SVC非线性控制的逆系统方法

利用非线性控制的道系统方法，将静止无功补偿装置（ＳＶＣ）非线性控制问题变换为相应的线性化控制问题。设计了ＳＶＣ非线性控制器，经仿真研究表明，所设计的控制器可以显著地改善电力系统的稳定性。     

SVC非线性控制的逆系统方法

利用非线性系统的逆系统方法，将静止无功补偿装置非线性控制问题变换为相应的线性化控制问题，设计了ＳＶＣ非线性控制器，经仿真研究表明，所设计的控制器可以显著地改善电力系统的稳定性。     

考虑系统非线性的SVC控制器设计

考虑系统的非线性，研究了静止无功补偿装置（ＳＶＣ）控制器的设计。应用直接反馈线性化方法设计了ＳＶＣ非线性控制器，解决了电力系统强非线性给设计带来的困难。在此基础上，针对单机无穷大系统进行了计算机数字仿真。分析和仿真结果表明：ＳＶＣ的非线性控制方式与ＳＶＣ的常规控制方式相比，可以有效地改善电力系统的静态稳定性及暂态稳定性。     

一类非线性过程的智能控制方法研究

以一类典型的非线性过程控制系统双腔加热炉为背景,讨论复杂系统的控制问题.为了实现对复杂系统的稳定控制,必须考虑诸如非线性、大时滞、时变和强耦合的控制问题.设计了一种复合模糊神经网络控制器,利用模糊神经网络对系统进行辨识,利用神经元实现系统解耦,利用基于神经网络的自组织模糊控制器实现了系统的控制,实验证明了控制器对该类非线性过程控制的有效性.     

基于神经网络的机器人独立关节控制

提出了一种适用于系统控制的神经元模型，该模型是Ｐｅｒｃｅｐｔｒｏｎ算法的一种推广。它可直接作为控制器亦可连成网络控制器用于机器人独立关节伺服系统，仿真实验表明，本文设计的控制器不仅适用于机器人独立关节伺服系统的控制而且还适用于几乎全部ＳＩＳＯ线性定常和时变系统的控制以及部分非线性系统的控制。     

非线性状态PI励磁控制器

利用扩张状态观测将原来的非线性系统变换成线性系统,然后用状态PI控制器的设计思想设计了非线性状态PI控制器;并将其用于发民机励磁控制,以及解决电力系统的强非线性和不确定性问题,避免了反馈线性化非线性励磁控制由于数学模型的误差而影响控制器性能的特点。所得控制规律与系统运行点和网络结构完全无关,同时控制器结构简单。仿真计算表明,非线性状态PI励磁控制器对系统运行点和网络结构变化具有良好的适应能力,可以有效地改善系统的稳定性。     

二次调节流量耦联系统精确线性化控制

针对二次调节流量耦联系统非线性特性,利用坐标非线性变换和状态非线性反馈得到系统精确线性化控制规律。由于系统相对阶严格小于系统维数,所以通过证明系统零动态的稳定性验证了所得精确线性化控制规律的可行性。然后利用Ackermann极点配置算法,设计了系统的精确线性化控制器。通过仿真研究表明,加入精确线性化控制器后,系统快速性提高,并达到无超调。通过与PID控制器比较可知,当系统远离工作零点时,PID控制器有明显无超调,且调整时间加长,而精确线性化控制器与工作点无关。     

纯电压型SVC非线性控制器的研究

应用直接反馈线化理论设计了一种纯电压型ＳＶＣ非线性控制器。其突出优点是：鲁棒性好,动态电压支撑能力强,但是ＳＶＣ定电压控制不能提供系统阻尼。     

水轮机水门的分数阶PID控制策略研究

针对水轮机调速系统的强非线性及易受各种内外部干扰影响,基于分数阶PID控制策略提出了一种新型的水门非线性控制器。通过对水轮机水门开度模型进行反馈线性化,结合分数阶PID控制理论约束自定义的控制变量,且利用遗传算法在线调节控制器的参数。仿真结果证明,与常规PID控制方式相比,所设计的水门分数阶PID控制器能有效地阻尼系统振荡,调速系统的鲁棒性得到较好的改善。     

