TCSC模糊PID控制器的研究

控制器的优劣将直接影响FACTS(灵活交流输电系统)性能的发挥,因此,对控制系统的研究一直是FACTS技术的重点,可控串联补偿也不例外。文章总结了当前TC-SC(可控串联补偿)稳定控制策略与阻抗控制研究现状的基础,结合TCSC的基本运行特性及阻抗调节特性,在研究模糊控制以及PID控制基本理论的基础上,设计了TCSC的模糊自适应整定PID的阻抗控制器,克服了传统PID控制的不足,具有较强的鲁棒性,提高了控制质量。     

用于TCSC阻抗控制的单神经元自适应PID控制方法

可控串补(TCSC)的阻抗控制是整个串补装置成功与否的关键,而P1D控制是最为常用的阻抗控制方法.分析了常规PID控制在命令阻抗从同一阻抗阶跃到不同阻抗时鲁棒性不好的原因,探讨了PID参数在线调整的必要性.通过大量的数字仿真,总结出了PID控制参数与命令阻抗的规律:PID控制参数与阶跃响应前的阻抗状态无关,而与命令阻抗有关;闭环PID控制应作用于响应特性较慢的高阻抗运行区,命令阻抗越大,控制器的积分和微分环节作用越应加强,比例环节的作用越应减弱,命令阻抗越小,控制器的积分和微分环节的作用越应减弱,比例环节的作用越应加强.提出了用于TCSC阻抗控制的单神经元自适应PID控制方法.该方法通过自适应神经元对PID参数进行调整,与常规PID控制的仿真结果比较表明,该方法具有较好的鲁棒性,适用于不同的命令阻抗,具有较强的实用性.     

逆系统方法在TCSC稳定控制中的应用

简单介绍了基于坐标变换和反馈控制理论的一种反馈线性化方法－逆系统方法。运用逆系统方法将含可控串联补偿电容器（TCSC）的非线性电力系统线性化,并且对该线性化的系统运用具有二次型性能指标的线性最优控制方法设计了TCSC的稳定控制器,将其与用微分几何法和用直接大范围线性化法设计的控制器进行了比较,结果表明它们具有相同的控制效果,即均能提高电力系统的暂态稳定性。     

基于能量函数及PID算法的TCSC控制策略

可控串联补偿TCSC可以连续调节输电线路的阻抗、阻尼系统的振荡,提高系统暂态稳定性.首先,采用暂态能量函数TEF值对系统稳定性进行量化,推导出仅含支路信息的TEF对时间的导数表达式,以导数值最小为目标,制定系统中支路的TCSC装置控制策略.在此基础上,加入PID连续控制方式,提高TCSC的控制精度,精准调节TCSC对线路电抗的补偿值达到控制策略所得阻抗值.最后,在单机无穷大系统上进行仿真验证.结果表明:提高TCSC控制精度能够有效避免系统在大扰动后发电机首摆失稳,并能提高振荡收敛速度.推广至多机系统,仿真结果表明:该控制策略同样具有优越性.     

对TCSC 模型和阻抗提法的商榷

灵活交流输电系统(FACTS)技术在电力系统中有着广阔的应用前景,可控串联电容补偿(TCSC)便是FACTS家族的一个重要成员,针对TCSC基波阻抗提法不甚明确的现状,就稳态工作时的时域分析作了比较深入的研究。通过选取串联电流源型等值分析电路,经过严格的数学推导给出了唯一确定的公式定义,对当前研究文献中的一些说法提出了质疑和商榷。同时首次提出了串联电压源型研究模型选取不适的概念,并在Simulink集成环境中建立起仿真模型电路,通过其频域上的仿真结果与前述时域结果的对照分析,充分印证了该提法。     

对TCSC模型和阻抗提法的商榷

灵活交流输电系统(FACTS)技术在电力系统中有着广阔的应用前景,可控串联电容补偿(TCSC)便是FACTS家族的一个重要成员,针对TCSC基波阻抗提法不甚明确的现状,就稳态工作时的时域分析作了比较深入的研究.通过选取串联电流源型等值分析电路,经过严格的数学推导给出了唯一确定的公式定义,对当前研究文献中的一些说法提出了质疑和商榷.同时首次提出了串联电压源型研究模型选取不适的概念,并在Simulink集成环境中建立起仿真模型电路,通过其频域上的仿真结果与前述时域结果的对照分析,充分印证了该提法.     

基于模糊理论与常规PID控制的模糊PID控制方法研究

模糊控制与PID控制是工业控制中两种常用的控制方法,然而,随着工业控制系统的复杂程度及对控制精度要求的日益提高,单一的模糊控制或PID控制已无法适应并满足控制系统对复杂程度和控制精度的要求。通过深入分析模糊控制和PID控制的各自优势及不足,提出将模糊控制与PID控制相结合的模糊PID控制方法,仿真实例表明,模糊PID控制方法能有效减小系统的超调量,提高系统的响应速度,缩短系统的调节时间,大大增强了控制系统的动态性能。     

TCSC的次频阻抗特性

在假设可控串联补偿（TCSC）两端电压中工频分量和次频分量能够解耦的条件下,推导出了当在TCSC的基波电压上叠加一个微小的次同步频率分量电压的情况下,TCSC等效次频阻抗表达,式此基础上,分析了TCSC抑制次同步谐振的机理,分析表明,TCSC对次同步频率分量呈现正电阻特性,共抑制SSR的机理在于电阻效应和电感效应等的综合作用。仿真结果证实了 频模型分析结果的正确性。     

