高压直流输电系统的自抗扰控制方法

对象模型的不确定性和状态量微分信号难以提取一直是阻碍基于确定性模型的HVDC非线性控制方法投入实际应用的因素。文中将非线性自抗扰方法应用于HVDC系统的控制，利用非线性变换将HVDC详细模型进行反馈线性化，提出了基于非线性自抗扰控制的整流侧定电流和逆变侧定熄弧角控制方法。数字仿真表明，该控制方法适用于较大的模型不确定性和内外扰动，具有很强的鲁棒性。     

高压直流输电系统换流站鲁棒自适应输出反馈控制

针对高压直流输电系统，设计了一种鲁棒自适应输出反馈控制器。首先，将高压直流输电系统换流站动态模型转换成用输入-输出表示的非线性系统。然后，利用自适应非线性阻尼项来抑制系统的非线性动态不确定性和未知有界扰动，应用Lyapunov稳定性理论构造出控制器和自适应参数的表达式。Lyapunov稳定性分析结果表明，文中所提出的控制器保证了闭环系统的稳定性。最后，将设计的控制器应用到一个3机直流输电系统中，仿真结果表明，与传统的PI控制器相比较，文中控制器可大大提高系统的稳定性和鲁棒性。     

高压直流换流站分散鲁棒自适应控制器的设计

针对高压直流输电系统(HVDC)，提出了一种换流站的分散鲁棒自适应控制器的设计方法。设计中引入自适应非线性阻尼项来抑制系统非线性不确定参数和未知有界干扰的影响，同时采用反演设计方法来克服控制器设计的复杂性，最后获得高压直流输电系统换流站的分散鲁棒自适应控制策略的一般表达式，并提供了整个系统的稳定性证明。所得控制器仅利用本地测量量实现，控制策略具有分散性和适应性。通过NETOMAC数字仿真，仿真结果证明该控制器比常规的PI控制器具有更好的控制效果。     

高压直流输电系统故障诊断新方法

提出了一种新的故障跟踪估计器来诊断高压直流输电（HVDC）系统中的故障。考虑到随机噪声对测量结果的影响，首先采用协同（Consensus）滤波器对HVDC系统的输出滤波，然后根据HVDC状态方程引入一个新的参数———虚拟故障，来构建故障跟踪估计器。根据预测控制中的滚动优化思想，选取优化时域，并根据故障跟踪估计器的输出电压和HVDC实际电压的差，通过反复迭代运算来调节虚拟故障，使虚拟故障逼近系统中实际发生的故障，从而对故障进行分类。与基于神经网络等方法的故障诊断不同的是，该设计方法不但可以检测出故障，还可以估计出故障函数，针对不同类型的故障也可以很好地进行诊断。最后针对不同类型故障的仿真结果表明了该算法的可行性和有效性。     

水轮机调节系统自适应滑模控制策略

水轮机系统惯性参数是影响水轮机调节系统动态特性的重要参数，传统控制方法大都是基于水轮机及其引水系统近似简化模型，很难改善水轮机调节系统动态特性。应用径向基函数神经网络逼近水轮机及其引水系统非线性特性，利用李雅普诺夫稳定性理论设计并证明水轮机系统惯性参数自适应估计律，设计了一种基于水轮机系统非线性特性和惯性参数估计的滑模鲁棒控制器，并完成仿真实验。仿真结果表明，该滑模鲁棒控制水轮机调节系统具有较高的跟踪精度、控制器输出抖振较小等优点，为水轮机调节系统高精度转速跟踪提供有效参考。     

南方电网多直流调制控制的交互影响与协调

受限于现有的小扰动分析软件无法对高压直流输电系统（HVDC）控制回路建模，直流控制器的分析和设计严重依赖于时域仿真，无法获得对于控制器性能的机理性认识。文中利用NETOMAC仿真软件中NEVA的自定义控制器功能，定义了新的HVDC控制回路模型。利用根轨迹技术，分析了2008年度南方电网3回直流调制采用广域信号反馈控制时各自的不同性能，发现了由于HVDC调制引发的模态谐振现象，这种现象的存在使得直流调制控制的阻尼效果被削弱。最后，提出一种利用多直流协调控制消除模态谐振的方案，并通过NETOMAC的时域仿真加以验证。     

