直流调制策略改善交直流混联系统的频率稳定性研究

为了抑制交直流混联系统的负荷突变而引起交流系统的频率振荡,提出变结构的直流功率调制和快速汽门最优控制的协调控制策略。首先建立交直流系统的简化模型,通过交叠分解的方法将模型分解为2个独立的子系统,对子系统采用直流功率的变结构控制,切换函数采用最优控制设计。该控制策略实现简单,能显著减少频率偏差的首摆峰值,但稳态误差较大。因此采用发电机的快速汽门最优控制来协调控制频率,采用线性最优理论设计快速汽门综合控制器。对采用这2种控制器的输电系统,在负荷发生扰动的情况下进行仿真。结果表明,变结构的直流调制在扰动发生的初期能显著抑制频率振荡,汽轮发电机的调速器与直流功率调制器相结合,减少了稳态误差。     

南水北调中线穿黄工程控制蓄量运行方式研究

对穿黄工程的运行控制问题进行了分析,提出了穿黄工程的控制蓄量运行方案,研究了其具体实现方法.提出采用变闸前目标水位的方式实现控制蓄量运行,比较研究了三种确定流量-闸前目标水位关系的方法,推荐采用"流量-渠池蓄量"线性关系反推各流量下的闸前目标水位的方法.研究了控制蓄量-闸前常水位联合运行控制问题,提出了包含前馈、反馈和解耦环节的分布式集中控制方案.在包含穿黄工程在内的中线干渠约120公里渠道上运行了数值仿真,测试了计划分水、非计划分水和大幅度流量变化工况.结果表明,渠道成功实现了控制蓄量-闸前常水位联合运行,所设计的闸门控制算法能够有效消除计划分水、非计划分水及大幅度流量变化带来的扰动,且穿黄隧洞入口维持了较大的淹没水深,整个控制过程水位流量变化平稳,水位波动符合安全限幅规定.     

永磁同步电机弱磁最优控制策略研究

针对永磁同步电机(PMSM)在恒转矩区起动能力差、在恒功率区电流轨迹不易跟踪等问题,提出基于电压反馈复合电流前馈的定子电流弱磁最优控制策略。通过判断电流前馈环节达到稳定时所需的电流与采用最大转矩电流比(MTPA)算法所得电流大小,使定子电流在恒转矩区通过电流前馈作用快速跟踪MTPA曲线,加快起动;在恒功率区采用电压反馈复合电流前馈的策略,增强系统抗干扰能力的同时最大化直流母线电压利用率。为了验证该策略的可行性,搭建PMSM仿真模型,构建以dSPACE1007为核心的试验平台,对其进行仿真和试验,结果表明了该策略的稳定性和有效性。     

基于模糊推理的智能控制系统

针对较大容器中水位控制存在大滞后的现象进行了研究,为了减小动态偏差,提高动态品质,在原来PID控制的基础上加入了模糊控制算法,作用于一个双输入单输出的水位控制系统,提前响应扰动偏差,仿真结果表明在很短的时间内就能跟踪上实际水位,这说明了在PID控制的基础上加入智能模糊控制算法的优越性。     

明渠闸前常水位运行控制解耦试验研究

在自动控制渠道物理模型试验平台上,测试了闸前常水位运行方式下的明渠解耦控制算法,研究了解耦系数变化对控制性能的影响。试验渠道长315m,包含5级节制闸,由包含解耦环节的PI反馈控制算法控制。渠道上游方向的解耦采用类DecouplerⅠ结构实现,下游方向的解耦采用流量控制器实现。试验研究表明,所设计的包含解耦环节的PI反馈控制算法能够快速有效地克服外界扰动及不确定因素的影响,实现闸前常水位运行方式。当增大解耦系数时,各渠池稳定历时ts缩短,水位波动指标MAE减小,绝对闸门开度积分指标IAW减小。若解耦系数过大,水位控制性能转而变差,闸门反复启闭次数增多。综合试验结果以及已有数值仿真研究成果,建议解耦系数在0.6～1.0间取值,对于分水频繁的渠道取偏小值。     

神经网络非线性模型算法控制

将多项式基函数神经网络作为模型算法控制（ＭＡＣ）中的内部模型,以此逼近被控对象的非线性特性,推导出相应的最优控制策略算法,克服了ＭＡＣ不能用于非线性预测控制的缺陷．该方法在被控对象未知或建模困难的情况下能很好地实现对系统的预测控制,具有很强的鲁棒性和自适应性．     

简化前馈网络用于负荷模型参数辨识的研究

负荷的精确建模在电力系统分析中的重要性已被电力工作者所认识到。文中在对自适应的三层前馈网络(ABP)进行修改、简化后，得到简化(或线性)前馈网络(LBP)。并结合现场试验和仿真数据，对用线性前馈网络和辅助变量法对负荷建模的精度进行了比较。把线性前馈网络作为一种算法，对负荷动态模型即差分方程的参数进行了辨识。同时，应用LBP对负荷静态模型即幂函数和多项式模型的参数进行了辨识，还提出基于人工神经网络的负荷动静模型同时辨识法。     

