專利名稱：一種自適應(yīng)延時反饋靜分岔控制系統(tǒng)及其控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)控制領(lǐng)域，尤其是一種自適應(yīng)延時反饋靜分岔控制系統(tǒng)及其控制方法。
背景技術(shù)：
常規(guī)電力系統(tǒng)是一個非線性的動態(tài)系統(tǒng)，近年來，由于受到環(huán)境和放開管制等多方面因素的影響，電力系統(tǒng)的運行狀態(tài)日趨嚴(yán)峻，非線性問題已逐漸引起人們的重視，因此為了確保電力系統(tǒng)的安全性，必須尋找能夠分析并控制非線性問題的新方法，于是一些研究工作者把目標(biāo)轉(zhuǎn)向了分岔理論。電壓失穩(wěn)的外在表現(xiàn)為幅值的振蕩失穩(wěn)或瞬間大幅度跌落，失穩(wěn)可以認(rèn)為是含參數(shù)的非線性動態(tài)系統(tǒng)，當(dāng)參數(shù)連續(xù)變化并經(jīng)過某一臨界值時，系統(tǒng)的定性性態(tài)(平衡點的數(shù)目、穩(wěn)定性等)發(fā)生突然變化時，動態(tài)系統(tǒng)出現(xiàn)的必然結(jié)果，分岔理論主要研究系統(tǒng)隨參數(shù)變化而引起的解的結(jié)構(gòu)和穩(wěn)定性的變化過程，能夠更好的揭示電力系統(tǒng)電壓失穩(wěn)機理。 進(jìn)行分岔分析的最終目的是設(shè)計一個控制器及其相應(yīng)的算法來修正電力系統(tǒng)的分岔特性， 擴(kuò)大電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行域，維持電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性。典型的電力系統(tǒng)分岔控制目標(biāo)包括延遲或消除電力系統(tǒng)的固有分岔；在預(yù)先給定的參數(shù)值下引入新的分岔以消除原有分岔；改變現(xiàn)存分岔點的參數(shù)以增加系統(tǒng)的穩(wěn)定裕度；修正分岔鏈的形狀和類型，取得有效控制措施的機會；鎮(zhèn)定分岔解和分岔分支以保持系統(tǒng)良好的動態(tài)穩(wěn)定品質(zhì)；監(jiān)視由分岔引起的極限環(huán)的幅值、頻率和重數(shù)以消除系統(tǒng)進(jìn)入混沌狀態(tài)的可能；優(yōu)化系統(tǒng)在分岔點附近的運行特性以及上述各目標(biāo)的組合。目前常用的分岔控制方法主要有通過線性或非線性狀態(tài)反饋，在期望的系統(tǒng)參數(shù)值處產(chǎn)生分岔，從而延遲分岔現(xiàn)象的出現(xiàn)，或產(chǎn)生新的分岔；利用wash-out濾波器結(jié)合線性狀態(tài)反饋在期望的系統(tǒng)參數(shù)值處產(chǎn)生分岔，利用非線性狀態(tài)反饋改變分岔的類型。這些分岔控制方法能延遲分岔的出現(xiàn)，擴(kuò)大系統(tǒng)穩(wěn)定運行的范圍，并不一定能消除分岔現(xiàn)象， 同時控制器的設(shè)計也與系統(tǒng)參數(shù)值有關(guān)，因此只有當(dāng)參數(shù)的變化范圍確定，且參數(shù)已知時， 這些控制器才能確保系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種自適應(yīng)延時反饋靜分岔控制系統(tǒng)及其控制方法，它可以克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，是一種結(jié)構(gòu)簡單、控制方法方便，易于操作的系統(tǒng)，不但可以減少控制時間，還可以有效地對系統(tǒng)狀態(tài)變量和系統(tǒng)的參數(shù)進(jìn)行控制，在不而不引入新的分岔現(xiàn)象基礎(chǔ)上消除分岔現(xiàn)象。