非线性励磁控制中输出函数对系统性能的影响

发现在进行非线性系统的非线性控制设计时，状态方程中输出函数的选取对线性化以后系统状态方程的形式有很大的影响，进而影响到所设计的控制器性能。在此研究结果的基础上，改进了电力系统非线性控制器的设计方法，可以在统一的非线性控制设计框架下同时对多个状态量的性能指标提出要求，兼顾受控系统多个状态量的响应特性，使系统的动态性能和静态性能能够很好地协调，实现高性能的非线性控制。将改进的设计方法应用于发电机组的励磁控制，采用逆系统非线性控制原理设计了一种具有综合性能指标的非线性励磁控制规律。将所设计的多指标非线性励磁控制律用于单机无穷大电力系统的同步发电机组中进行仿真实验，其结果表明所提出的控制器不仅能明显地提高发电机的动态稳定性，而且能准确地将发电机的端电压控制在其给定值上运行，不会因受扰而发生偏移。     

高压直流输电典型控制系统的研究

高压直流输电系统的可靠运行依赖于其控制系统的正确应用,对此在阐述高压直流输电的基本原理及其控制的基本原则以及基于CIGRE直流输电标准测试系统的基础上,详细研究HVDC典型控制系统的结构,探讨采用软件PSCAD /EMTDC 研究交流系统故障时HVDC控制器的响应特性及控制系统的动态过程.     

高压直流输电系统非线性变结构控制器的设计

为了进一步改善高压直流（HVDC）输电系统的性能，采用在逆变侧定无功电流控制方式代替传统的定熄弧角控制，并将现代控制理论中非线性系统的状态反馈精确线性化方法与线性系统的变结构控制理论相结合，设计了非线性变结构控制器。仿真结果表明，所设计的新型控制器能够改善直流系统的性能，并提高交流系统的电压稳定性。     

静止移相器的非线性L2增益干扰抑制控制

静止移相器既可以用于优化潮流，也可以提高系统的暂态稳定性。文中首先构造了含静止移相器的电力系统鲁棒模型，然后在耗散系统理论下，利用递推方法构造存储函数，从而推导出了一种非线性的L2增益意义下的干扰抑制控制器。这种控制器很好地反映了系统的非线性特征，并使系统对干扰到输出的L2增益有限。仿真结果表明在该控制器作用下，闭环系统能很好地抑制干扰，特别在大干扰条件下能很快恢复稳定。     

静止移相器的非线性L增益干扰抑制控制

静止移相器既可以用于优化潮流，也可以提高系统的暂态稳定性。文中首先构造了含静止移相器的电力系统鲁棒模型，然后在耗散系统理论下，利用递推方法构造存储函数，从而推导出了一种非线性的L2增益意义下的干扰抑制控制器。这种控制器很好地反映了系统的非线性特征，并使系统对干扰到输出的L2增益有限。仿真结果表明在该控制器作用下，闭环系统能很好地抑制干扰，特别在大干扰条件下能很快恢复稳定。     

基于不精确模型的同步电机非线性励磁控制

基于输电系统中同步电机的不精确励磁非线性模型，采用非线性控制 理论中的全局线性化方法和滑动模态控制方法，导出一个非线性切换控制律， 并用它设计出电力系统新型的非线性励磁控制器。针对单机无穷大系统进行数 字仿真实验，结果表明，该励磁控制器能良好地改善系统的动态响应特性，且 具有良好的鲁棒性。     

HVDC模糊协调阻尼控制器的设计

分析了区间振荡和暂态能量函数的关系，通过削减系统的区间振荡暂态能量为控制目标来制定阻尼控制策略，设计了高压直流（HVDC）模糊逻辑协调控制器，以提高交直流并联电力系统动态稳定性水平。该控制方案不需要精确的模型参数，充分考虑HVDC系统整流侧直流电流调制和该侧发电机的励磁控制特性，通过模糊规则去协调两个控制系统，实现对系统低频振荡的有效抑制。仿真结果表明，该控制器能有效提高交直流并联系统的动态稳定性水平。     

