汽轮发电机调速系统附加H∞鲁棒分散控制

利用H_∞控制理论的干扰抑制方法提出一种汽轮发电机调速系统附加鲁棒分散控制(GAHDC)策略。理论分析表明：通过提取发电机输出有功功率波动（ΔP_e）的变化量，使GAHDC只对故障后的功率振荡有抑制作用；利用ΔP_e作为输入扰动变量，避免了发电机方程的非线性问题；GAHDC只包含发电机调速系统的参数，与发电机的运行状态以及系统参数无关；在多机系统中，GAHDC不会对其他发电机的稳定性有危害作用，即GAHDC不存在参数协调和安装地点选择问题。3机和无穷大系统的三相短路仿真实验结果说明：故障后不稳定的系统在GAHDC作用下成为稳定；在惯性时间常数大的发电机上安装GAHDC，抑制振荡的速度较快；当系统中所有发电机都装设GAHDC时，故障后系统中功率振荡持续的时间是最少的。GAHDC实现了发电机的分散稳定控制。     

基于遗传算法的超导磁储能装置H2/H∞鲁棒控制器设计

提出了应用GA(遗传算法)设计H₂/H_∞鲁棒控制器的一般方法。使得在满足闭环系统的H_∞范数小于指定的工程要求的条件下误差信号的H₂范数最小。该问题可归结为一个带约束条件的极小值优化问题，并通过一种改进的遗传算法加以解决。该设计方法能对具有任意控制器结构的控制系统进行参数优化。与传统的鲁棒控制器设计方法相比，所提出的方法不仅可以提高控制器的鲁棒性，还具有易于进行参数优化的优点。将所提出的方法应用于超导磁储能装置（SMES）PI型鲁棒控制器的设计，时域仿真结果表明所设计的控制器具有很好的鲁棒性，在不同的运行工况下均能有效阻尼电力系统的振荡。此外，控制器还具有结构简单、易于工程实现的优点。     

汽轮发电机调速系统附加H鲁棒分散控制

利用H_∞控制理论的干扰抑制方法提出一种汽轮发电机调速系统附加鲁棒分散控制(GAHDC)策略。理论分析表明：通过提取发电机输出有功功率波动（ΔP_e）的变化量，使GAHDC只对故障后的功率振荡有抑制作用；利用ΔP_e作为输入扰动变量，避免了发电机方程的非线性问题；GAHDC只包含发电机调速系统的参数，与发电机的运行状态以及系统参数无关；在多机系统中，GAHDC不会对其他发电机的稳定性有危害作用，即GAHDC不存在参数协调和安装地点选择问题。3机和无穷大系统的三相短路仿真实验结果说明：故障后不稳定的系统在GAHDC作用下成为稳定；在惯性时间常数大的发电机上安装GAHDC，抑制振荡的速度较快；当系统中所有发电机都装设GAHDC时，故障后系统中功率振荡持续的时间是最少的。GAHDC实现了发电机的分散稳定控制。     

基于dq变换和ANN的电能质量扰动辨识

提出了一种利用dq变换提取信号特征，并结合神经网络来识别电能质量扰动信号类型的方法。该方法通过对测量的某一相电压由单相延迟构造三相，进行dq变换提取扰动的特征量，作为人工神经网络(ANN)的输入，从而对电能质量扰动信号类型进行识别。所提出的方法可用于电能质量扰动的实时监测与统计分析。仿真分析验证了该方法的有效性。     

基于N-1原则的输电断面传送功率能力分析

输电断面传送功率能力分析是电力系统的一个重要研究课题，文中依据电网分析中广泛采用的N-1原则，研究了输电断面潮流在N-1静态安全约束下的传输功率能力，建立了断面传输功率约束的详细数学模型以及基于直流潮流的简化模型并给出了求解方法，特别针对复杂大规模互联电网建立了交流潮流与有功功率约束相结合的实用模型，并给出了以电力系统分析综合程序（PSASP）和用户程序接口（UPI）为计算工具的算法。通过实际系统中的算例表明，该方法简捷、可靠，能够满足实际电网分析计算需要，具有实用价值。     

