使用T-S模糊控制法則以穩定並具有H∞性能之時間延遲多機電力系統

Stability and H∞ Performance Design of the Power Systems with Time-Delays Using T-S Fuzzy Control Approach

王星凱(Shing-Kai Wang)

指導教授 ： 游文雄

大同大學/電機資訊學院/電機工程學系所/碩士(2008年)

摘要

一般對於電力系統發電機組的控制設計，當以預防系統在受到干擾及瞬間故障後喪失同步轉速，並確保機組能具有良好的頻率控制與電壓調節率為重點。
當故障發生時，發電機組須能快速地增加激磁及降低機械功率的輸入，以改善系統所產生的不穩定性。
在本篇論文中, 我們將採用T-S模糊邏輯控制器來針對多機組發電機且機組間具有時間延遲狀態所組成的電力系統在遭受到外部干擾及三相短路故障發生時的穩定及性能響應。穩定的條件是基於李亞普諾夫(Lyapunov)準則，藉由解線性矩陣不等式及模糊歸屬度可獲得控制增益且也使系統輸出具有$H_infty$性能，此性能可壓制外來干擾訊號及瞬間故障後喪失同步轉速的影響，並保證系統各狀態能夠逐漸穩定收斂。
最後，我們將藉由具響應指標的三組發電機九條匯流排互相連結而組成的電力系統，注入外來干擾並配合故障前 、故障中及故障後的簡化導納矩陣元素進行模擬，以其模擬的結果來驗證所提出的模糊控制器之控制方法的成效。

關鍵字

線性矩陣不等式 ； 三相短路故障 ； 模糊控制法則 ； 多機電力系統

並列摘要

The major objectives in power system control design are to prevent electric power systems from losing synchronism after encountering disturbances and sudden faults, and to achieve good postfault frequency output and voltage regulation of the generators.Important control techniques used to improve the performance of the power systems are to rapidly increase excitation and to decrease the mechanical input power at the same time as a fault occurs.
In this thesis, we concentrate our attention on power systems with interconnections and time-delays subject to external disturbances and 3-phase short circuit fault.By adopting T-S fuzzy control scheme and Lyapunov stable criterion, the asymptotical stability and $H_infty$ performance of the power system is guaranteed.Simulation results for nine-bus three-machine test systems are provided to illustrate the effectiveness of the proposed control scheme under the occurrence of external disturbances and bus-faults.

並列關鍵字

three-phase short circuit fault ； T-S fuzzy control ； multimachine ； LMI

參考文獻

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