不确定性电力系统鲁棒自适应励磁控制①

2011-04-13李啸骢李文涛徐俊华

电力系统及其自动化学报 2011年3期

李啸骢，李文涛，徐俊华，张鹏

（广西大学电气工程学院，南宁 530004）

随着电力系统大规模化、复杂化程度的增加，系统的动态品质对控制作用的要求也在逐步提高。电力系统是强非线性系统，许多非线性控制方法针对完全精确的模型取得了很好的控制效果［2，3］，同时电力系统又是不确定性系统，未知参数和各种干扰普遍存在，要设计出性能优良的控制器，必须充分考虑不确定因素的影响［1］。文献［4］针对电力系统外部干扰，利用线性H∞理论设计了反馈线性化的励磁控制。文献［5］考虑到系统参数不确定性，根据Lyapunov直接法设计了自适应励磁控制器。

耗散性是鲁棒控制理论中的重要思想［6］，利用γ耗散性与L2增益干扰抑制之间的联系，如能构造出保证系统γ耗散性的能量存储函数，便可得到闭环系统满足L2性能准则的反馈励磁控制器。

Backstepping设计在非线性系统控制中受到广泛关注［7，8］，其针对严格参数反馈的非线性系统，利用系统结构特性，将一个高阶系统分解成一系列低阶系统，递归地构造系统的Lyapunov函数，从而保证系统全局稳定。

本文通过Backstepping设计方法递归配置出系统的存储函数，得到的鲁棒自适应励磁控制器既对阻尼系数的不确定性具有实时估计的自适应能力，又对外部干扰具有抑制能力。存储函数同时又是Lyapunov函数，保证了闭环系统渐进稳定。最后通过单机无穷大系统的动态仿真验证了所设计控制器的正确性和有效性。