基于目标状态方程的非线性预测励磁控制器的设计

提出了一种新的非线性系统控制设计方法：定义系统的状态变量与其参考轨迹之间的偏差为目标状态方程,并以此状态方程为基础,运用预测控制理论,针对单机无穷大系统进行非线性预测控制设计,得到了一种以机端电压、有功功率和角速度为反馈变量的非线性预测励磁控制规律.该控制规律包含了跟踪误差的未来信息,以便提高跟踪速度和改善控制效果.仿真结果表明：该方法不仅能有效地解决发电机机端电压静态偏移问题,而且能很好地镇定发电机的机械振荡,比以功角偏差为输出函数和以机端电压偏差为输出函数的非线性微分几何控制法更有效、更易于实现.     

一种基于MAC的非线性预测励磁控制器的设计

提出了一种新的非线性系统控制设计方法。通过运用预测控制理论中的模型算法控制(MAC)的设计原理,同时引入机端电压偏差积分项,针对单机无穷大系统进行非线性预测控制设计,得到了一种基于模型算法控制的非线性预测励磁控制器。仿真结果表明:这种设计方法不仅能够有效解决由于原动机阶跃输入扰动带来的发电机机端电压偏差问题,而且改善了功角稳定性和发电机机端电压的动态特性。     

一种基于MAC的非线性预测励磁控制器的设计

提出了一种新的非线性系统控制设计方法.通过运用预测控制理论中的模型算法控制(MAC)的设计原理,同时引入机端电压偏差积分项,针对单机无穷大系统进行非线性预测控制设计,得到了一种基于模型算法控制的非线性预测励磁控制器.仿真结果表明:这种设计方法不仅能够有效解决由于原动机阶跃输入扰动带来的发电机机端电压偏差问题,而且改善了功角稳定性和发电机机端电压的动态特性.     

同步发电机的非线性PID励磁控制

文章将一种非线性ＰＩＤ控制方法引入发电机的励磁控制。该方法通过引入非线性跟踪微分器和ＰＩＤ控制信号的非线性组合,改善了常规ＰＩＤ受一点线性化所产生的缺陷,又保留了常规ＰＩＤ结构简单,鲁棒性强的特点。在计及发电机角速度误差信号和机端电压误差信号的目标函数基础上,ＰＩＤ参数用ＩＴＡＥ法对以变量Δω设计的控制器进行优化,改善了机端电压的品质。该励磁控制方式鲁棒性强,控制品质好,有利于提高系统的暂态稳定性     

采用协同控制理论的同步发电机非线性励磁控制

提出了一种基于协同控制理论的非线性励磁控制器。首先依据同步发电机励磁控制的基本要求和特点,选择机端电压、有功功率和转子角速度三个变量的偏差的线性组合构成流形,以保证有效控制机端电压和抑制系统功率振荡。然后以同步发电机非线性模型为对象,推导出了非线性协同励磁控制器（Synergetic excitation controller,SEC）的控制律,并根据电力系统的运行特性,探讨了控制器参数的选取原则。最后,单机无穷大系统仿真结果表明,无论在大扰动还是在小扰动下,所提非线性协同励磁控制器比常规的AVR+PSS方式下的励磁控制器都能更快更精确地调节机端电压,还能够有效地抑制系统的功率振荡。     

改善机端电压的非线性励磁控制

为了提高发电机励磁控制器的控制效果,提出了一种将基于机端电压偏差的比例积分控制和基于微分几何理论的非线性励磁控制相结合的改善机端电压的非线性励磁控制器设计方法。为验证方法的有效性,用MATLAB进行仿真试验。仿真结果表明,所设计的非线性励磁控制器在小扰动和大扰动情况下不仅能较好地保证发电机角速度、功角的稳定,而且能改善机端电压的精度和稳定度。     

同步发电机的串级非线性PID励磁控制

将一种非线性PID控制方法和串级控制思想引入发电机的励磁控制。跟踪—微分器和 基于非线性度α变换组成的非线性PID控制,改善了常规PID控制器受一点线性化影响产 生的稳定范围局限性。串级控制有效地实现了功角稳定和机端电压稳定的统一。通过对单机 无穷大系统的数值仿真表明,该励磁控制方式鲁棒性强,控制品质好,有利于提高系统的暂 态稳定性。     

发电机组非线性预测综合控制设计

定义状态变量和它们的参考轨迹之间的偏差为目标状态方程,并以此状态方程为基础,运用预测控制理论知识进行非线性预测控制设计,找到了一种新的非线性控制设计方法.针对单机无穷大系统,对发电机进行非线性预测综合控制设计,得到了新的发电机组非线性综合控制规律.反馈系统包含了跟踪误差的未来信息,以便改善发电机的跟踪速度和控制效果.仿真结果表明,该方法能很好地协调发电机的动、静态性能,解决了由于电压调节或有功功率调节而引起的有功功率或发电机机端电压对给定值的偏移,改善了发电机的动态响应特性.     