本發(fā)明的技術(shù)方案一種自適應(yīng)延時反饋靜分岔控制系統(tǒng)，包括由兩臺發(fā)電機母線、一個負(fù)荷母線和勵磁發(fā)電機構(gòu)成的電力系統(tǒng)，其特征在于它包括電壓測量模塊、延時模塊、自適應(yīng)模塊、加法模塊和放大模塊；其中，所述電壓測量模塊的輸入端采集電力系統(tǒng)中的負(fù)荷母線節(jié)點電壓信號，其輸出端分別連接加法模塊的輸入端和延時模塊的輸入端；所述延時模塊與自適應(yīng)模塊呈雙向連接，其輸出端與加法模塊的輸入端連接；所述自適應(yīng)模塊的輸入端采集電力系統(tǒng)中的負(fù)荷母線節(jié)點電壓信號；所述加法模塊的輸出端與放大模塊的輸入端連接；所述放大模塊與自適應(yīng)模塊呈雙向連接，其輸出端與電力系統(tǒng)中的發(fā)電機勵磁控制的輸入端連接。所述加法模塊采用32位加法模塊ADDER32B. Vhd。所述放大模塊采用高輸入阻抗運算放大器CA3130。所述自適應(yīng)模塊采用TI公司的DSP芯片TMS320F2812。一種自適應(yīng)延時反饋靜分岔控制系統(tǒng)的控制方法，其特征在于它包括以下步驟①根據(jù)電力系統(tǒng)等值計算方法將電力系統(tǒng)中的一個發(fā)電機的母線處理成松弛母線，此時系統(tǒng)方程為
權(quán)利要求
1.一種自適應(yīng)延時反饋靜分岔控制系統(tǒng)，包括由兩臺發(fā)電機母線、一個負(fù)荷母線和勵磁發(fā)電機構(gòu)成的電力系統(tǒng)，其特征在于它包括電壓測量模塊、延時模塊、自適應(yīng)模塊、加法模塊和放大模塊；其中，所述電壓測量模塊的輸入端采集電力系統(tǒng)中的負(fù)荷母線節(jié)點電壓信號，其輸出端分別連接加法模塊的輸入端和延時模塊的輸入端；所述延時模塊與自適應(yīng)模塊呈雙向連接，其輸出端與加法模塊的輸入端連接；所述自適應(yīng)模塊的輸入端采集電力系統(tǒng)中的負(fù)荷母線節(jié)點電壓信號；所述加法模塊的輸出端與放大模塊的輸入端連接；所述放大模塊與自適應(yīng)模塊呈雙向連接，其輸出端與電力系統(tǒng)中的發(fā)電機勵磁控制的輸入端連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1中所述一種自適應(yīng)延時反饋靜分岔控制系統(tǒng)，其特征在于所述加法模塊采用32位加法模塊ADDER32B. Vhd。
3.根據(jù)權(quán)利要求1中所述一種自適應(yīng)延時反饋靜分岔控制系統(tǒng)，其特征在于所述放大模塊采用高輸入阻抗運算放大器CA3130。
4.根據(jù)權(quán)利要求1中所述一種自適應(yīng)延時反饋靜分岔控制系統(tǒng)，其特征在于所述自適應(yīng)模塊采用TI公司的DSP芯片TMS320F2812。
5.一種自適應(yīng)延時反饋靜分岔控制系統(tǒng)的控制方法，其特征在于它包括以下步驟①根據(jù)電力系統(tǒng)等值計算方法將電力系統(tǒng)中的一個發(fā)電機的母線處理成松弛母線，此時系統(tǒng)方程為
6.根據(jù)權(quán)利要求5中所述一種自適應(yīng)延時反饋靜分岔控制系統(tǒng)的控制方法，其特征在于所述步驟③中延遲時間τ的求取方法為(1)選取延時時間τ為可測狀態(tài)變量時間歷程曲線上任意相鄰(k-Ι)個峰值之間的時間間隔
7.根據(jù)權(quán)利要求5中所述一種自適應(yīng)延時反饋靜分岔控制系統(tǒng)的控制方法，其特征在于所述步驟⑤中自適應(yīng)增益系數(shù)的求取方法為(1)定義時刻&的延時反饋時間的局部變化率為，
全文摘要
一種自適應(yīng)延時反饋靜分岔控制系統(tǒng)，它包括電壓測量模塊、延時模塊、自適應(yīng)模塊、加法模塊和放大模塊；其控制方法為等值計算、測量電壓、延遲計算、加法運算、放大信號、輸出控制信號；其優(yōu)越性在于(1)能消除本發(fā)明特定的簡單電力系統(tǒng)的靜分岔，并且在消除原系統(tǒng)分岔的同時并不引入新的分岔；(2)采用線性反饋控制律來設(shè)計鞍結(jié)分岔控制器，不用確定參數(shù)的變化范圍，控制效果好，電路設(shè)計和方法簡單且易于實現(xiàn)；(3)控制算法易于電路實現(xiàn)。
文檔編號H02J3/00GK102315644SQ20111026591
公開日2012年1月11日 申請日期2011年9月8日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月8日
發(fā)明者于陽, 劉進(jìn)華, 周雪松, 李季, 馬幼捷 申請人:天津理工大學(xué)