基于计算智能的多个阻尼控制器协调设计

对电力系统中多个FACTS阻尼控制器之间以及与电力系统稳定器之间的协调设计进行研究，提出序优化和遗传算法相结合的智能计算方法解决阻尼控制器参数的鲁棒最优整定。根据矩阵的迹和其特征值的关系提出一种易于计算的近似目标函数，利用序优化方法评估对比各个解之间的优劣。遗传算法中个体的适应度由序优化方法排序确定，并给出线性排序选择算子，可以大大加速评估和选择的过程，减少计算量，提高效率。给出了基于智能计算方法协调设计多个阻尼控制器的流程．对新英格兰系统的仿真结果验证了设计方法的有效性．     

基于能量函数的多机系统暂态过程励磁控制研究

采用最优控制系统综合的李雅普诺夫方法研究多机系统暂态过程励磁非线性控制，考虑了控制系统的非线性结构，控制量的有界约束和整个系统的动态品质，获得的控制规律具有较好的解耦和鲁棒特性，仿真结果检验了方法的正确性和有效性。     

电力系统阻尼特性分析与研究

分别从单机、多机电力系统线性化状态空间模型出发,证明了线性反馈励磁条件下,开环和闭环系统的总阻尼相等、轻载和重载工况下总阻尼相等,即一般电力系统具有阻尼守恒性。通过分析影响总阻尼的诸多因素,得出快速励磁是提供系统强阻尼主要保证,特征值计算和动态仿真证实了快速励磁可以显著改善电力系统小干扰稳定性。由于在不同负荷水平下,系统的总阻尼保持不变,所以只要励磁校正恰当,重负荷不会恶化系统阻尼。最后基于阻尼守恒性,指出在电力系统尤其是多控制器复杂电力系统中存在阻尼竞争现象,阻尼协调既非常必要又有较大难度。     

电力系统阻尼特性分析与研究

分别从单机、多机电力系统线性化状态空间模型出发,证明了线性反馈励磁条件下,开环和闭环系统的总阻尼相等、轻载和重载工况下总阻尼相等,即一般电力系统具有阻尼守恒性.通过分析影响总阻尼的诸多因素,得出快速励磁是提供系统强阻尼主要保证,特征值计算和动态仿真证实了快速励磁可以显著改善电力系统小干扰稳定性.由于在不同负荷水平下,系统的总阻尼保持不变,所以只要励磁校正恰当,重负荷不会恶化系统阻尼.最后基于阻尼守恒性,指出在电力系统尤其是多控制器复杂电力系统中存在阻尼竞争现象,阻尼协调既非常必要又有较大难度.     

考虑信息结构约束的多机系统励磁控制协调

提出了一种考虑信息结构约束时协调设计励磁控制器的新方法.首先基于信息结构的概念,将控制器的设计转化为特定信息结构下的最优控制问题,然后将推广的最小误差激励法用于该问题的求解,从而求出反馈增益矩阵.仿真结果表明,与分散协调励磁控制相比,引入有价值的远方信号所得到的励磁控制策略能够增强阻尼,提高系统稳定性.     

考虑信息结构约束的多机系统励磁控制协调

提出了一种考虑信息结构约束时协调设计励磁控制器的新方法。首先基于信息结构的概念,将控制器的设计转化为特定信息结构下的最优控制问题,然后将推广的最小误差激励法用于该问题的求解,从而求出反馈增益矩阵。仿真结果表明,与分散协调励磁控制相比,引入有价值的远方信号所得到的励磁控制策略能够增强阻尼,提高系统稳定性。     

多机系统线性多变量最优励磁与线性最优PSS的设计与比较

线性多变量最优控制和AVR PSS是2种常用的励磁策略。在传统观念和以往文献中认为,前者的控制效果优于后者。指出以往的研究和认识忽略了两者的可比性,导致对比结果不够公正、严谨。基于相同的优化理论、性能指标,并使用相同的加权矩阵和迭代算法,在多机系统下分别设计了反馈4个量的多变量最优励磁控制器和附加反馈1个量的线性最优PSS。对2种励磁策略在小干扰稳定、非线性动态行为和暂态稳定极限方面进行对比分析,发现线性最优PSS尚能略显优势。阐述了励磁控制对比研究时应该注意的一些问题。     

利用适应型励磁控制抑制局部小电力系统低频振荡

以实际小电力系统为研究对象,通过计算机仿真揭示了在局部小电力系统中,由于水电厂调速系统参数设置 不当也会出现低频振荡现象。在仿真分析的基础上,为系统运行提供了合理设置水电厂调速系统参数的方 案;并结合适应型励磁控制进行了抑制低频振荡的仿真运算分析。     

励磁系统的辅助阻尼控制研究

利用鲁棒控制理论并结合广域测量技术,采用集中或分散控制策略进行励磁系统的辅助阻尼控制器设计。当远端信号实时可测时同时利用远端和局部信号作为反馈输入;反之只利用局部反馈信息。利用参与相量和留数进行控制器的定位及远端信号的选取之后,采用具有极点配置约束的频域整形方法进行控制器鲁棒综合,并选取线性矩阵不等式(linear matrix inequalities,LMI)解法进行数值求解。4机电力系统的仿真结果验证了设计的控制器的有效性和鲁棒性。     

低频振荡过程中励磁系统阻尼特性分析方法

基于相量测量装置(PMU)实测数据,通过对励磁电流振荡分量和机组转速(频率)振荡分量进行相关性分析,提出了一种机组振荡过程中励磁系统(含主控制和附加控制)整体阻尼特性的计算方法.该方法不依赖于励磁系统及其控制参数的准确性.实际算例表明,所述方法能够检验励磁系统及其控制参数的合理性,并为负阻尼低频振荡源的定位分析和控制提供可靠参考.     

