积分型线性最优励磁控制设计

为了消除LOEC存在稳态误差的现象，从电力系统的运行实际出发，推导了对发电机机端 电压偏移量施加积分控制时系统的线性化增广状态方程式，并在此基础上推导了积分型线性 最优励磁控制规律(ILOEC)。仿真结果表明：在提高系统稳定极限和改善系统动态特性方 面，ILOEC与LOEC具有相同的能力。同时ILOEC能消除发电机机端电压的稳态误差，提高了控 制精度，改善了系统运行水平。     

双轴励磁同步发电机的实用线性最优励磁控制

本文研究了双轴励磁同步发电机的实用线性最优励磁控制。以易于测量的物理量作为状态变量,并推导出相应的双轴机系统线性状态方程以及线性最优励磁控制规律.计算机仿真结果表明:采用该励磁控制的双轮机能较大幅度地提高系统的静态稳定性和暂态稳定性.     

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。     

积分型线性综合最优控制规律的研究

本文从电力系统运行实际出发,考虑发电机励磁系统,调速系统控制的同时,对发电机埝 量施加积分控制,推导出了系统线性化增广状态方程式,并在此基础上推导出了线性综合最优控制规律（ＩＬＩＯＣ）。仿真结果表明,在消除发电机端电压的稳态误差和提高控制精度方面ＩＬＩＯＣ优于ＬＩＯＣ。     

积分型线性综合最优控制规律的研究

本文从电力系统运行实际出发,考虑发电机励磁系统、调速系统控制的同时,对发电机端电压偏移量施加积分控制,推导出了系统线性化增广状态方程式,并在此基础上推导出了线性综合最优控制规律（ＩＬＩＯＣ）。仿真结果表明：在消除发电机端电压的稳态误差和提高控制精度方面ＩＬＩＯＣ优于ＬＩＯＣ。     

TCSC与发电机励磁的分散线性最优协调控制

针对电力系统非线性特性,采用反馈线性方法,以改善电力系统暂态稳定性为目标,应用线性二次型最优控制理论探讨了TCSC和发电机励磁系统的分散协调控制规律。最后应用Matlab软件对单机无穷大系统进行仿真试验,结果表明：所设计的控制规律能有效提高系统暂态稳定性。由于控制信号实现了本地化,本文所设计控制器具有一定工程实用性。     

基于内点半定规划的同步发电机励磁控制

在同步发电机线性数学模型的基础上,提出将内点半定规划(SDP)与线性矩阵不等式(LMI)技术引入到发电机的励磁控制,避免了线性最优励磁控制(LOEC)使用二次性能指标时需要尝试和选择权矩阵.为了验证基于内点半定规划励磁控制的有效性,以单机无穷大系统进行仿真表明:所提方法除了与LOEC方法一样能提高系统稳定极限和改善系统暂态稳定性,还能显著减少发电机端电压的稳态误差;使系统具有良好的动态响应能力,改善了整个电力系统的动态品质.     

二轴励磁同步发电机非线性最优励磁控制

研究了二轴励磁同步发动机的非线性最优励磁控制。考虑系统非线性特性推导出非线性成励磁控制规律,并与单轴及二轴励磁同步发电机线必成励磁控制进行了比较。仿真结果表明,本文提出的控制方案大大地改善了电力系统静态及暂态稳定性。     

一种考虑输入限幅的线性二次型励磁控制设计方法

在输入限幅条件下讨论电力系统励磁控制器的设计问题。基于对线性最优励磁控制器输出越限的原因及其对闭环系统影响的分析,提出一种逐段线性二次型控制策略,它能保证当系统运行于预定区域内时控制输出不越限,而在该区域以外能充分利用控制作用将其尽快拉入非限幅区。数字仿真表明,所设计的控制器能很好地满足系统的暂态和稳态性能要求。     

基于线性最优控制理论的励磁系统的设计及仿真

基于单机无穷大系统的线性化模型,结合线性最优控制理论建立了最优励磁控制器用的系统状态方程,求出线性最优励磁控制电力系统稳定器,用Matlab仿真软件在单机无穷大系统两种不同的运行状态下进行仿真,结果表明最优励磁控制具备了良好的电压性能,且给出了比AVR＋PSS更强的阻尼,表现出良好的动态特性。     

