基于目标全息反馈的统一潮流控制器非线性控制设计

为提高统一潮流控制器（UPFC）控制系统动、静态响应品质,针对UPFC非线性控制系统,给出了一种基于目标全息反馈的控制设计方法。运用目标全息反馈控制设计方法,首先,选取原UPFC控制系统中的控制目标为目标状态量,建立目标状态量动态方程,将原系统控制目标变换到线性空间;然后,对线性空间求取线性最优反馈控制规律,从而使控制目标在性能指标中得到充分约束,使所推导的控制规律包含全部控制目标的反馈信息;最后,将所求取的线性反馈控制规律反解到原非线性系统,以此完成UPFC目标全息反馈控制设计。仿真结果表明,运用目标全息反馈所设计的UPFC控制系统能够很好地跟踪各控制目标,有效解决接入点电压静态偏移的问题,控制系统动、静态品质优越,有效改善了电力系统的暂态稳定性。     

基于目标全息反馈的发电机非线性综合控制设计

针对多输入非线性控制系统提出了目标全息反馈非线性控制设计方法，该方法将非线性控制系统的全部控制目标转换到线性空间中，使控制目标均在性能指标中得到约束，因而推导的控制规律包含所有控制目标的反馈信息。运用这种设计方法，针对凝汽式发电机，提出了发电机励磁与汽门目标全息反馈非线性综合控制规律。仿真结果表明：在该控制规律的作用下，发电机具有良好的汽门与电压调节特性，不会因为调压或者调功而产生静态偏移，改善了发电机的输出特性。     

基于目标全息反馈的发电机非线性综合控制设计

针对多输入非线性控制系统提出了目标全息反馈非线性控制设计方法，该方法将非线性控制系统的全部控制目标转换到线性空间中，使控制目标均在性能指标中得到约束，因而推导的控制规律包含所有控制目标的反馈信息。运用这种设计方法，针对凝汽式发电机，提出了发电机励磁与汽门目标全息反馈非线性综合控制规律。仿真结果表明：在该控制规律的作用下，发电机具有良好的汽门与电压调节特性，不会因为调压或者调功而产生静态偏移，改善了发电机的输出特性。     

基于目标全息反馈法的发电机非线性励磁控制设计

针对单输入非线性控制系统，提出了一种目标全息反馈的非线性控制设计方法(NCOHF)，以解决非线性控制系统的多目标控制问题。该方法可将非线性控制系统的多目标控制问题转化到线性空间中，并均在性能指标中得到约束，从而控制规律包含全部控制目标的反馈信息，形成目标全息反馈的思想。将这种设计思想运用于发电机非线性励磁控制设计中，分别设计得出2种均以机端电压、有功功率和角速度为控制目标的目标全息反馈非线性励磁控制规律(NECOHF)。仿真结果表明：这2种控制规律不仅能有效地镇定发电机的机械振荡，改善系统的稳定性，而且能很好地解决发电机输出特性的控制精度问题。     

基于目标全息反馈的STATCOM/SMES非线性多目标协调控制

为实现静止同步补偿器（STATCOM）与超导磁储能系统（SMES）的有效集成,选用STATCOM的PMW控制角θ和STATCOM滞后系统电压角α为控制量,建立新型STATCOM/SMES装置数学模型,有效解决STATCOM有功功率补偿不足的问题;借助非线性多目标全息反馈控制原理,选取7个跟踪状态目标,完成STATCOM/SMES协调控制策略设计,得到包含全部控制目标反馈信息的非线性控制律u,并利用单机无穷大系统进行暂态仿真。仿真结果表明,该控制策略能充分发挥STATCOM/SMES装置的快速有功、无功功率补偿功能,改善发电机输出特性,保障电能传输质量,提升系统的动、静态协调控制性能。     

统一潮流控制器的非线性控制

通过独立控制线路的有功和无功功率,统一潮流控制器(UPFC)能够大大提高线路的传输能力。为实现这一目标,装置需要尽可能快的动态响应速度和稳定性。文中提出一种适用于UPFC装置的非线性控制策略,该控制器的理论分析基于同步旋转坐标系,充分考虑了UPFC模型的非线性特点,采用反馈精确线性化的方法进行分析。在此基础上设计得到的控制器较之传统的PI控制和解耦控制策略具有更好的稳定性和更快的动态响应。在EMTDC/PSCAD平台下的仿真结果验证了这种控制策略的优越性能。     

大型汽轮发电机组目标全息反馈非线性综合控制设计

应用目标全息反馈法(NCOHF)来处理大型汽轮发电机组的非线性综合控制问题.根据NCOHF的原理,非线性控制设计过程并没有涉及高压缸,中压缸、低压缸和中间再热器的动态方程,因而设计十分简单.同时指出,高压缸、中压缸、低压缸和中间再热器的动态方程组成了稳定的零动态子系统,因此无需被非线性设计过程考虑.在设计中,通过反馈系数的选择,提出的控制规律能有效配置系统在平衡点附近的极点.仿真结果进一步证实了提出方案的有效性.     

