基于CMAC的双馈水轮发电机系统控制策略研究

针对可调速双馈水轮发电机系统的不确定性、非线性和参数时变的特点，提出了一种采用小脑模型(CMAC)神经网络的自适应控制策略。该控制策略以系统动态误差和给定信号量作为CMAC的激励信号，并与自适应神经网络控制器相结合构成系统的复合控制。该文对双馈水轮发电机系统的稳态调节和暂态特性进行了数字仿真研究，并与常规的PID控制进行比较。结果表明，基于CMAC的自适应控制策略对系统模型结构和参数变化、负荷扰动都具有很好的适应性和鲁棒性，控制品质优良，是一种适于在线学习控制的双馈水轮发电机系统控制方法。     

多机系统的非线性自适应分散稳定控制

针对含有未知参数的励磁系统,提出了一种非线性自适应控制设计方法,通过递推方法得到了自适应控制策略,而且在控制策略中包含了对未知参数的动态估计,最后获得了多机系统的非线性自适应分散励磁控制策略的一般表达式,在控制策略中所有的变量都是可量测的,而且控制量只与本机组的状态量有关,与其他机组的状态量和输电网络的参数无关,因此控制策略具有分散性和适应性,在一个６机系统上的仿真结果表明了非线性自适应控制器的有     

基于模糊神经解耦控制的双馈水轮发电机系统仿真

双馈水轮发电机系统是一个涉及水力、水轮机和发电机的综合复杂系统。针对系统具有多变量、非线性、强耦合和参数不确定性的特点，本文提出了一种两级串联结构的自适应模糊神经网络解耦控制策略，前级为基于智能权函数规则的自调整模糊控制器，后级为基于动态耦合特性的自适应神经网络解耦控制器，并从理论上证明了学习算法的收敛性。为了验证所提出控制策略的有效性和正确性，本文对双馈水轮发电机系统在水力、水轮机和发电机参数变化时的鲁棒性分别进行了仿真研究。与常规PID控制的仿真结果比较表明，提出的解耦控制策略能较好地克服参数变化和对象模型结构变化对运行性能的影响，具有鲁棒性好，解耦能力强的优点。     

水轮机调速系统的非线性自适应控制

水门开度控制不仅对电力系统暂态稳定性的改善有极其重要的作用,而且对抑制电力系统低频振荡、改善动态品质也有不可低估的作用。国内外水轮机调速器的控制器设计通常是基于具有准确参数的理想水轮机模型。论文考虑了水轮发电机固有的非线性以及水轮机参数的不确定性,基于微分几何理论和自适应控制方法推导了水轮机调速的非线性自适应控制律(NAC)。数字仿真试验表明,所设计的调速器控制律具有较强的参数自适应能力,在改善系统动态特性和提高系统大干扰稳定性方面优于未考虑参数不确定的非线性控制律(CNGC)。     

交直流互联系统非线性自适应控制规律设计

针对舍有多台发电机的交直流互联系统,为了提高交直流输电系统的稳定性,应用非线性自适应控制设计方法,通过递推法得到了应用于交直流互联系统直流功率调制的非线性自适应控制策略,该控制规律包含了对系统中未知参数的动态估计,用以阻尼交直流互联系统的区域间功率振荡。最后,获得了交直流互联系统的非线性自适应直流附加控制器的一般表达式。4机系统的仿真结果表明,与传统的线性直流功率调制相比较,所设计的控制器对联络线的功率振荡具有良好的阻尼功能;特别是当系统中出现大的扰动时,更能体现该控制器的良好性能。     

自校正PID方法在水轮发电机调速系统中的应用

建立了水轮发电机调速系统的CARMA模型 ,给出了模型参数的在线辨识方法 ,设计了调速系统的极点配置自校正PID控制器。仿真研究表明 ,这种控制方法能够有效地克服系统时变、非线性及干扰对控制性能的影响 ,使调速系统的动态性能及鲁棒性都得到明显地改善。     

基于无模型自适应控制的船舶微电网二次调频控制策略

针对复杂海况下船舶微电网由于负载投切导致频率偏移越限及船舶微电网二次调频控制器设计的问题，提出一种基于无模型自适应控制(MFAC)的船舶微电网二次调频控制策略。对包含未知船舶负载扰动的虚拟同步发电机转子运动方程进行离散化处理，通过紧格式动态线性化处理方法给出关于虚拟同步发电机输出角频率与虚拟输入机械功率离散后的数据模型，并将未知负载扰动合并到一个非线性项中；根据数据模型设计MFAC控制器，并给出伪偏导数估计算法；采用径向基神经网络观测器对包含船舶负载扰动的非线性项进行观测，并结合无模型自适应控制改进虚拟同步发电机控制策略，给出船舶负载扰动下的船舶微电网二次调频控制方案；构建船舶微电网二次调频系统；最后在仿真模型中验证了所提控制策略的准确性和有效性。     

可控串补自适应模糊阻尼控制策略研究

早期的模糊控制器设计,主要依赖于专家经验,而且只是采用近似推理的方法。针对可控串补非线性系统,设计了一种直接自适应模糊控制器。建立模糊控制器逼近误差和控制器参数之间的线性关系,用Lyapunov稳定性理论设计参数的自适应律,不仅调节模糊规则结论参数,同时调节隶属函数的参数。将该控制策略应用于含可控串补电力系统中,提出可控串补自适应模糊阻尼控制器的设计方法。仿真表明该控制器对系统发电机摇摆具有良好的阻尼作用,提高了系统的稳定性。     

