1、靈活交流輸電系統(tǒng)是近年來出現(xiàn)的，以大功率電力電子技術為基礎，用以改善輸電系統(tǒng)性能的控制裝置。本文的研究工作即圍繞靈活交流輸電系統(tǒng)的重要成員—靜止同步補償器(STATCOM)—的有關問題展開。 研究的主要內(nèi)容包括STATCOM在電力系統(tǒng)中運行時對電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的作用、STATCOM的非線性動態(tài)模型、包含STATCOM的電力系統(tǒng)動態(tài)模型以及上述模型的精確線性化方法、混合不確定系統(tǒng)的魯棒控制、包含STATCOM的電力系統(tǒng)魯棒分散控制和

2、STATCOM的動模試驗。 根據(jù)STATCOM的基本結構和工作原理，分析了STATCOM在電力系統(tǒng)中運行時的穩(wěn)態(tài)模型。在上述模型的基礎上，得到了包含STATCOM的單機-無窮大電力系統(tǒng)的二階搖擺方程。據(jù)此，應用李雅普諾夫直接法分析了系統(tǒng)穩(wěn)定性。根據(jù)上述搖擺方程，采用首次積分法得到了一種系統(tǒng)的李雅普諾夫函數(shù)，并指出了這種方法的局限性。推導出了一種更實用的李雅普諾夫函數(shù)，并給出了其充分性證明。以所得李雅普諾夫函數(shù)為基礎，分析了當ST

3、ATCOM在系統(tǒng)中穩(wěn)定運行時，發(fā)電機組的漸近穩(wěn)定域，并與沒有STATCOM的系統(tǒng)的相應結果進行了對比，并給出了仿真估計結果。對于包含STATCOM的單負荷-無窮大電力系統(tǒng)，分析了STATCOM對系統(tǒng)電壓靜態(tài)穩(wěn)定性的作用。對于一種典型負荷—感應電動機，給出了負荷母線的無功功率-電壓靜特性。以這一特性為基礎，對系統(tǒng)有無STATCOM時運行點的電壓穩(wěn)定裕度進行了分析對比。 根據(jù)STATCOM在電力系統(tǒng)中運行時它本身以及與它相聯(lián)的電力系

4、統(tǒng)的電壓電流關系，推導出一種STATCOM的系統(tǒng)級非線性暫態(tài)模型，并應用派克變換將此模型映射到d-q-0坐標下。根據(jù)這一模型和電壓源逆變器的工作原理，得出一種STATCOM的二層控制系統(tǒng)結構。其次，給出了有STATCOM存在的條件下，電力系統(tǒng)非線性動態(tài)模型。由上述模型可見，電力系統(tǒng)是一個強非線性系統(tǒng)，而STATCOM的主體是由大功率電力電子元件組成的逆變電路，它的存在更強化了系統(tǒng)的非線性特性。分別運用基于坐標變換和狀態(tài)反饋的精確線性化方

5、法和直接反饋線性化方法，對STATCOM和包含STATCOM的電力系統(tǒng)非線性模型進行線性化，得到它們的線性化模型。 在上述STATCOM和電力系統(tǒng)線性化模型中，存在不確定因素。這一方面是由于在模型中需要用到一些遠程信號，難以傳輸；另一方面是由于外界對系統(tǒng)的干擾，其值難以確定。而魯棒控制方法為解決不確定問題提供了有效的手段。為此，首先給出了問題的一般描述，即混合不確定系統(tǒng)的描述，包括系統(tǒng)標稱模型、系統(tǒng)不確定因素的類型、不確定界以及

6、有關分解式。在各個單一不確定性問題(干擾抑制問題、參數(shù)不確定問題等)的解的基礎上，給出了混合不確定系統(tǒng)的魯棒鎮(zhèn)定問題的解。 將上述干擾抑制問題和混合不確定系統(tǒng)的魯棒鎮(zhèn)定問題的解應用到包含STATCOM的電力系統(tǒng)中，給出了其分散控制方法。在包含STATCOM的單機-無窮大電力系統(tǒng)應用中，對系統(tǒng)的線性化模型作了必要處理，然后分別給出了STATCOM和發(fā)電機勵磁魯棒控制器。與單機系統(tǒng)相比較，多機系統(tǒng)復雜許多。在包含STATCOM的多機