近似逆系统方法应用于HVDC的有源直流滤波器

谐波治理是高压直流(HVDC)输电的关键技术之一。文中分析了应用在HVDC直流侧的有源直流滤波器的工作原理，从跟踪控制的角度出发，选取谐波源电流作为检测对象，把补偿电流作为反馈信号，构建了基于近似逆系统控制的复合控制；在控制器实现中，提出了以滤波器组构建近似逆系统的方法。PSCAD仿真和样机实验结果验证，因避开了弱信号提取问题，加之近似逆系统控制的快速稳定性，有源直流滤波器系统稳定、滤波效果优良，为下一步工业实施奠定了基础。     

基于逆系统方法的HVDC系统一般非线性控制

对于高压直流输电系统中整流器定直流电流、逆变器定关断越前角的控制问题，采用系统的三阶非仿射非线性控制模型，根据多变量控制的逆系统方法，设计了基于非线性反馈线性化和线性二次型最优的组合控制器，并给出了闭环系统稳定的充要条件。仿真结果证明了结论的正确性和文中所提方法的有效性。     

基于无源化方法的三相四线制APF控制器策略

电流跟踪控制是并联型有源电力滤波器（APF）的控制器设计的关键问题之一，利用APF的无源特性来实现电流跟踪控制可以取得较常规的线性和非线性控制器更好的控制效果。首先建立了三相四线制下四桥臂APF的状态空间模型;在此基础上利用无源控制方法构造电流跟踪动态控制器，然后基于APF的工作机理分析给出了实现渐近跟踪和内部稳定的充分条件;最后利用PSCAD软件包对所提出的控制算法进行了仿真测试，证明了新算法的有效性。     

HVDC系统中换流器的一般非线性控制

对换流器整流侧定α角、逆变侧定直流电流控制问题，基于高压直流输电系统的三阶非仿射非线性控制模型，根据逆系统方法，设计了由非线性反馈线性化和满足一定极点配置要求的组合换流控制器，并分析了闭环系统的稳定性。仿真结果初步表明了文中所提方法的有效性。     

HVDC紧急功率支援自适应模糊控制器设计

研究了高压直流输电系统(HVDC)紧急功率支援控制的实现方法，提出了一种基于参数自适应模糊PID控制算法的HVDC紧急功率支援控制器，它可以根据两侧交流系统的运行情况、故障后的状态等信息，即时地决定最佳的支援功率值，并控制直流输电系统按照最佳支援功率值进行定值功率支援。该控制器基于确定模糊模型，构造模糊PID控制器，并引入确定性模糊调整规则对其进行参数自适应调整，整个控制器结构简单、稳定性强且实现容易。文中采用一个两区域系统对该控制器进行了时域仿真计算。仿真结果表明：投入该控制器后，交流系统在各种大干扰下的频率响应均表现出令人满意的特性。     

基于无源系统理论的励磁系统非线性最优控制

简要介绍了无源系统理论及无源最优控制方法。针对具有励磁控制的单机无穷大输电系统，求出其存储函数，并根据输出反馈无源定理，构造了系统关于一类二次性能指标下的非线性最优控制规律。仿真结果证明了该控制器的有效性。由于在控制器设计过程中未用到任何线性化方法，因而能够完整地保留系统的非线性特性。因此，文中所用的无源系统理论和无源化控制方法是实现电力系统非线性最优控制的一条新的途径。     

基于逆系统方法的汽轮发电机综合控制器

采用多变量非线性控制的逆系统理论分析了汽轮发电机组励磁与汽门系统的可逆性，并运用逆系统方法将这一多变量、非线性、强耦合的复杂被控对象解耦成两个独立的SISO线性化积分型子系统，然后基于线性系统理论设计了综合控制器。研究结果表明，该控制策略实现了励磁控制与汽门调节的动态解耦，应用该方法可显著提高电力系统的暂态稳定性。