基于多目标静态模糊模型的分布式电源规划

提出静态模糊多目标模型。对分布式电源(distributedgeneration,DG)在输配电系统的选址定容和技术比重进行优化。模型对包括经济属性、技术属性以及环境属性在内的冲突性及竞争性的目标函数进行优化。其中,经济目标函数是分布式发电商售电取得的利润,并考虑了DG的边际收益;技术目标函数是技术参数超出技术标准范围的风险值加权总和的最小化;环境目标函数是污染排放物的最小化。提出的DG规划框架考虑了6种分布式技术的特性,并利用模糊数来研究系统的不确定性,包括负荷需求、电力价格、DG运行成本以及投资成本,并通过IEEE37节点算例验证该规划模型的正确性和有效性。     

基于目标全息反馈的STATCOM与发电机励磁的多目标非线性协调控制

针对以往静止同步补偿器（STATCOM）数学模型具有较多约束条件的问题,以STATCOM内部并联电容的直流电压Udc为切入点,采用STATCOM的脉冲控制角 和STATCOM超前系统电压角 为控制量,提出一种新型的STATCOM数学模型。借助非线性多目标控制设计理念,选取6个跟踪状态目标;基于目标全息反馈控制原理,将非线性系统的多目标控制问题转换到线性系统中,得到包含全部控制目标反馈信息的非线性控制律 ,完成了凸极式发电机励磁与STATCOM协调控制策略的设计,并通过单机无穷大系统对其进行暂态仿真。仿真结果表明：利用目标全息反馈非线性控制设计方法设计的协调控制律能较好地改善发电机的输出特性,有效地抑制系统电压的静态偏移,改善电力系统的暂态稳定性,提升系统协调控制的动、静态性能。     

基于目标全息反馈的励磁滑模控制

应用目标全息反馈法将系统中非线性因素转换到含有控制输入的状态方程中,转换后的系统中非线性因素转移到最后一阶方程中,然后使用最优反馈法来求得系统的滑模切换面的行向量.为抑制滑模控制器可能出现的抖振现象,故用饱和函数取代了符号函数.最后MATLAB的仿真结果证明了该方法的有效性.     

UPFC新型多指标控制设计

针对统一潮流控制器（UPFC）控制系统模型及其控制性能中动、静态品质协调不足的问题,提出一种基于微分代数系统控制理论下的UPFC新型控制系统模型。并结合非线性控制设计中多指标控制设计理念,选取多个目标状态量线性组合为输出函数,运用微分代数系统控制设计方法,设计了统一潮流控制器（UPFC）的新控制策略。最后在单机无穷大系统上对其进行暂态仿真。仿真结果表明,所设计的微分代数控制系统能够很好地解决接入点静态偏移的问题,并有效地控制节点电压和线路的潮流,改善了电力系统的暂态稳定性。     

UPFC新型多指标控制设计

针对统一潮流控制器(UPFC)控制系统模型及其控制性能中动、静态品质协调不足的问题,提出一种基于微分代数系统控制理论下的UPFC新型控制系统模型。并结合非线性控制设计中多指标控制设计理念,选取多个目标状态量线性组合为输出函数,运用微分代数系统控制设计方法,设计了统一潮流控制器(UPFC)的新控制策略。最后在单机无穷大系统上对其进行暂态仿真。仿真结果表明,所设计的微分代数控制系统能够很好地解决接入点静态偏移的问题,并有效地控制节点电压和线路的潮流,改善了电力系统的暂态稳定性。     

UPFC与发电机励磁多指标协调控制设计

针对统一潮流控制器(UPFC)与同步发电机励磁控制系统,结合控制系统控制特性及多指标控制设计理念,选取多个目标状态量线性组合为输出函数,运用多指标非线性控制算法,设计了统一潮流控制器(UPFC)的新控制策略,最后在单机无穷大系统上对其进行暂态仿真.仿真结果表明,所设计的多指标协调控制系统能够很好的解决接入点静态偏移的问题,并有效地控制节点电压和线路的潮流,改善了电力系统的暂态稳定性.     

