基于Hamilton能量整形的多机电力系统励磁控制

基于广义Hamilton理论,提出将非线性微分-代数系统表示为一种改进的Hamilton系统的实现方法.通过重构结构矩阵,对所提系统的Hamilton函数进行能量整形,给出了镇定控制器的设计方法.以此为基础,研究了结构保留多机电力系统的Hamilton实现问题,运用能量整形方法,提出了可作为系统Lyapunov函数的Hamilton能量函数,并设计了可镇定该系统的励磁控制器.仿真结果证明了所提方法和控制策略对提高电力系统暂态稳定的有效性.     

基于Hamilton能量整形的多机电力系统励磁控制

基于广义Hamilton理论,提出将非线性微分-代数系统表示为一种改进的Hamilton系统的实现方法.通过重构结构矩阵,对所提系统的Hamilton函数进行能量整形,给出了镇定控制器的设计方法.以此为基础,研究了结构保留多机电力系统的Hamilton实现问题,运用能量整形方法,提出了可作为系统Lyapunov函数的H...     

基于结构保持模型的多SVC协调控制

针对非线性微分代数系统，在广义Hamilton系统理论的基础上，提出广义拟Hamilton系统的概念及相关控制策略从而实现该系统的镇定，并将其应用于含有多个SVC的结构保持多机电力系统中。根据系统结构，通过预反馈的方法完成拟Hamilton实现。在此基础上设计了相应的SVC协调控制器。所得Hamilton函数不仅可以看作是含有SVC控制结构保持模型的暂态能量函数，而且具有Lyapunov函数的特性，既保证了数学上的严密性，又有明确的物理意义。仿真结果说明所提方法对增强暂态稳定的有效性。     

基于Hamilton理论改善多机系统暂态稳定性的励磁与SVC协调控制

基于伪广义哈密尔顿(Hamilton)理论设计了一般仿射非线性系统的镇定控制器,进而将包含静止无功补偿器(SVC)和发电机励磁的多机系统表示为伪广义Hamilton形式,该系统考虑了转移电导和SVC动态过程的影响.从能量的观点出发,利用鲁棒L2方法设计了发电机励磁和SVC非线性协调控制策略,并将该控制策略表示为易于量测...     

伪广义哈密顿理论及其在多机电力系统非线性励磁控制中的应用

传统的电力系统广义哈密顿(Hamilton)实现方法难以考虑转移电导的影响,提出伪广义哈密顿系统理论,在广义哈密顿实现方法的基础上通过构造新的李亚普诺夫(Lyapunov)函数,实现了一类非线性系统的直接镇定控制。推导出可保证系统渐近稳定的条件和判据,将考虑转移电导情况下的多机电力系统模型表示成为伪广义耗散哈密顿形式,采用阻尼注入和能量补偿的思想进行励磁控制器的设计,物理意义更为明确,并结合电力系统的运行特点,给出判断系统渐近稳定性的近似方法。3机电力系统的仿真结果验证了所提出方法的正确性和控制策略的有效性。     

包含静止无功补偿器的电力系统非线性控制研究

研究包含静止无功补偿器的电力系统非线性控制的一种新方法.文中首先给出包含静止无功补偿器的电力系统非线性数学模型,再利用广义哈密顿(Hamilton)系统理论,对其进行哈密顿实现,并提出了一种L2增益意义下的干扰抑制方法,得到了实现干扰抑制的控制规律.详细阐述了该方法的理论依据和控制律的具体设计过程.单机无穷大系统情况下的仿真结果表明,该方法所设计的控制规律能有效抑制干扰的影响,提高电力系统暂态稳定性.     

含STATCOM多机系统的广义Hamilton非线性控制设计

为提高系统电压的稳定性,针对电力系统非线性微分代数系统,在含STATCOM的结构保持多机系统中设计了相应的非线性稳定控制器,提出了有利于控制设计的功率注入STATCOM新模型;运用广义Hamilton系统理论设计了含STATCOM的结构保持多机系统的控制策略,并提高系统对扰动的鲁棒性。对含有STATCOM的典型3机9节点系统进行仿真的结果表明了所提出控制策略延长了系统临界故障时间,证明该策略可提高系统暂态稳定性。     

基于优化滑动傅立叶分析和广义积分的并联有源滤波器控制策略

并联有源滤波器是一种解决非线性负载引起的谐波问题的有效手段,由于其性能的好坏受谐波检测和电流控制两方面因素的影响,文中提出了一种基于优化滑动傅立叶分析的电源参考电流获取方法,该方法在电网电压畸变的情况下依然适用;同时将广义积分应用于电流控制策略中,实现了电流跟踪零稳态误差的目标;并针对广义积分控制器的数字实现、延迟补偿以及抑制饱和做了深入的分析.实验结果证明了文中所提出的控制策略的有效性和可行性.     