复合功能并网逆变器的线性最优控制

针对具有工频隔离变压器和LC滤波环节的三相复合功能并网逆变器,将其等效变换为带有LCL滤波器的逆变器结构。利用LCL滤波环节的状态方程建立小信号模型,提出了一种基于线性二次型理论的最优控制策略,在消除了LCL滤波器固有的谐振现象的同时,实现了对并网点PCC处谐波、无功和不平衡电流的补偿,提高了并网点处的电能质量。为了提高系统稳定性,给出了与线性最优控制相适应的前馈控制算法,并采用了无锁相环补偿电流和功率跟踪电流生成算法。利用电磁暂态综合分析程序PSCAD/EMTDC的仿真结果验证了所提方法的正确性和有效性。     

引进型 300MW 机组的主蒸汽流量计算模型

对外高桥电厂主蒸汽流量的原有计算模型进行分析研究,找到了引起流量偏差和线性不佳的原因,并提出解决办法。     

基于Mras的感应电机无速度传感矢量控制研究

利用Simulink软件建立了模型参考自适应无速度传感器矢量控制系统仿真,分析了比例积分转速调节器的缺点,提出在转速调节器中的积分器采用一种模糊控制算法,此算法根据转速偏差和偏差变化来修改积分器的输入,使积分器提前退饱和.仿真结果表明在转速调节器中采用模糊控制算法使调节器提前退饱和,减小了调速系统超调量调节时间,提高了系统抗干扰性.     

基于控制目标松弛的输电设备过载预防控制在线决策

基于有功灵敏度的线性规划模型可快速有效地进行预防控制策略求解,但是由直流潮流法得到的有功灵敏度忽略了电压和网损的影响,导致预防控制策略结果难以满足交流潮流校核计算精度要求。为此,文中提出一种基于控制目标松弛的输电设备过载预防控制在线决策方法。首先,根据过载安全裕度确定参与控制的关键设备及对应预想故障下的有功灵敏度;然后,通过聚类分析对有功调整措施的搜索空间进行降维;接着,建立过载预防控制在线决策的线性规划模型;最后,按预防控制的有功精度将关键设备的有功限额按档位进行松弛,根据交流潮流校核结果确定最优解的搜索方向,不断逼近最优解。通过实际电网的算例分析验证了所提方法的正确性和有效性。     

基于正负综合灵敏度的输电断面双层优化潮流控制策略

过载线路故障跳闸会使潮流转移到关联输电断面内其他线路上,造成连锁跳闸事故。快速制定合理有效的潮流控制策略,消除线路过载,是防止发生连锁跳闸事故的关键。针对灵敏度分析方法精度不高和直接优化类方法计算量过大等缺陷,文中提出基于正负综合灵敏度的输电断面双层优化潮流控制策略。考虑节点对过载和重载线路潮流的整体调节作用,提出正负综合灵敏度指标,然后通过双层优化方法快速制定潮流控制策略。为防止搜索空间过大导致计算量激增,建立第一层调度节点多目标筛选优化模型,优选参与调整的调度节点。在此基础上构建第二层潮流调控优化模型,得到调度节点的精确出力调整量,从而实现对输电断面潮流越限的精准调度。利用IEEE 39节点系统和某省级电网的仿真分析验证了所提方法的快速性和准确性。     

电力系统通用安控策略整定方法的研究

为解决当前查表式安控策略存在的严重故障计算量大、整定和维护复杂的问题,提出了一种基于公式计算的通用安控策略整定方法。针对不同网架结构下可能出现的暂态稳定、动态稳定和热稳定问题,研究了不同稳定形式下的所需安控措施量及影响因素,建立了一种可修订参数的反映电网安控量与断面潮流关系的线性模型,并提出了关键参数的整定方法。利用单机等面积定则证明了暂态稳定下断面潮流和安控量呈"凹曲线"的关系,为暂稳下关键参数的取值范围和直线模型提供了依据。实际电网应用案例表明了所提方法较传统方法整定更简便、物理意义更加清晰,具有较好的适用性。     

水联网渠道可控性判别指标研究

渠道是调水和输配水的主要工程型式,渠道可控性是渠道水联网控制安全与高效运行的重要前提。本文根据一阶时滞系统的一般可控性原理,提出了基于积分时滞模型参数的渠道可控性概念及其判别指标,建立了渠道可控性与自动控制方法选择的判别关系。以疏勒河昌马南灌区二分干渠为例,模拟验证了上述可控性指标及算法选择合理性。研究表明,案例渠道可控性指标为0.2 ~ 0.3,比例积分算法对此系统无法有效控制,线性二次型算法控制效果受扰动幅度影响较大,而模型预测算法能有效控制。这一结论进一步说明了渠道控制效果是渠道可控性与控制算法的综合结果,可控性判别指标可用于判断渠道可控性并合理选择控制算法以及指导渠道设     