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。     

内置式永磁同步电机牵引系统宽调速非线性控制器

针对内置式永磁同步电机(IPMSM)牵引系统机械参数时变、恒转矩区需高转矩输出、恒功率区需宽调速问题,运用非线性自适应控制理论,设计了一种电流滞环控制非线性自适应反步控制器。该非线性控制器在恒转矩区采用最大转矩比电流控制,提高转矩输出能力;在恒功率区采用弱磁控制策略,扩大调速范围;同时对电机参数摄动有较强的抑制能力,表现出较好的鲁棒性。仿真结果证明了IPMSM牵引系统非线性控制器的正确性和有效性。     

微网孤岛运行的分散自趋优控制策略

提出了一种适用于微网孤岛运行的分散自趋优控制策略,该策略无需微网中央控制器和通信系统即可实现系统的三次分层控制,包括分散一次控制、分散二次控制和分散三次控制。其中,一次控制沿用传统的线性下垂控制策略,保持了微网良好的线性动态特性;二次控制仅借助各台分布式发电机的输出端频率信息即可直接参与系统调频,使微网的频率能够维持在允许的范围内;三次控制采用考虑发电机成本的非线性下垂控制策略,使各台分布式发电机遵循等微增率准则,实现微网的优化运行。此外,通过设计不同时间常数的低通滤波器,使三次分层控制实现了动态解耦,使控制策略既能满足微网静态特性的要求,又具有良好的动态特性。最后,由仿真算例验证了所提控制策略的有效性。     

Design of a model reference adaptive stabilizer for the exciter andgovernor loops of power generators

The authors present a decentralized model reference adaptive control (DMRAC) scheme for the design of power system stabilizers (PSS) and a means for coordinating the generating unit excitation and governor control loops. In the excitation and governor control loops. In the proposed scheme, the state variables of the generating unit (GU) are to track those of an explicitly specified reference system which is designed to have desirable performance characteristics. The adaptive control law for coordinating the exciter-governor stabilizer signals is derived from a Lyapunov energy function, and thus assures system stability. Decentralized regulation and tracking tests on simulated one-machine infinite bus system show significant improvement in system performance     

Decentralized prescribed performance adaptive tracking control for Markovian jump uncertain nonlinear systems with input saturation

A decentralized prescribed performance adaptive tracking control problem is investigated for Markovian jump uncertain nonlinear interconnected large‐scale systems. The considered interconnected large‐scale systems contain unknown nonlinear uncertainties, unknown control gains, actuator saturation, and Markovian jump signals, and the Markovian jump subsystems are in the form of triangular structure. First, by defining a novel state transformation with the performance function, the prescribed performance control problem is transformed to stabilization problem. Then, introducing an intermediate control signal into the control design, employing neural network to approximate the unknown composite nonlinear function, and based on the framework of the backstepping control design and adaptive estimation method, a corresponding decentralized prescribed performance adaptive tracking controller is designed. It is proved that all the signals in the closed‐loop system are bounded, and the prescribed tracking performances are guaranteed. A numerical example is provided to illustrate the effectiveness of the proposed control strategy. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.     

基哈密理论的发电机汽门鲁棒非线性控制器设计

提出了利用Hamiltonian能量函数理论设计非线性鲁棒控制器的方法,设计了发电机汽门的非线性鲁棒控制器,并且给出了估计干扰抑制增益的一个充分条件,所得控制器结构简单,易于工程实现。由于在控制器设计中未用到任何线性化方法,因而所得控制器充分利用了系统的非线性特性。仿真结果证实了理论分析的正确性与控制规律的有效性。     

汽轮发电机组的非线性分散干扰抑制控制

将非线性鲁棒控制理论应用于多机电力系统的汽轮调速控制系统。在耗散系统理论框架下,用递推设计的方法,构造汽轮发电机组的能量存储函数,以避免求解HJI不等式,从而得到多机系统汽轮调速的非线性L₂增益干扰抑制控制规律。控制策略的所有变量都是可量测的,而且控制量只与本机组的状态量有关,与其他机组的状态量和输电网络的参数无关,因而具有分散性。4机系统仿真结果表明,该控制规律可以提高电力系统的暂态稳定性。     

水轮发电机水门非线性控制规律的研究

基于非线性微分几何控制理论,给出了针对具有刚性水锤效应的水轮发电机组的非线性调速器控制规律。数字仿真实验表明,这种控制规律能够很好地解决刚性水击的控制问题,与弹性水击的比较表明,在弹性时间常数比较小时,这种控制规律也能够获得满意的控制效果。     

水轮机调节系统非线性扰动解耦控制

该文针对水轮机调节系统非线性、时变、非最小相位的特点，采用微分几何非线性控制理论中的扰动解耦控制方法，设计了水轮机调节系统的非线性扰动解耦控制策略。在新控制策略中，除了机组转速偏差外，接力器行程偏差和有压引水系统水压力的变化也是控制信号的一部分。仿真结果表明该控制策略能有效的改善水轮机调节系统的动态性能，增强其鲁棒性和抗强干扰的能力。     

计算机代数在电力系统非线性控制中应用

阐述了精确线性化的原理,讨论了非线性系统状态反馈精确线性化的计算机代数设计方法,采用Matlab完成了相应软件包的开发,并使用该软件包对电力系统中汽轮发电机组汽门开度的非线性控制实例进行了仿真研究。仿真结果表明,引入了设计得到的非线性控制量后,电力系统的稳定性得到了有效提高。