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　　在實際的電力系統(tǒng)中，發(fā)電機附加勵磁控制是提高電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性和抑制低頻振蕩的重要手段。安裝在系統(tǒng)中的重要樞紐點或負荷節(jié)點的靜止無功補償器（SVC）主要用來從電網中吸收或向電網中輸送可連續(xù)調節(jié)的無功功率，以維持安裝點的電壓恒定1-3.對此類關鍵節(jié)點提供快速的動態(tài)電壓支撐是解決電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定問題的重要手段之本文在己有發(fā)電機附加勵磁模糊變結構控制研究成果111的基礎上，對SVC和發(fā)電機附加勵磁進行綜合控制的研究。將模糊控制理論和非線性變結構控制理論結合起來，設計了一種SVC與附加勵磁模糊變結構綜合控制器，使其能夠同時實現(xiàn)發(fā)電機功角控制和SVC安裝點處電壓控制兩個目標。

　　2模糊變結構綜合控制器的設計2.1系統(tǒng)數(shù)學模型以n機系統(tǒng)為例，系統(tǒng)的數(shù)學模型如下111發(fā)電機的空載電勢；k，k'，為第i臺發(fā)電機的電壓調節(jié)器及附加勵磁控制器的放大倍數(shù)；Vf為第i臺發(fā)電機的機端電壓值；Mfi為第i臺機附加勵磁控制輸入。

　　第i臺發(fā)電機的有功功率Pei表達式為SVC采用實用一階慣性模型，如所示：電抗器的電納值；TC為時間常數(shù)；KC為放大倍數(shù)；為控制量。

　　綜合⑴式和（3）式，可得到含有SVC的多機系統(tǒng)的狀態(tài)方程式：為時間常數(shù)1（））；1為輸入機械功率為0臺lishMg將（4）式寫成標準的仿射非線性系統(tǒng)的形式為：倒數(shù)，第行對上式兩邊求導，可得將（3）式代入上式可以得到由此可見針對SVC的控制輸入Ue，可以設計具體的模糊其余變量前己聲明，此處從略。

　　2.2模糊變結構綜合控制器的設計方法為了使所設計的控制器能同時考慮發(fā)電機功角穩(wěn)定和SVC安裝點處電壓控制兩個目標，就要使發(fā)電機附加勵磁控制和SVC控制解耦。這樣設計出的控制器能夠根據(jù)當?shù)氐臓顟B(tài)變量的變化得出相應的控制量，便于控制策略的實現(xiàn)。

　　從（5）式可以看出，這是一個多輸入多輸出系統(tǒng)的控制問題。輸入量為發(fā)電機附加勵磁的輸入Uf和SVC的控制輸入Ue，輸出函數(shù)可以寫成如下形變結構控制器，方法如下：首先把電壓變化量其導數(shù)AVm及AVrn在論域上進行非均勻離散變換，形成控制器的輸入量E和E.對Avm及Avm在較小時進行“細分”，而在它們取值較大時，對它們進行“粗分”同時省去中間的確定隸屬函數(shù)環(huán)節(jié)（因為這種劃分方法本身就是一種確定隸屬關系的過程），由此得到離散量，作為模糊變結構控制器的輸入。

　　然后來設計帶有自調整因子的模糊變結構控制器的控制規(guī)律，以適應實際系統(tǒng)的各種不同情況，使所設計的控制器具有很強的自調整性。在全論域范圍內帶有自調整因子的控制規(guī)則可以表示為式（2）的形式：因為，當AVm比較大時，表明系統(tǒng)遠離電壓平-Vm0=AVm（7）針對上式的輸出函數(shù)，可以設計具體的模糊變結構控制器。為了使所設計的SVC控制器能實現(xiàn)利用當?shù)匦盘栠M行控制，對于輸出函數(shù)y2式衡狀態(tài)，系統(tǒng)需要加大控制量，使系統(tǒng)盡快到達電壓的穩(wěn)態(tài)值，所以，此時電壓變化量的權重E取得比較大；而當E比較小時，表明系統(tǒng)接近電壓的穩(wěn)定狀態(tài)，為了使系統(tǒng)電壓盡快到達穩(wěn)定狀態(tài)，盡量減小超調，因此，此時電壓變化量的權重E取得比較小，控制量中E對時間的導數(shù)的權重E取得比較大。