考虑机端电压限制的多重非线性变结构励磁控制

针对电力系统暂态过程的非线性特性，设计了一种考虑电压限制的多重非线性变结构励磁控制器，根据控制目标将控制器分2层设计。下层控制器由稳定控制和电压限制控制组成。稳定控制通过计算系统的暂态能量函数，得到稳定流形作为切换面，然后设计相应的变结构非线性励磁控制律，将系统限制在所设计的稳定流形上，以稳定系统；电压限制控制则利用零动态原理，使电压回复到限制区内。上层控制器通过适当的切换律，将下层控制器进行切换，在稳定系统和限制机端电压之间进行协调。在设计时考虑了系统参数不确定性，从而控制律具有一定的鲁棒性。稳定控制设计中未使用任何线性化方法，因而控制律对系统的非线性特性完全适应。实验结果表明所设计的控制器在稳定系统的同时，有效的限制了机端电压。     

Integrated PLC-fuzzy PID Simulink implemented AVR system

Improving the transient response of power generation systems using automation control in a precise manner is the key issue. We design a fuzzy proportional integral derivative (PID) controller using Matlab and programmable logic controllers (PLCs) for a set point voltage control problem in the automatic voltage regulator (AVR) system. The controller objective is to maintain the terminal voltage all the time under any loads and operational conditions by attaining to the desired range via the regulation of the generator exciter voltage. The main voltage control system uses PLCs to implement the AVR action. The proposed fuzzy controller combines the genetic algorithm (GA), radial-basis function network (RBF-NN) identification and fuzzy logic control to determine the optimal PID controller parameters in AVR system. The RBF tuning for various operating conditions is further employed to develop the rule base of the Sugeno fuzzy system. The fuzzy PID controller (GNFPID) is further designed to transfer in PLCs (STEP 75.5) for implementing the AVR system with improved system response. An inherent interaction between two generator terminal voltage control and excitation current is revealed. The GNFPID controller configures the control signal based on interaction and there by reduces the voltage error and the oscillation in the terminal voltage control process. We achieve an excellent voltage control performance by testing the proposed fuzzy PID controller on a practical AVR system in synchronous generator for improve the transient response.     

静止无功补偿器非线性控制对系统功角稳定的影响

用直接反馈线性化控制理论，为SVC设计了电压型非线性控制器，提出纯电压型SVC控制器只能维持装设点电压，不能增加系统功角振荡的阻尼。对纯电压型SVC非线性控制器进行了改进，设计出了既有维持SVC装设点电压水平能力，又能显著增加系统功角振荡的阻尼，较为完善的信号调制型SVC综合非线性控制器。对输电线上装设SVC的单机无穷大系统进行了数字仿真，证明控制器具有良好的动态性能。所设计的两种控制器均实现了当地信号控制，并从理论上保证了控制器具有很好的鲁棒性。     

UPFC有功控制引起的交互影响研究

统一潮流控制器(UPFC)的多个控制器之间存在交互影响,这种交互作用会影响控制器的工作性能。分析了UPFC有功参考值的变化对电压控制器所控电压的影响,阐述了利用数学公式反映其影响的方法的局限性。利用PSCAD/EMTDC时域仿真,得出了电压动态数据,并用来拟合Logistic模型,得到有功补偿度变化量对节点电压变动值影响的数学表达式。该数学表达式能够针对不同有功补偿度变化量进行交互影响程度的预测,有利于分析UPFC有功潮流控制给并联侧电压控制器运行带来的影响。     

基于级联分布式架构的直流微电网协调控制方法

传统分布式二次控制器由电压控制器和功率控制器组成,是基于两个状态变量交换的并联结构,需要一个电压观测器来调节电压.基于此,提出了一种无需电压观测器而只交换功率状态变量的级联控制框架来实现直流微电网电压调节和功率分配.二次功率控制器用于调整二次电压控制器的参考值.电压控制器的输出用来修改下垂控制器的输入.在此基础上,提出了一种具有弹性的级联控制器,以增强控制器对时延和干扰的弹性.在弹性级联控制器中增加了电源控制器和电压控制器之间的信息交换块.并通过稳态分析验证了所提控制器的有效性.此外,还建立了一个小信号模型来研究控制器参数变化对系统动态特性的影响.最后,通过实例仿真验证了所提控制器的性能.     