基于目标全息反馈法的单输入多输出控制系统极点配置

该文深入研究目标全息反馈非线性控制(nonlinear control with objective holographic feedbacks,NCOHF)设计方法在单输入多输出(single input multiple output,SIMO)控制系统中发挥作用的机理。鉴于线性系统是非线性系统的特例,将NCOHF设计方法用于线性控制系统中。详细讨论NCOHF设计方法配置系统极点的原理和解决目标量跟踪精度的本质。基于Hartman-Grobman定理,得出其非线性控制设计实质,即：通过非线性反馈对非线性控制系统在平衡点附近进行极点配置,通过反馈系数对目标量分别约束,从而迫使目标量收敛于各自的参考轨迹。以发电机励磁控制系统为例,给出应用实例,提出目标全息反馈非线性励磁控制(NECOHF)设计方案。仿真结果表明：通过极点配置进行设计,使得发电机具有良好的输出特性。     

应用目标全息反馈和ESO的励磁控制器设计

为了改善发电机励磁控制器的性能,应用目标全息反馈将仿射非线性系统方程中的非线性因素转换到含有控制输入的状态方程中,并得到对应的Brunovsky标准型.由于转换后的系统中非线性因素都包含在虚拟控制输入的方程中,可以通过构造二阶的ESO来观测系统中未知扰动并将其反馈线性化,进而得到线性模型.然后使用极点配置法来求得系统的线性部分的反馈增益系数.为验证文中方法的有效性,在MATLAB上进行仿真试验,仿真结果证明了该方法的可行性.     

基于多目标进化算法的统一潮流控制器稳定控制器鲁棒运行点选择

针对多机电力系统中UPFC稳定控制器鲁棒运行点的选择问题,提出了综合考虑UPFC装置向系统提供阻尼以及受控电力系统本身阻尼两个目标的选择方法,将该问题转化为一个多目标问题,并提出求解该问题的相应多目标进化算法（MOEA）,该算法基于Pareto排序选择方法,采取模糊修正、小生境算子、精英选种策略等技术,具有收敛速度快等优点.最后通过对新英格兰电力系统的仿真分析,验证了多目标进化方法在选取UPFC稳定控制器鲁棒运行点问题上的有效性.     

水电站励磁系统参数优化研究

由于电网建设与电源建设、负荷发展存在时间差,现有网架结构和地区用电负荷可能难以满足大型能源基地电能送出的需求。为了解决这一问题,提出了1套电力系统稳定器(power system stabilizer,PSS)的参数优化方案。在综合考虑系统需求及机组稳定性的基础上,通过增加1级超前滞后环节来改善本机PSS的频率特性,找出影响电能送出的振荡模式,针对该模式对机组励磁系统进行重点相位补偿。优化参数比原始参数具有更平缓的幅频特性和较大的临界增益。采用电力系统综合分析程序,分别通过时域仿真和现场试验的方法,验证了该电站开机极限功率在2010年夏季丰水期方式下可以由1765MW提高到2900MW。研究结果表明:优化并网机组PSS的参数可有效改善系统的动态稳定水平,提高电网的外送能力。     

一种基于潮流追踪的电力系统无功控制分区方法

提出了一种基于潮流追踪和凝聚算法的电力系统无功控制分区方法。该方法通过无功潮流追踪,确定无功源节点对各个节点无功输入的贡献比例,以此量化系统节点之间的无功耦合程度。在此基础上,定义了节点之间的距离,进而采用凝聚算法对系统所有节点进行聚合,并确定最优分区数目。IEEE 39节点和IEEE 118节点系统的分析计算验证了所述方法的有效性。所得无功控制分区能使分区内部的无功功率基本平衡,且能随系统运行条件的变化而变化。所提分区方法计算便捷,在实际系统中具有一定的应用价值。     

提高“机械工程控制基础”课程教学质量的探讨

如何加强课堂教学质量和效果,培养具备创新思维的优秀人才,是当前高校机械类专业教学改革的主要目标。"机械工程控制基础"是机械类专业的基础必修课。针对教学中出现的一系列问题和矛盾,在充分利用现有教学资源的基础上,从教学内容、教学方法、实践环节和考核制度四个方面进行教改完善,不断提高课程的教学质量和水平。     

风电高风险爬坡有限度控制

随着风电规模的不断增大,大规模高集中风力发电出力高风险爬坡事件发生的可能性不断增大,研究爬坡事件的有限度控制已越来越迫切。该文提出了基于极端天气发展过程和风机控制性能的机组状态分类方法,将爬坡过程中的风机分为六类;提出了应对大规模高集中风电爬坡的有限度控制方法框架,将有限度控制过程分为预防控制、爬坡控制和恢复控制三个阶段;给出了爬坡控制方法,结合机组状态分类以及优先级顺序对风电基地内的所有风机进行协调控制,提高风电基地出力的可控性和确定性,同时考虑预防控制对爬坡控制的改善作用。仿真结果表明,通过协调不同机组状态风机的出力,风电基地出力能够有效跟踪计划出力曲线,验证了上述方法的有效性。