀阻尼控制，从而提高整个系统的稳定性。文章分析了电力系统阻尼特性和阻尼控制器抑制低频振荡的基本原理，指出实现均匀阻尼控制的必要条件。这通常涉及到对系统动态性能的理解，包括系统的频率响应和稳定性边界。 接着，作者提出根据参与因子的大小来确定阻尼控制器的安装位置。参与因子是衡量系统中各部分对总动态行为贡献的指标，选择合适的控制器位置有助于更有效地抑制特定的振荡模式。在选择了适当的输入信号（如广域测量信号）后，可以将低频振荡的控制转化为发电机阻尼控制器的区域极点配置问题。通过这种方式，可以避免控制器对其他非目标振荡模式的过度削弱，实现多机系统的协调控制。 区域极点配置是一种控制理论中的技术，它允许通过对系统动态模型的参数调整，将系统动态特性（如极点）配置到期望的区域，以改善系统的稳定性和响应性能。在本文中，这种方法被应用于解决低频振荡问题，使得控制器设计更加灵活，且具有较强的鲁棒性，即对系统参数变化或扰动有较好的适应能力。 为了验证所提方法的有效性，论文选取了IEEE 4机11节点系统作为仿真对象，在多种运行工况下与传统的电力系统稳定器进行了对比分析。仿真结果表明，该方法能够有效地抑制低频振荡，且具有良好的协调控制效果和稳健性。 总结来说，本文的研究工作为电力系统低频振荡的抑制提供了新的理论和技术支持，对于提升电力系统的稳定性和安全性具有重要的实践意义。未来的研究可以进一步探索如何将这种方法扩展到更大规模的电力系统，以及如何结合现代通信技术和智能控制算法优化阻尼控制器的设计。此外，线性矩阵不等式（LMI）等现代控制理论工具的应用也可能是改进这种方法的一个方向。