同步电机最优励磁控制系统的研究与仿真

最优励磁控制规律是全部状态量的最优线性组合,很好地克服了传统控制方式中的单纯按机端电压偏差进行比例式调节的弱点。根据线性最优控制理论,设计了线性最优励磁控制系统。动态仿真分析表明,设计出的最优励磁系统能够有效地增加系统的阻尼,提高系统的稳定性,且能够很好地抑制系统的低频振荡,并具有较好的鲁棒性。     

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。     

Optimal Linear Control of Modular Multi-Level Converters with a Prescribed Degree of Stability

Abstract

In this paper, a new control approach using an optimal linear control with prescribed degree of stability for modular multi-level converters (MMC) is presented and analyzed. The proposed controller relies on a linear quadratic regulator with integral action which brings the ability of state variable reference tracking for modular multi-level converters. Since MMC is a complex system with several state variables, a unified control system design for this system is vital. The proposed controller of this study is designed to obtain wider stability margin thanks to the implementation of prescribed degree of stability concept to minimize the quadratic performance index of the control structure. By means of this method, the poles of the closed-loop system will be shifted to the desired places in the left half side of the S-plane. The main advantages of this control strategy compared to previous methods are that it will be possible to control the state of energy for each phase separately, while there will be superior tolerance to nonlinearities and the enhanced stability margin with less sensitivity to plant-parameter variations. The performance of the designed controller is verified through MATLAB^TM simulations (The MathWorks, Natick, MA, USA) with the nonlinear model of MMC.     

起重机线性二次型最优消摆控制

文章提出了一种起重机消摆控制算法，这种算法满足线性二次型最优控制。模拟实验中在一个摆振周期内消除摆振；模型起重机上实验摆振衰减率达90％以上。     

非线性最优励磁控制对冲击负荷影响的改善

由于重型工业企业及大型用电设备的不断增多,对电网形成了越来越强烈的冲击负荷,严重 影响电力系统的稳定性。提出用大型发电机的非线性最优励磁控制这种新型的控制手段,抑 制冲击负荷的影响。对四川电网的仿真计算结果表明,非线性最优励磁控制能迅速抑制冲击 负荷引起的系统振荡,提高输电线路传送的有功功率,良好地改善冲击负荷对电力系统稳定 性的影响。     

基于改进Elman网络的最优励磁控制器

本文在线性最优励磁控制的基础上,将线性最优控制理论与改进Elman神经网络有机结合,设计了一种新型的基于改进Elman网络(Modified Elman Neural Network)的最优励磁控制器.由于Elman网络具有特殊结构层,形成有"记忆"能力的神经网络的特点,并在原有结构上将高斯径向基函数引入Elman网络隐含层,因此可以更好地映射系统的非线性和动态特性.对单机无穷大系统进行仿真研究的结果表明,所设计的控制方式能精确地反映系统动态变化过程并提供良好的电压调节性能.     

基于最优变目标策略的励磁系统与SVC协调控制

发电机励磁系统以及静止无功补偿器(SVC)对远距离输电系统的稳定性有很大影响。文章基于单机无穷大系统的非线性模型,建立了包括状态变量发电机机端电压在内的状态空间方程,提出了一种最优变目标控制(OVAC)策略,根据励磁系统和SVC不同的控制目标分别采用不同的控制策略,从而协调控制这两种控制器。仿真结果表明,该策略能够有效提高故障时发电机的无功出力,并能提高系统阻尼,抑制振荡,同时改善系统的功角和电压稳定性。     

基于线性二次型最优控制的多端直流最优功率调制方案

随着低惯量的新能源发电和直流输电在电网中的渗透率不断增大,系统的有效惯量水平大幅度降低,因此,基于电压源型换流器(voltage source converter,VSC)的多端直流(multi-terminal direct current,MTDC)系统接入电网后的暂态功角稳定性问题显得尤为突出。为解决MTDC系统接入后构成的交直流混联系统因有效惯量降低、有效阻尼下降而产生的系统功角稳定性问题,提出一种基于线性二次型最优控制的MTDC系统最优功率调制方案。首先,通过在稳定平衡点附近对MTDC模型进行线性化处理,进而得到交直流混联系统的线性化模型。然后,基于所建立的线性化模型,采用基于线性二次型的最优控制理论,以同步发电机间的转速偏差最小为控制目标,得到MTDC系统的最优功率控制器设计方案。最后,基于3机9节点的交直流混联系统进行仿真分析,验证了所提最优控制方案在系统受扰后可有效抑制系统的第一摇摆并且使同步发电机间的功角差快速恢复,提高了交直流混联系统的暂态稳定性。