带电压反馈的非线性最优励磁控制器设计

传统非线性控制器对系统暂态时的角频率和功角的稳定具有显著效果,但对机端电压的控制却并不理想.为解决这一问题,将状态反馈精确线性化理论和最优控制理论相结合设计了一种非线性最优励磁控制器,并在控制中引入电压反馈,即将具有良好机端电压控制效果的基于电压偏差的PID控制和非线性最优控制相结合设计了一种新型励磁控制器.通过使用Matlab对算例进行仿真,验证了该控制器在小扰动和大扰动情况下不仅能够保证角频率、功角的稳定,还能很好地稳定机端电压,明显改善了传统控制器在机端电压控制方面的缺陷.     

基于Adams多步法预测的励磁控制器的设计

本文介绍了一种新的励磁非线性控制器设计方法,该方法使用预测控制理论以单机无穷大系统励磁控制为对象,以功角、角速度和有功功率作为变量,以发电机转子角速度为输出函数,用Adams四阶预测法展开输出函数,幵迚行在线滚动优化,最后得到了预测励磁控制规律。仿真结果表明,该方法与泰勒级数方法比较,既能改善发电机的机械稳定性,又能改善发电机端电压的动态特性,具有较高的控制品质。     

逆系统方法在电力系统综合控制中的应用

将多变量的逆系统方法用于大型汽轮发电机组的综合控制,综合考虑了励磁控制和汽车门开度控制。基于逆系统思想选取功角δ和发电机输出电压νt作为电力系统的输出,获得了电力系统α阶积分逆系统,由此设计了非线性解耦最优控制律,以同时提高系统的综合性能。计算机仿真结果表明,所设计的控制律可有效地搞高发电机的稳定性和电压精度。     

汽轮发电机组PSS与汽门的智能变结构控制

运用非线性变结构控制理论,并模仿人的智能推理,提出了多机所轮发电机组ＰＳＳ与汽门智能变结构综合控制器的设计方法。控制规律兼顾了改善系统的功角稳定性和发电机端电压特性两方面要求。控制规律实现了分散控制,且有很强的鲁棒性。计算机仿真结果表明：所设计的智能变结构综合控制规律能有效地改善电力系统的暂态稳定性。     

多机电力系统分散鲁棒励磁控制器的研究

提出了一种能够有效提高多机电力系统稳定性的分散鲁棒控制策略。采用发电机机端电压的相角和幅值表示发电机与系统其他部分的相互联系,并且针对由调速器的不稳定调节造成的发电机输入机械功率的波动,以及由电网中无功功率和有功功率的突然变化引起的发电机机端电压幅值与相角的扰动,应用鲁棒控制原理设计励磁控制器,从而实现多机电力系统的分散协调控制。仿真研究的结果表明了这种控制策略的有效性。     

基于反馈线性化的超导磁储能装置控制器研究

以含超导磁储能SMES(SuperconductingMagneticEnergyStorage)装置的单机无穷大电力系统为研究对象,建立了其非线性数学模型。在此模型基础上,提出了一种基于反馈线性化方法和线性最优控制理论的SMES控制规律的简便设计方法。一个重要的特点是:在所构成的线性系统中,通过坐标变换引入了发电机机端电压,因此,可以方便地实现使用SMES同时对系统的功角和电压稳定进行控制。仿真结果表明该控制器对改善系统的阻尼特性和提高系统的电压稳定性都具有良好的控制效果,同时也验证了该控制器的可行性。     

Decentralized nonlinear coordinated excitation and steam valve adaptive control for multi-machine power systems

In this paper, a decentralized nonlinear coordinated excitation and steam valve adaptive control combined with a modified high-order sliding mode differentiator is designed for multi-machine power system stability enhancement. The proposed control scheme is based on Lyapunov’s direct method and requires only local information on the physically available measurements of relative angular speed, active electric power and terminal voltage with the assumption that the power angle and mechanical power input are not available for measurement. Each synchronous generator is considered as a classical fifth order model that includes turbine dynamics. The simplicity of the proposed scheme and its robustness with respect to large perturbations, change in operating point and parameter uncertainties constitute the main positive features. Simulation results in the case of the Kundur 4-machines 2-area power system show the effectiveness, robustness and superiority of the proposed scheme over the classical AVR/PSS.