VSC-HVDC控制器抑制风电场电压波动的研究

风电潮流的波动会引起并网系统公共连接点(PCC)电压的波动.在基于电压源换流器的高压直流输电(VSC-HVDC)交直流混合风电场并网系统中,控制VSC-HVDC送端站注入到PCC点的无功功率可以抑制电压波动.本文讨论了VSC-HVDC的无功功率控制器和定电压控制器抑制电压波动的原理.基于电磁暂态软件PSCAD/EMTDC建立了并网风电场模型、VSC-HVDC模型及控制系统模型.仿真结果表明VSC-HVDC采用定电压控制器的并网系统能更好的抑制电压波动,采用无功功率控制器的系统具有较好的风电场并网性能.     

支撑大规模风电集中接入的自律协同电压控制技术

国内多个风电汇集区域具有大规模风电汇集馈入电网薄弱环节的典型特征,由此带来了电压波动和连锁脱网等运行挑战。文中提出了自律协同的电压控制框架,利用风电场侧自律控制协调静止无功补偿器/静止无功发生器/风电机组/电容电抗器等不同时间常数的调节设备,从而抑制间歇性风电出力诱发的电压波动;在系统级实现协同控制,在正常情况下通过可自适应于风功率变化的敏捷二级电压控制减小电压波动,在脱网风险较大时利用基于安全约束最优潮流(SCOPF)的预防控制保证汇集区域正常且安全的运行状态。该架构的若干关键技术已经在国内多个风电基地和风电场应用,现场运行结果表明了其控制有效性。     

通用电能质量控制器直流侧电压控制建模与分析

为了对通用电能质量控制器直流侧电压进行更为有效的控制,提出一种用于三相三线通用电能质量控制器(UPQC)直流侧电压控制的外环模型。在所得模型的基础上利用经典控制理论分析了实际UPQC的补偿能力;并通过分析抗扰动性能,采用比例积分调节器时电压环稳定性以及采用比例调节器时电压环稳定性,详细比较了直流侧电压的两种控制方法——反馈控制和复合控制(反馈加前馈控制)。仿真和实验结果验证了UPQC的最大补偿能力,同时表明复合控制具有较好的抗扰性能,以及在比例调节器下具有较好的相对稳定性。     

光伏MPPT系统电压控制器的优化设计

分析了光伏MPPT系统构成及工作原理。使用基于变步长电压扰动法作为功率/电压寻优控制器。为实现快速稳定的光伏MPPT响应,重点对光伏输出电压控制器的电压环进行优化设计。设计了一种光伏MPPT电压复合控制器,采用电压顺馈+PI调节器的方法实现。通过对光伏输出电压控制器进行数学建模得到电压闭环传递函数。确定了最佳PI调节器参数以得到快速稳定的MPPT控制。仿真分析结果以及试验结果表明,此电压复合控制器能够快速、稳定地实现光伏MPPT响应。     

适用于二极管钳位型三电平有源滤波器的母线电压数字控制方法

传统两电平有源电力滤波器(active power filter, APF)由干功率开关耐压水平和载流能力的限制，难以实现对高压大容量非线性负载的谐波补偿。在高压大容量系统中，二极管钳位型三电平变换器得到了广泛的应用。对三电平APF进行研究，提出一种母线电压闭环数字控制策略。在同步旋转dq坐标系下，将三电平APF母线电压控制系统分为电压外环和电流内环2部分。在电压外环中，采用自适应滤波器求出直流侧电压平均值，采用PI控制器产生有功指令电流维持直流侧电压恒定。在电流内环中，针对三电平APF直流侧中点电位不平衡问题，从空间矢量PWM调制方法的角度出发，对中点平衡问题进行仔细研究，提出一种简单的中点电压平衡控制策略，只需检测各相电流和中点电压波动的方向，对小矢量进行取舍实现APF中点电位平衡控制。实验结果表明了所提出算法的正确性和有效性。     

带电压调节功能的非线性鲁棒控制器

提出了一种既可增加多机电力系统暂态稳定性又可达到机端输出电压调节功能的非线性鲁棒控制器。该控制器由一个直接反馈线性化（DFL）控制器和一个比例积分（PI）控制器组成。DFL控制器用于降低多机电力系统的非线性程度以及各机之间的相互作用。所提控制器设计方法既可保证系统稳定性又可达到调节电压的目的,同时在实现时不需要测量发电机功角。仿真结果表明,所提出的方案可在很宽的运行范围内增加系统的阻尼及稳定性。