Local optimal load-shedding with allowance for voltage deviation

This paper describes an optimal load-shedding method which can be applied to local buses in order to suppress voltage deviations, based on local information obtained at each bus. When a generation outage occurs, adequate amounts of loads must be shed within a few seconds in order to maintain the balance between supply and demand. This method is able to decide quickly the optimal amounts of loads to be shed after the fault. The proposed method is based on the fact that the location of the fault can be estimated exclusively from power flow deviations at local buses, measured after the outage. Because the amounts of load to be shed have constraints, it is necessary to find the optimal factors which decide the amounts of load-shedding at each bus by quadratic programming. To solve this problem we first linearize the study system. Next, in order to relate power flows to voltage deviations at each bus, the voltage sensitivity factors obtained by ac power flow calculation are evaluated. Numerical simulations with 4-machine and 9-machine power system models show the effectiveness of the proposed method. It distributes adequate loads which are almost identical to the completely optimized loads, and it produces smaller voltage deviations than the conventional method. Improved transient characteristics of voltage deviations are also demonstrated. © 1997 Scripta Technica, Inc. Electr Eng Jpn 119(1): 35–44, 1997     

基于模型预测控制算法的多风储直流微电网分布式电压二次控制策略

针对含多组风储单元的直流微电网中蓄电池的电压优化控制问题,提出了一种基于模型预测控制算法的分布式电压二次控制策略.设计了一种多步长预测一致性模型作为电压预测模型,通过目标函数最小化求解预测系数,得到最优电压二次控制补偿量加入一次控制中,将传统一致性算法中比例积分控制器下的偏差调节问题转化为模型预测控制器下的电压跟踪问题进行求解,从而实现对直流母线电压动态响应的滚动优化.该方法有效解决了传统一致性算法下电压控制策略瞬态特性差和部分工况下存在控制误差等问题,并通过MATLAB/Simulink仿真平台搭建模型验证了不同工况下所提策略的有效性和优越性.     

插电式混合动力汽车双模糊控制策略及其优化

提出一种免疫遗传算法优化的插电式混合动力汽车双模糊控制策略。采用模糊控制方法,分别以发动机工作区间最优和制动能量回收最大为原则,建立了能量管理驱动控制策略和制动控制策略,并根据两者的耦合关系将它们组合成整体控制策略。通过将免疫算法的多样性选择算子、疫苗注射算子、免疫检测算子引入遗传算法,并对疫苗的选择和注射方式予以改进,构成新的免疫遗传算法,应用该算法对控制策略进行了兼顾油耗和排放的多目标优化。仿真结果表明:所提出的双模糊控制策略能实现汽车能量的合理分配,优化后的油耗和三种排放物的排放分别降低了14.01%、12.27%、11.81%和20.34%,且优化结果明显好于遗传算法的结果。     

大功率缺失下频率响应负荷聚合建模与分散控制方法

为了充分利用海量分布的频率响应负荷资源,提出一种大功率缺失下频率响应负荷聚合建模与分散控制方法。首先,建立频率响应负荷聚合功率模型,对某省级电网典型场景下的负荷聚合潜力进行评估;在此基础上,基于离线典型场景和在线状态更新这2种方式,提出频率响应负荷分散动作策略制定方法,通过负荷分散动作响应阶段和恢复阶段的控制参数整定,实现频率响应负荷的快速响应和有序恢复;最后,通过某省级电网算例进行仿真验证。仿真结果表明了大功率缺失下频率响应负荷分散控制策略的有效性。     

模型渠道集中控制系统开发

输水系统是非线性、长时滞的复杂多输入多输出系统,输水系统的控制效果与渠道的水力特性、节制闸和分水口的特性等因素密切相关。自上个世纪60年代以来,各国学者提出了多种渠道控制模型,在实际工程中应用的是一些相对比较简单的模型。由于渠道控制模型一般都是建立在某些假定的条件下得到的,其性能如何需要在物理模型或实际渠道中进行验证。因此,开发模型渠道的控制系统可以验证控制算法的合理性和鲁棒性、分析各渠池间的耦合特性、研究控制器参数的整定方法等。本文简要介绍了开发研制的模型渠道集中控制系统,该系统采用网络的方式将当地控制器与主控计算机连接起来,利用采集到的水位信息、闸门开度信息和分水口流量信息,通过比例积分控制器（PI控制器）实现了闸门的远距离集中控制。     

基于多目标粒子群算法的过热汽温自抗扰控制

针对火电机组过热汽温存在大惯性、大时滞和非线性的动态特性,以及扰动因素作用下参数不易整定的问题,提出自抗扰控制-线性自抗扰控制（ADRC-LADRC）串级控制策略,即外回路应用非线性自抗扰减小超调量,内回路应用线性自抗扰对扰动快速响应并加以抑制,同时采用多目标粒子群算法对自抗扰串级回路中的参数进行整定。测试与工程应用表明：基于多目标粒子群算法整定参数的ADRC-LADRC控制策略具有较好的控制性能和抗干扰能力,能够快速响应扰动并跟踪设定值,维持过热汽温的稳定。