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。     

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。     

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。     

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。     

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。     

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。     

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。     

汽轮机调速系统的自适应L2增益干扰抑制控制

提出一种预置反馈的方法，推导出汽轮机调速控制系统的端口受控哈密顿系统（PCH system）模型，进而根据PCH系统的自适应L₂增益干扰抑制方法，设计汽轮机调速系统的控制规律。仿真结果表明，这种控制方法能有效抑制干扰，可以在大干扰条件下提高系统暂态稳定性。     

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。     

汽轮发电机组轴系扭振的鲁棒非线性控制

提出将同步发电机及其励磁系统看做扭振励磁控制的执行元件，采用直接反馈线性化方法补偿其非线性因素，避免小偏差线性化模型的参数摄动问题，从而提高扭振励磁控制系统的鲁棒性。综合H_∞扭振模态观测器、独立模态空间鲁棒控制器和非线性反馈补偿律，提出一种轴系扭振的鲁棒非线性控制策略，在大范围工况下具有一致的全局性能，并且3个组成部分可以分别独立设计；另外，可以方便地与常规非线性励磁控制律综合在一起，而不影响后者阻尼低频振荡的性能。以一台300 MW汽轮发电机组第1阶扭振模态的阻尼控制为例，通过仿真验证鲁棒非线性控制器的性能优于常规线性控制器。     

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。     

基于哈密顿理论的发电机汽门鲁棒非线性控制器设计

提出了利用Hamiltonian能量函数理论设计非线性鲁棒控制器的方法，设计了发电机汽门的非线性鲁棒控制器，并且给出了估计干扰抑制增益的一个充分条件，所得控制器结构简单，易于工程实现。由于在控制器设计中未用到任何线性化方法，因而所得控制器充分利用了系统的非线性特性。仿真结果证实了理论分析的正确性与控制规律的有效性。     

汽轮机调速系统的自适应L增益干扰抑制控制

提出一种预置反馈的方法，推导出汽轮机调速控制系统的端口受控哈密顿系统（PCH system）模型，进而根据PCH系统的自适应L₂增益干扰抑制方法，设计汽轮机调速系统的控制规律。仿真结果表明，这种控制方法能有效抑制干扰，可以在大干扰条件下提高系统暂态稳定性。     

基于超导储能的暂态稳定控制器设计

设计了用于提高电力系统的暂态稳定超导储能（SMES）装置的非线性鲁棒控制器，并从数字仿真和动模实验两方面进行了验证。为了简化动态性能分析和控制器设计，在实验样机的基础上，提出了新的基于电流型变流器的SMES的动态模型，并将其转化为标幺制模型。通过外部干扰的引入，得到了装设SMES的单机无穷大系统的动态模型，并采用精确线性化方法和线性H_∞控制理论设计了SMES的非线性鲁棒控制器。为了验证该控制器的效果，对装设SMES单机无穷大系统进行了数字仿真和动模实验，并将其与常规PI控制器进行了比较。仿真和实验结果都证明了非线性鲁棒控制器具有良好性能。     

自适应振荡过程的Ucosφ精确算法

提出了自适应跟踪振荡过程的精确计算方法，这种算法将差分全波傅里叶算法作为数字滤波器对输入信号进行滤波，然后用短数据窗（3点）先算出信号的频率，进而精确计算出信号的幅值和相位。用此算法求出的I>Ucosφ数值精度高，收敛性好，更真实地反映了电力系统振荡过程中发生三相短路时保护安装处电压和电流的变化；因此可以大大缩短I>Ucosφ作为电力系统振荡过程发生三相短路判别元件的动作时间，提高整套保护的性能。数字仿真结果验证了该算法的正确性。     

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。     

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。     

水轮机调节系统鲁棒稳定模糊控制器的优化设计

针对水轮机调节系统的非线性和结构参数时变等特点,给出了一种鲁棒稳定模糊控制器优化设计方法。利用小增益理论确保控制系统的稳定,采用范数度量模型集的界,用遗传算法优化控制器参数,使得优化后模糊控制器具有一定的稳定裕量和一定的性能指标。对一混流式水轮机组仿真控制实验结果证明所提出方法的有效性。     

分散励磁与超导储能装置的干扰抑制控制

提出了一种新的设计多机电力系统中励磁和超导储能装置的分散L₂增益干扰抑制控制器的方法。文中首先建立了含超导储能装置的多机电力系统的动态模型，继而利用递推方法设计励磁和超导储能装置的增益干扰抑制控制器，所得控制器可以利用本地测量量实现。计算机仿真结果说明了所设计的控制器可以提高系统的暂态稳定性，显著改善系统的动态性能。