　　按照這樣的方法設計出的控制器可以使SVC處的電壓快速恢復到穩(wěn)定狀態(tài)，減小抖振的頻率和幅度。

　　最后，把得到的Ue取整得到離散控制量Au（，采用非等距離法。對該模糊變結構SVC控制器還需要綜合考慮對控制量的限幅，然后就可以對實際系統(tǒng)進行控制了。由公式（12）所示的模糊變結構SVC控制器，與系統(tǒng)的工作點及網絡參數(shù)無關，因此，對系統(tǒng)工作點的改變及網絡參數(shù)的變化具有很強的魯棒性。

　　此處發(fā)電機附加勵磁模糊變結構控制器的設計采用文的設計方法。雖然有SVC的存在，這里所涉及的附加勵磁模糊變結構控制器并沒有實質性的不同。只是附加勵磁模糊變結構控制器是以發(fā)電機功角穩(wěn)定為目的的，SVC的可變容抗在進行解算時作為中間節(jié)點被削去。方法如下：首先將式（5）利用直接大范圍線性化理論變換成線性系統(tǒng)。然后針對此線性系統(tǒng)取線性的切換函數(shù)Si并對其求導，得到其導數(shù)S.控制器的輸入信號為切換函數(shù)及其導數(shù)的模糊量Si和Si，控制規(guī)律如下：最后將得到的控制量Ui清晰化后，經限幅后即可進行控制。按照這樣的方法設計的控制器的輸出量與系統(tǒng)的工作點及網絡參數(shù)無關，附加控制只與由本臺發(fā)電機的狀態(tài)量構成的切換函數(shù)有關，因此對系統(tǒng)的工作點的變化及網絡參數(shù)的變化具有完全的魯棒性。

　　2.3控制規(guī)律的選擇此處我們不考慮多機系統(tǒng)中各臺發(fā)電機的協(xié)調控制，只是按照各臺發(fā)電機各自的切換函數(shù)及其它參數(shù)的變化情況，對其進行控制。當SVC安裝在互連的電力系統(tǒng)中以安裝點的電壓為控制對象時，電壓及其變化量可以就地測量，即可實現(xiàn)當?shù)匦盘柨刂啤?p>　　當系統(tǒng)中發(fā)生擾動時，SVC控制器的量測、控制和觸發(fā)環(huán)節(jié)的慣性較小，一般在1s以內，因此快速的響應特性可以最大限度地維持SVC安裝點的電壓；與此同時，各臺發(fā)電機的附加勵磁控制器以本臺發(fā)電機的功角穩(wěn)定為目標，可以最大限度地改善電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性，同時可使發(fā)電機端電壓具有良好的動態(tài)特性。

　　3計算機仿真仿真系統(tǒng)采用電科院六機系統(tǒng)，其結構參數(shù)見SVC安裝在9號母線上，在2、3、4、5機組附加勵磁上采用常規(guī)控制和模糊變結構控制方案。仿真條件為：系統(tǒng)0s時在10號母線發(fā)生三相短路故障，0.15s后恢復正常。仿真結果如、所示。

　　曲線。

　　由和可見，在模糊變結構控制下的系統(tǒng)的阻尼特性和SVC所在處的電壓特性都優(yōu)于常規(guī)控制下的系統(tǒng)響應特性。SVC所在處的電壓維持得較好；同時在附加勵磁模糊變結構控制器的作用下，系統(tǒng)的穩(wěn)定性有了明顯的改善。

　　4結論本文利用模糊變結構控制方法設計出了SVC和發(fā)電機附加勵磁的綜合控制器。該控制器能夠同時考慮SVC安裝點電壓控制和發(fā)電機功角穩(wěn)定兩個目標，而且實現(xiàn)了SVC控制和附加勵磁控制的解尤，使所設計的控制器均可利用當?shù)匦盘枌嵤┛刂撇呗浴７抡嬗嬎惚砻鳎篠VC和發(fā)電機附加勵磁模糊變結構綜合控制器能夠改善系統(tǒng)暫態(tài)過程中的阻尼特性，同時可以最大限度地維持SVC安裝點的電壓恒定。