FACTS的PCH模型与自适应L2增益控制（一）理论篇

采用预置反馈方法，将电力系统中存在的一类仿射非线性系统转换为标准的哈密顿系统，从而导出了单机无穷大电力系统下SVC的PCH（端口受控哈密顿）模型。针对系统的外界干扰和参数不确定性问题，设计了相应的自适应L₂增益控制规律。文中直接采用哈密顿函数作为存储函数，不仅保证了数学上的严密性，且具有明确的物理意义。仿真结果表明SVC采用自适应L₂控制规律，不但可以确保系统渐近稳定，而且可以有效抑制干扰，对系统的工况具有自适应性。     

FACTS的PCH模型与自适应L2增益控制(二)应用篇

采用预置反馈方法，首先推导了TCSC与STATCOM的PCH（端口受控哈密顿）模型，接着基于受控哈密顿（Hamiltonian）系统理论，采用自适应L₂增益控制设计方法分别设计了单机电力系统中相应的自适应L₂增益控制器。仿真结果表明，通过与传统PID控制器以及不同的干扰抑制比相比较，所设计的控制器具有较强的鲁棒性。     

FACTS的PCH模型与自适应L增益控制（一）理论篇

采用预置反馈方法，将电力系统中存在的一类仿射非线性系统转换为标准的哈密顿系统，从而导出了单机无穷大电力系统下SVC的PCH（端口受控哈密顿）模型。针对系统的外界干扰和参数不确定性问题，设计了相应的自适应L₂增益控制规律。文中直接采用哈密顿函数作为存储函数，不仅保证了数学上的严密性，且具有明确的物理意义。仿真结果表明SVC采用自适应L₂控制规律，不但可以确保系统渐近稳定，而且可以有效抑制干扰，对系统的工况具有自适应性。     

发电机失磁保护的原理及整定计算

发电机失磁具有两大特征：发电机电势降低和导致静稳破坏。电势降低通常以系统电压或发电机机端电压降低来判断。静稳破坏的定子判据用静稳临界阻抗；转子判据用有功功率与转子电压的关系，对隐极机静稳临界阻抗是圆，U_L-P是直线，对凸极机静稳临界阻抗不是圆，U_L-P不是直线。分析了凸极机静稳临界曲线的凹凸性，证明了用圆拟合静稳临界曲线优于直线拟合。为了提高发电机电势降低判据的灵敏度，防止系统振荡造成的误动作，提出了发电机低电势判据。静稳阻抗和低电势阻抗采用正序阻抗，能有效地防止外部短路造成的误动作。在分析推导的过程中，给出了整定计算的公式和方法。     

FACTS的PCH模型与自适应L增益控制(二)应用篇

采用预置反馈方法，首先推导了TCSC与STATCOM的PCH（端口受控哈密顿）模型，接着基于受控哈密顿（Hamiltonian）系统理论，采用自适应L₂增益控制设计方法分别设计了单机电力系统中相应的自适应L₂增益控制器。仿真结果表明，通过与传统PID控制器以及不同的干扰抑制比相比较，所设计的控制器具有较强的鲁棒性。     

秦山第二核电厂主冷却剂泵低频保护的改进

通过对主冷却剂泵(RCP)低频保护判据的分析发现，低频判据采用相电压U_a，低电压闭锁采用线电压U_ab，是造成RCP低频保护误动的根本原因，进而引起了停机停堆。因为当6 kV变压器A相发生单相接地故障时，U_a降低，测频通道检测到频率低，但U_ab基本不变，低电压闭锁不能检测到电压低，从而开放低频保护逻辑。针对低频保护判据存在的缺陷，提出将测频和低电压闭锁的电压量都采用线电压，并取自同一U/V变换器的改进措施，改进后防止了低频保护误动，提高了可靠性。     

汽轮发电机组H∞扭振模态观测器的特性分析

对汽轮发电机组的H_∞扭振模态观测器的特性进行了讨论。通过分析H_∞扭振模态观测器的性能指标可知，H_∞扭振模态观测器引入了一个反映受控模态估计偏差对剩余模态分量的最大能量增益的约束，以抑制剩余模态分量的影响。另外发现，在特殊情况下，H_∞扭振模态观测器可以将已有关于鲁棒H_∞扭振滤波器的研究成果统一起来。     

多机非线性系统分散汽门H∞控制器

通过找出电力系统的广义哈密顿结构，设计出分散控制器，使得闭环系统为耗散的哈密顿系统。可以看到该控制律是线性的。因为没有对系统进行线性近似，所以又有别于在工作点附近进行线性近似后所设计的线性控制器。同时表明非线性系统通过找到系统适当的内部结构（文中为哈密顿结构）可以得到比用微分几何等其他方法所得到的更简单的控制器形式。最后从H_∞角度讨论了该控制器的抗干扰能力。     

