電力動揺のロバスト制御を追求した発電機適応形H∞制御システムの開発

开发追求功率波动鲁棒控制的发电机自适应H∞控制系统

• 批准号: 15560257
• 负责人: 道上 勉
• 金额: $ 2.3万
• 依托单位: Fukui University of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2003
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2003 至 2004
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-15560257/
• 关键词: 多数モード動揺; 全モード検出方式; ロバスト制御; 適応形H_∞制御システム; シミュレーション; 系統安定化; 電力系統

わが国の電力系統は大容量送電系統や長距離大電力連系系統などに加え各種の多様な発電機で構成され大規模高密度で複雑化している。このような発電機の動揺モードには、系統内のローカル動揺、連系系統間の長周期動揺などの系統間モードや軸ねじれ、クロス機間など発電機特有モードなど多数の動揺モードが混在している。系統事故時などの系統安定化にはこれら多数モード動揺の内、抑制対象の系統間モードを抑制し、その他動揺モードのロバスト安定化を図る制御が発電機に要求される,これに対し現行の制御設計法は抑制対象モードのみを実現する一機無限大母線系統モデルを用い設計し、その他動揺モードのロバスト安定化は膨大な多機系のシミュレーションを行い特定する手法が多く用いられている。しかし、この方法では抑制対象モードの抑制とロバスト安定化を妥協した制御設計となり十分な抑制効果が得られなく、かつ、ロバスト安定化も理論的手法でないため必要なロバスト性が確保できない。この解決策として発電機励磁制御系の技術進展によるデジタル化を利用し、系統事故時などの多数モード動揺を自動検出して、系統安定化とロバスト制御を追及した発電機適応制御システムの構築が有効となる。そこで研究では系統事故時などの多数モード動揺を含んだ発電機動揺波形のオンライン自動検出方式を確立し、この多数モードを実現する実モデルと抑制対象モードのみの制御設計用公称モデルを形成する。その後、この両モデルを用いてH_∞制御設計を行い系統安定化とロバスト制御を追求した発電機適応形H_∞制御システムを構築させ、最後にシミュレーションで同システムの検証を行う。以上により電力系統の系統安定化とロバスト制御を追及する発電機適応形H_∞制御システムを構築できた。今後は種々の発電機並びに多機系統での抑制効果を検証する必要がある。

日本的电力系统由多种发电机组成，包括大容量传输系统和长距离高功率互连系统，使其变得更加复杂，大规模和高密度。发电机的这种干扰模式与多种干扰模式混合在一起，例如系统中的局部干扰，互连系统之间的长期周期干扰，轴扭曲和发电机特异性模式，例如交叉机器之间。如果发生系统意外，生成器需要控制以抑制摇动其他模式的抑制和稳定的系统间模式。相反，当前的控制设计方法使用一个单一单位的无限总线系统模型，该模型仅实现仅实现抑制模式，并且经常使用shaking shaking的稳定模式来模拟和确定多种系统的稳定模式。但是，该方法是一种控制设计，损害了抑制抑制和稳定稳定模式的抑制，从而导致抑制效应不足，并且由于鲁棒稳定不是一种理论方法，因此无法确保必要的鲁棒性。作为一种解决方案，由于发电机激发控制系统的技术进步，使用数字化是有效的，在系统事故发生时自动检测多种模式波动，并构建了追求系统稳定和可靠控制的发电机自适应控制系统。因此，研究为发电机搅动波形建立了一种在线自动检测方法，其中包括多种模式，例如在系统事故期间，并形成了一个实际模型，该模型实现了这些多种模式和一个用于控制设计的名义模型，只有被抑制的模式。之后，使用两个模型使用H_∞控制设计来构建一个发电机自适应的H_∞控制系统，该系统追求系统稳定和稳健的控制，最后，通过模拟对系统进行了验证。这使得能够构建发电机自适应H_∞控制系统，该控制系统追求电网稳定和对功率系统的强大控制。将来，有必要验证各种发电机和多机器系统的抑制作用。

项目成果

道上 勉: "電力系統の系統安定化とロバスト制御を追及した発電機適応形H_∞制御システムの構築"電気学会電力・エネルギー部門大会論文集(分冊A). 論文I, No.6. 105-111 (2003)

Tsutomu Michigami：“追求电力系统稳定和鲁棒控制的发电机自适应H_∞控制系统的构建”IEEJ电力与能源部门会议论文集（A卷），第6期。105-111（2003）。