多机电力系统变结构励磁控制器的设计研究

基于多机电力系统的非线性模型,利用状态反馈精确线性化方法和变结构控制理论,提出了一种新的电力系统变结构励磁控制器设计方法。在设计中取消了参考机,并实现了多机系统的分散控制。3机系统的仿真结果表明,提出的变结构励磁控制器可以有效地改善系统在大干扰下的暂态稳定性。     

Stabilization of multi-machine power systems by coordinated excitation control of multiple adjustable-speed generator/motors

Since an adjustable-speed generator/motor (ASGM) is excited by ac voltage fed by a quick-response cyclo-converter, rotating speed of the rotor can be constantly changed. The ASGMs installed at some pumped-storage power stations achieve automatic frequency control during nightly demand troughs by changing the pumping power to accord with the rotating speed. It is expected, on the other hand, that under peak generation during the day, the ASGM will be used for enhancement of transient stability because it can generate or absorb active and reactive power independently via the ac excitation voltage control. This paper proposes a novel control method for the excitations systems of ASGM that will improve the transient stability of multi-machine power systems like multiple ASGMs. The controller, which is designed for an energy function, works well for stability enhancement. To gauge it against conventional excitation control of synchronous generators and against constant output power control of ASGMs, the effectiveness of the proposed method is simulated in digital trials. © 1997 Scripta Technica, Inc. Electr Eng Jpn, 118 (4): 10–19, 1997     

基于Hamilton能量整形的多机电力系统励磁控制

基于广义Hamilton理论,提出将非线性微分-代数系统表示为一种改进的Hamilton系统的实现方法.通过重构结构矩阵,对所提系统的Hamilton函数进行能量整形,给出了镇定控制器的设计方法.以此为基础,研究了结构保留多机电力系统的Hamilton实现问题,运用能量整形方法,提出了可作为系统Lyapunov函数的H...     

基于改进射影控制的互联系统附加励磁控制器设计

针对大型互联网络区域间存在低频振荡现象,且一般设计出的附加励磁控制器阶数高、控制效果不理想,在射影控制基础上做出改进,设计出改进射影控制器应用于互联系统的附加励磁控制。首先通过总体最小二乘-旋转不变技术参数估计算法辨识出系统的振荡模态;根据极点配置得到系统的状态反馈矩阵。然后利用射影控制原理,在射影控制器保留p阶主导特征值基础上,又保留了r阶特征值。通过对可调矩阵P0的调节控制系统干扰矩阵 的特征值范围,降低系统原有振荡模式的影响。在PSCAD/EMTDC中的一个四机两区域模型中对无附加控制器、基于观测器-控制器和改进射影控制器控制下的系统进行短路故障和不同时滞下的仿真实验。结果表明,所设计出的改进射影控制器具有更好的阻尼特性和动态效果,且受时滞变化影响较小,具有较好的工程实践性。     

电力系统阻尼特性规律探索

为了探索电力系统阻尼特性规律,给出了电力系统小干扰稳定模型的一般形式,推导了考虑发电机励磁控制作用、定子侧电阻及线路电阻等情况下单机-无穷大系统小干扰分析线性化数学模型.利用特征分析法,分析了定子侧电阻对振荡模式阻尼的影响,振荡模式总阻尼的守恒现象,阻尼守恒成立的基本条件,阻尼在不同振荡模式之间的传递规律.结果表明:随着励磁放大倍数的增加,系统机电模式阻尼减少,系统阻尼由机电模式流向非机电模式;系统引入电力系统稳定器(PSS)后,系统机电模式总阻尼随着PSS放大倍数的增加而增加,系统阻尼从非机电模式流向机电模式.     

基于分散控制理论的多机系统低频振荡抑制

常规的电力系统低频振荡抑制措施是在发电机励磁系统中加装电力系统稳定器(PSS),然而它在多机电力系统中的应用并没有充分的理论研究.将大系统分散控制原理应用于多机电力系统低频振荡抑制问题,只要分散阻尼控制器(DDC)的阶数足够高,分散闭环控制系统的低频振荡模态总可以在复平面内任意配置.分析了PSS与DDC的关系,论证了PSS是DDC的一种特殊形式,因而从理论上说明了DDC比PSS优越.将DDC的优化配置表示为一个带不等式约束的非光滑优化问题并用遗传算法求解.以新英格兰测试系统和我国西北电网为算例的计算结果表明,在发电机励磁系统中加装DDC是一种有效的低频振荡抑制新措施.     

电力系统分散协调多目标优化励磁控制

介绍了多机电力系统分散协调励磁控制的建模方法,利用相关特性法优化计算权矩阵,在希望的系统阻尼比和适当的机端电压反馈系数的共同约束下,求解Levine-Ahlans方程组得到最优反馈系数。对一个典型复杂系统(EPRI-36系统)进行了分散控制结构约束下的全局励磁调节反馈系数优化计算。根据所得优化计算结果,使用电力系统分析综合程序(PSASP6.2)用户自定义功能对求取的励磁规律建摸、仿真。给出了Levine-Athans方程组的解和基于此解的仿真结果。