提高送端多直流落点系统暂态稳定性的非线性控制策略

为改善送端多直流落点系统暂态稳定性,提出了一种高压直流输电（HVDC）与发电机励磁协调的非线性控制策略。通过建立送端多直流落点系统非线性微分代数方程模型,将结构保持模型下的能量函数与广义拟Hamilton理论结合,同时兼顾发电机励磁与HVDC控制的协同作用,设计出一种HVDC与发电机励磁的综合控制规律。该方法从能量的角度出发,充分考虑电力系统的强非线性特性,而且得到的控制器结构简单,易于工程实现。仿真结果表明,该控制规律能够有效提高系统阻尼,起到功率支援的作用,改善系统的暂态稳定性。     

基于Hamilton能量函数常值实现的机电扰动抑制研究

Hamilton实现是控制器设计的前提和基础,但是传统Hamilton实现的一般充分条件计算复杂且难以满足。针对带汽门开度控制的单机无穷大系统,采用常值实现法即结构矩阵为常值的一种广义Hamilton实现,将系统表示成耗散Hamilton系统,并设计了励磁和汽门控制的机电扰动抑制器。在控制器设计中未用到任何线性化方法,所得出的励磁和汽门控制器充分利用了系统的非线性特性。最后,基于单机无穷大系统的仿真结果验证了该控制器的有效性和正确性。     

Author index

Based on the generalized Hamiltonian system theory, a new approach to dissipative Hamiltonian realization of nonlinear differential algebraic system is proposed in this paper, and a simple control strategy to stabilize the dynamic system without linearization treatment is designed. The new approach is applied to the nonlinear excitation controller design of structure preserving multi-machine power system. Simulation results demonstrate that the approach proposed in this paper is correct, and the control strategy designed is effective.     

Energy-based coordinated nonlinear control of synchronous generator and static var compensator

Using the Hamiltonian function method, this paper investigates the coordinated control of the synchronous generator and static var compensator (SVC) in power systems with constant power loads. First, via a proper variable transformation and pre-feedback control, the dissipative Hamiltonian realization of the power system is completed. Then, based on the obtained dissipative Hamiltonian realization, an energy-based coordinated stabilization controller is constructed. The guaranteed L₂ performance property of the closed loop system is analyzed as well. Simulation results indicate that the proposed coordinated control scheme can effectively improve both the transient stability and voltage regulation performance of the power system.     

非线性水轮发电机组哈密顿系统研究

为了在系统模型中包含机械部分的动态,以导叶开度微分方程和非线性水轮机构成扩展的非线性水轮机模型,并转化为仿射非线性方程。采用正交分解实现方法将系统转化为哈密顿系统,进而通过结构矩阵分解和反馈耗散设计实现为耗散形式。在广义能量描述下,能量流的变化与实际物理系统是一致的。与发电机哈密顿系统连接得到了非线性水轮发电机组哈密顿系统。导出的模型结构清晰,较好的反映了系统内部关联和外部联系机制。仿真表明,系统的哈密顿函数包含了系统暂态中能量变化的详细信息。     

基于结构保留模型的静止无功补偿器鲁棒非线性控制

采用Hamilton函数方法研究了静止无功补偿器(SVC)的鲁棒非线性控制问题。首先基于系统网络结构特点,建立了包含SVC、恒功率负荷和有界外部扰动的电力系统的结构保留不确定非线性控制数学模型,然后通过坐标变换和预置状态反馈控制完成了系统的耗散Hamilton实现。最后,基于该耗散实现设计了鲁棒控制器,并分析了闭环系统的渐近稳定性。由于充分利用了系统的内在耗散结构特性,所设计的鲁棒控制器物理意义明确,易于实现。与常规PID控制器的仿真比较表明,该鲁棒控制器作用下系统的超调量小、响应速度快,能有效抑制外部干扰对系统暂态稳定性的影响,有效提高了系统的动态性能。     

汽门开度的神经网络广义逆系统控制

给出了一种基于神经网络广义逆系统的汽轮发电机汽门开度控制策略,在无需系统模型参数和状态反馈的情况下,可实现非线性系统的大范围线性化,从而实现非线性系统的线性化控制。对单机无穷大系统的仿真表明,应用该控制策略可显著地增强电力系统的暂态稳定性。     

Robust excitation control of multi-machine multi-load power systems using Hamiltonian function method

Using an energy-based Hamiltonian function method, this paper investigates the robust excitation control of multi-machine multi-load power systems described by a set of uncertain differential algebraic equations. First, we complete the dissipative Hamiltonian realization of the power system and adjust its operating point by the means of pre-feedback control. Then, based on the obtained Hamiltonian realization, we discuss the robust excitation control of the power system and put forward an H _∞ excitation control strategy. Simulation results demonstrate the effectiveness of the control scheme.     

基于耗散系统实现电力系统励磁鲁棒非线性控制

对单机无穷大系统，通过适当的坐标变换，基于耗散系统的概念，提出了一种新的通过干扰抑制实现的励磁鲁棒非线性控制策略，在实现过程中不需要任何线性化方法．该控制策略可提高系统对动态不确定性的鲁棒性，可抑制干扰对系统的影响．仿真结果表明，提出的励磁控制策略可提高电力系统暂态稳定性．