用于TCSC阻抗控制的积分投切式PID控制方法

可控串补(TCSC)的阻抗控制是整个串补装置成功与否的关键。文中分析了常规比例积分微分(PID)控制在命令阻抗从不同阻抗阶跃到同一阻抗时鲁棒性不好的原因，得出了常规PID控制的效果主要与接到阻抗阶跃命令后命令阻抗和测量阻抗所包围的第一块面积有关的结论，并据此提出了一种实用的积分投切式PID阻抗控制方法。该方法在接到阻抗阶跃命令后切除积分环节，而在测量阻抗第一次超越命令阻抗时才投入积分环节。与常规PID控制的仿真结果比较表明，该方法在响应各种阻抗阶跃命令时具有较强的鲁棒性、良好的动态和静态性能，能满足工程要求。     

基于暂态稳定控制的TCSC装置特性研究

应用数字仿真（EMTDC/PSCAD）和动态模拟实验（15 kvar物理模型）对比研究了超高 压可控串联补偿（TCSC）与电力系统暂态稳定控制有关的一些重要的动态特性。通过数字和 物理 仿真分析了不同同步信号（电容电压同步和线路电流同步）、不同控制模式（阻抗开环和阻 抗闭环控制）对TCSC装置动态品质的影响;提出并实现了TCSC装置硬件阻断（block）与旁 路（bypass）工作模式。提出了TCSC在容性与感性区间内实用的平稳转换两步骤方法,以及 避免故障下TCSC失控和减小电容器直流分量的控制策略。     

可控串联电容补偿非线性PID控制器

论述了一种晨线性控制理论为可控串补装置设计的新型控制器。这种控制器不依赖于被控系统的模型,采用当地信号实现控制,结构简单。仿真结果表明：这种控制器不但能快速调节容抗,增加系统阻尼,改善系统稳定性,并且有较强的适应性,鲁棒性。     

一种基于线性二次最优控制的PID参数优化方法

时域分析法和频域分析法是设计控制系统的两种基本方法,对应同一物理系统,两种方法之间必然存在一定的联系。本文通过对基于时域状态空间描述的线性二镒最优控制系统和基于输出反馈的频域ＰＩＤ控制系统的对比分析,提出一种由ＰＩＤ动态补偿网络实现线性二次最优控制的方法,仿真结果验证了该方法的合理性。     

模糊PID在PLC过程控制系统中的应用研究

分析了二阶液位过程控制系统的组成与特点,采用S7—300PLC实现了常规PID与模糊PID控制策略,给出了两种控制方案的比较结果,并在Wincc上位监控系统中实时显示,得出了模糊PID在过程控制中的优势。     

基于PLC模糊PID自整定控制算法的研究与应用

本文以蒸汽锅炉汽包液位控制为例，阐述自动化控制系统的构成，并对模糊PID控制方面进行了剖析，通过模糊PID对锅炉汽包液位的自动控制，以确保锅炉安全、正常运行,提高控制精度,减少运营成本，增加经济效益。     

基于最优变目标策略的TCSC与励磁系统协调控制

发电机励磁系统以及可控串联电容补偿器(thyristor- controlled series capacitor,TCSC)对远距离输电系统的稳定性影响很大。基于最优变目标控制(optimal variable aim control,OVAC)理论,提出了TCSC与励磁系统协调控制的方法。首先针对含有TCSC的单机无穷大系统的非线性模型,建立了状态空间方程;然后利用最优变目标控制理论推导出了TCSC与励磁系统的协调控制规律;最后利用算例进行了仿真验证。仿真结果表明,该策略提高了系统阻尼,有效地抑制了系统的功率振荡,改善了系统的稳定性。     

可控串联补偿控制系统的设计及实现

介绍了可控串联补偿装置的基本结构及其对控制系统的要求，设计并实现了符合控制要求的可控串联补偿控制系统，系统包括触发器和控制器的软硬件，TCSC控制系统的功能采用模块化设计，具有较高的通用性和可扩展性，设计实现了可控串补偿装置在3种不同的工作模式下灵活快速地转换，给出了控制器的实验结果。     

微分几何法与逆系统法在TCSC稳定控制中应用

介绍了基于坐标变换和反馈控制理论的2种反馈线性化方法,即微分几何法、逆系统法,提出无论在单变量还是在多变量仿射非线性系统中,微分几何法与逆系统是一致的,逆系统法更直接,更适合于工程应用。运用逆系统法推导了TCSC稳定控制器的控制原理,并与用微分几何法和用直接大范围线性化法设计的控制器进行比较,表明它们具有相同的控制效果,即均能提高电力系统的暂态稳定性。     

用于TCSC阻抗控制的免疫反馈PID控制方法

分析了常规PID控制应用于可控串补(TCSC)的阻抗控制时在TCSC的命令阻抗从不同阻抗阶跃到同一阻抗的情况下其鲁棒性差的原因,借鉴生物免疫系统的免疫响应调节机理,提出了一种用于TCSC阻抗控制的免疫反馈PID控制方法,该方法不改变传统PID控制器的结构,其中的免疫反馈响应速度可通过调整控制系统自身的参数进行调节,因而具有较强的实用性.免疫反馈PID控制与常规PID控制的仿真比较结果证明,文中提出的控制方法在响应各种阻抗阶跃命令时具有较小的超调量和较快的响应速度,并能快速消除偏差,具有良好的动态和静态性能,能满足实际工程的要求.