基于逆系统方法的带SMSE的静态无功补偿器的RBF滑模控制研究

在并网点接入无功补偿器是提高电压稳定保证风电可靠运行的有效方法。设计一种带超导储能的静态无功补偿器,应用逆系统方法实现系统反馈线性化解耦,再采用RBF神经网络滑模控制对解耦逆系统进行控制。仿真结果表明：采用逆系统方法和RBF神经网络滑模控制对提高系统的动态响应速度和改善系统鲁棒性具有良好的效果,所得结果符合带超导储能的静态无功补偿器的动态响应特性。     

基于逆系统方法的三相PWM整流器控制

针对三相脉宽调制(PWM)整流器控制采用非线性反馈方法使控制器设计复杂化的问题,提出一种基于逆系统方法的三相PWM整流器的反馈线性化控制方法。利用三相PWM整流器数学模型,以直流输出电压、有功和无功电流作为状态反馈变量,推导出三相PWM整流器的逆系统,并构造出伪线性系统。通过对该伪线性系统的综合,设计出三相PWM整流器的闭环控制系统,实现了无功电流分量和直流电压的解耦,然后对该闭环控制系统进行了计算机仿真。结果表明,所采用的控制策略能够实现三相PWM整流器直流电压和无功电流的解耦控制,且性能良好。     

基于逆系统理论的VSC-HVDC新型控制

在讨论电压源型高压直流输电(VSC-HVDC)的控制策略中,根据所给出的拓扑结构,建立三相静止系统下的数学模型;再根据控制需要,通过派克矩阵,将VSC-HVDC转换为dq0旋转坐标下的数学模型;通过逆系统理论,将非线性VSC-HVDC系统强制线性化。同时,为了实现直流输电系统有功和无功的解耦控制,选择直流电流和换流站交流输入输出电流作为反馈来设计相应的控制器,并采用李亚普诺夫间接法证明了所提出的控制策略下VSC-HVDC闭环非线性系统的稳定性。计算机数值仿真显示,大扰动下的系统动态响应特性较好,可实现无功、有功的解耦控制,且具有一定的鲁棒性。     

基于逆系统方法的三相PWM整流器直接功率控制

针对现有的三相PWM整流器直接功率控制系统存在的功率失调、对负载变化敏感的问题,在PWM整流器直接功率控制系统模型的基础上,采用逆系统方法,推导出三相整流器直接功率控制系统的逆系统模型,构造出伪线性系统,实现了对整流器直接功率控制系统有功功率和无功功率的解耦.使用滑模变结构控制理论对该伪线性系统进行综合,设计出滑模变结构控制器.通过计算机仿真对所提出的方法进行了验证.仿真结果表明所提出的控制策略具有较好的动态性能和稳态性能,对负载的适应能力强.     

基于逆系统方法有功-无功解耦PWM控制的链式STATCOM动态控制策略研究

大容量链式静止同步补偿器(链式STATCOM)具有独特的优点,但也存在无功动态响应时间常数大的劣势.该文结合国家电网公司攻关项目--上海西郊变±50Mvar链式STATCOM的研制,重点研究了正常工况下链式STATCOM的快速闭环无功控制方法.建立了链式STATCOM的有功-无功暂态模型,通过引入多变量非线性控制逆系统方法,设计了基于逆系统方法和有功-无功解耦的非线性动态无功控制策略.在一台链式STATCOM物理样机上实现该动态控制策略,实验结果表明所提的无功闭环控制方法具有优良的动态性能,使链式STATCOM的闭环无功响应时间减小至10ms以内.     

基于逆系统内模算法的双馈风力发电系统解耦控制

应用多变量非线性控制的逆系统方法,将双馈风力发电机这一多变量、非线性、强耦合系统精确解耦成有功和无功两个一阶线性子系统。对形成的伪线性系统,引入一种改进型内模控制结构,提高了控制系统的鲁棒稳定性和高阶无静差跟踪性能。仿真结果表明,提出的基于逆系统内模控制策略成功实现了有功、无功的解耦控制和最大风能追踪控制,系统具有更高的控制精度和稳定性。     

基于高阶滑模的STATCOM系统有限时间鲁棒控制

为提高静止同步补偿器(static synchronous compensator,STATCOM)控制系统的动态性能和鲁棒性,提出一种基于高阶滑模控制的STATCOM有限时间鲁棒控制方法。该方法首先对强耦合、非线性的STATCOM系统采用逆系统的方法进行线性化解耦,根据解耦后的系统状态特性,对无功补偿电流与直流侧电容电压分别采用超螺旋与螺旋算法进行控制器设计,这2种控制方法不仅在有限时间内分别快速稳定无功补偿电流与直流侧电压,还对系统不确定性具有一定的鲁棒性。仿真结果验证了所提出方法的有效性。     

非匹配不确定多变量系统高阶终端滑模控制

针对一类具有非匹配不确定性的多变量系统,提出了一种递阶结构的高阶终端滑模控制方法.将多变量系统变换为解耦块能控标准型.采用非奇异终端滑模,结合微分估计器,设计高阶滑模控制策略,使输入输出子系统的状态在有限时间内收敛至平衡点,内部子系统的状态收敛至平衡点的邻域内.所提方法可以简化系统结构,消除控制抖振,通过控制器参数和非匹配扰动的上界可以估计系统状态的收敛范围.仿真结果验证了该方法的有效性.     

逆推自适应滑模励磁控制器设计

针对单机无穷大系统提出了一种解耦逆推自适应励磁滑模控制方法,以提高电力系统鲁棒稳定性.对于一类具有不确定性的半严格反馈形式的非线性系统,将构造李亚普诺夫(Lyapunov)函数的逆推设计方法和自适应机制以及滑模变结构控制有机结合,获得了一种保证该类系统全局渐近稳定的自适应滑模控制律以及自适应增益控制律.根据该设计结果,对含励磁控制的单机无穷大系统反馈线性化模型,得到了发电机的自适应滑模励磁控制器,仿真结果表明:该控制器能有效地稳定不确定电力系统,维持机端电压,具有比自适应逆推励磁控制器更好的性能.     

基于滑模控制的SVG无功补偿控制策略研究

静止无功发生器(static var generator,SVG)是当今先进的无功补偿装置,但他具有强非线性、强耦合性以及工程设计难以实现等特点,而且在实际工程应用中,补偿装置容易受元器件参数的变化及外界的扰动,影响到装置的无功补偿效果。本文以dq坐标系下的数学模型为基础,提出了一种新型的静止无功发生器双闭环控制策略,其中电压外环采用滑模控制,电流内环采用前馈解耦控制策略。经Matlab/Simulink搭建系统的仿真模型,仿真结果表明,该控制策略设计思路新颖、明确,便于实现,而且控制系统具有较强的鲁棒性和动态性能。