多机非线性系统分散汽门H控制器

通过找出电力系统的广义哈密顿结构，设计出分散控制器，使得闭环系统为耗散的哈密顿系统。可以看到该控制律是线性的。因为没有对系统进行线性近似，所以又有别于在工作点附近进行线性近似后所设计的线性控制器。同时表明非线性系统通过找到系统适当的内部结构（文中为哈密顿结构）可以得到比用微分几何等其他方法所得到的更简单的控制器形式。最后从H_∞角度讨论了该控制器的抗干扰能力。     

基于最优乘子的PV曲线求取方法

给出了一种求取电力系统PV曲线，从而确定静态电压稳定极限的实用方法。在迭代过程中，该方法有效地结合了直角坐标下的最优乘子和预测-校正技术，避免了系统在较轻负荷条件下可能存在的不稳定性，从而可以加速收敛，减少迭代次数及解的盘旋，改善病态系统的特性。     

超导储能装置的非线性鲁棒控制器设计

首先讨论了超导储能装置（SMES）建模问题，根据SMES样机实验结果，构造了SMES的二阶鲁棒模型；然后在单机无穷大系统中，得到了含SMES的电力系统非线性鲁棒模型。进一步，基于反馈线性化方法将系统线性化，再利用线性H_∞理论求得SMES的鲁棒控制规律。最后，用数字仿真检验控制规律的有效性。结果表明在各种工况下，SMES的非线性鲁棒控制器均可使系统在受到大干扰后迅速恢复正常运行，并显著提高系统的暂态稳定极限，从而提高系统的输电能力。     

基于输电断面N-1静态安全潮流约束的联切负荷方案

电网中的一些输电断面受线路安全电流限制不能满足N-1原则时，为了保障系统的安全稳定运行，一般采取线路过载联切负荷措施。文中将基于输电断面N-1静态安全潮流约束的联切负荷方案分解为两个子问题，即确定联切负荷节点问题和实施联切负荷措施问题，基于直流潮流给出了整数规划数学模型及算法，算例采用实际电网中的联切负荷方案制定问题，结果表明，提出的分析方法简捷、可行，能够适用于实际系统。     

复合电流滤过器K值偏移对相差保护的影响

在相差高频保护中，保证线路两端复合电流(I₁ I₂)滤过器的K值相同非常重要，若K值存在偏差，其输出操作电流之间就存在相位差δ，使发信机发出的高频信号间也存在相位差，不能反映实际故障电流的相位，影响保护装置正确判断区内外故障。文中利用对称分量法，计算了在单相、两相短路等故障情况下，线路两端K值偏移大小对应带来操作电流之间相位差的大小。经研究得出：线路两端相差高频保护装置的K值偏差越大，复合电流滤过器输出操作电流之间相位差就越大，对相差高频保护装置正确判断区内外故障越不利。最后提出了控制K值偏移的调试方法。     

统一潮流控制器的非线性控制和对电力系统稳定性的改善

首先考虑UPFC装置与电力系统串联和并联的两部分之间耦合直流电容的动态，建立了具有UPFC的输电系统的动态数学模型。在此基础上，对UPFC的4个控制变量进行分析，提出了控制变量m₁,m₂和φ₁的线性控制规律，并运用基于微分几何理论的仿射非线性系统反馈精确线性化和动态反馈原理及方法，得到了控制变量φ₂的非线性最优控制律的解析表达式，从而提出了UPFC的线性与非线性最优混合控制策略。控制策略的测量量均可本地化，以利于工程应用。仿真结果表明在文中所给出的非线性控制器作用下，UPFC能有效地改善电力系统的动态品质和暂态稳定性。     

用细化频谱技术分析断路器操动机构振动信号

由于频率分辨率较低，基带FFT难以有效地分析断路器操动机构振动信号的频率结构和频谱特征，文中探讨将选带细化频谱分析技术应用于振动信号的分析。分析比较了两种常用细化方法：选带细化Zoom-FFT（ZFFT）和线性调频z变换（CZT），指出了CZT算法的优越性。算例分析表明，CZT能有效辨识断路器振动加速度信号的细微频率结构。