基于反演变结构方法的电力系统自适应阻尼控制器设计

结合反演方法和变结构滑模理论设计了自适应阻尼控制器。按照反演设计方法,逐步构造了李亚普诺夫函数,在构造虚拟控制信号时设计了新的滑模面,并给出阻尼系数的自适应律从而得到最终的控制规律,抑制电力系统中的干扰。两区域四机系统仿真结果表明,该自适应阻尼控制器不仅显著改善了系统的阻尼,并对严重故障下产生的持续振荡具有很好的抑制作用。     

直流广域自适应阻尼控制器设计与RTDS实验

传统的阻尼控制器较难适应系统结构与运行方式的变化,导致电网的低频振荡现象仍然时有发生.设计了一种基于广域动态信息的自寻优自适应阻尼控制器.该控制器使用改进的Prony算法,在线分析得到系统弱阻尼区间振荡模式的阻尼比,并据此通过自寻优的方法调整控制器的参数.该方法避免了现有自适应阻尼控制方法中存在的系统降阶模型辨识的困难,其控制效果通过在南方电网直流调制中的仿真应用得到了验证.进一步,实现了该直流自适应阻尼控制器的软硬件系统,并在基于实时数字仿真器(RTDS)与广域测量系统物理装置的实验平台上进行了测试.闭环控制实验结果说明了此自适应策略的有效性及广域阻尼控制的可行性.     

阻尼联络线低频振荡的SVC自适应模糊控制器研究

从暂态能量的角度对区域模式振荡的过程进行分析，提出以降低区域间振荡能量为控制目标的阻尼控制策略，设计出附加在SVC上的自适应模糊控制器，以提高互联系统的动态稳定性水平。该控制方案不需预知系统具体参数，通过对系统运行状态和控制效果进行评判，依据模糊规则自适应地对控制参数进行调节，实现对区域模式振荡的有效抑制。数字仿真表明，该控制器能有效地提高互联系统的动态稳定性水平，对不同的系统运行方式和振荡模式具有较强的鲁棒性。     

无模型自适应广域阻尼控制设计方法

电力系统的运行方式和结构的时变特性越来越突出,传统广域阻尼控制器(conventional wide-area power system stabilizer,CWAPSS)由于参数固定,无法保证系统在不同运行状态下的控制效果。为此,文章采用无模型自适应控制(model free adaptive control,MFAC)算法实现了具有自适应功能的广域阻尼控制器的设计。首先讨论了MFAC算法的基本原理;然后通过分析比较WAPSS和MFAC算法参数之间的关系,给出了MFAC算法的参数设置方法;最后,通过四机两区系统的仿真验证了MFAC算法的有效性。仿真结果表明在系统结构发生变化时,无模型自适应广域阻尼控制器能够在线调整控制器参数,控制效果优于CWAPSS。     

自适应离散变结构控制及其在电力系统中的应用

对利用传统离散趋近律方法设计变结构控制时系统抖振原因进行分析，提出一种新的组合趋近律控制策略，并将之与自适应控制相结合，较好地消除抖振并增强了系统鲁棒性，将研究结果应用于电力系统，设计了并联运行同步发电机组有功分配控制器，仿真结果表明所提设计方法的有效性。     

基于强跟踪滤波器的自适应励磁控制器

该文引入强跟踪滤波器用于发电机励磁控制,建立了一种新的自适应励磁控制器.该控制器根据发电机运行状态由强跟踪滤波器实时估计系统的扰动信息,准确地获得单机无穷大模型中的系统参数,以调整控制器,使之得以适应系统运行点的变化以及系统遭受的干扰.仿真研究表明,文中所建立的自适应励磁控制器可以有效地提高电力系统的稳定性,在系统遭受不同干扰下均表现出良好的动、静态性能.     

考虑饱和影响的电力系统广域阻尼控制器设计

广域阻尼控制器是抑制电力系统区间低频振荡的一种有效方法,但实际系统中执行器一般存在饱和现象。为此提出一种抗饱和补偿器设计方法。首先通过引入饱和函数建立考虑执行器饱和的电力系统模型;其次采用现代抗饱和技术,分2步进行抗饱和补偿器设计。第一步不考虑饱和环节,采用鲁棒控制理论对闭环电力系统进行H∞ 控制器设计,以确保系统的稳定性;第二步针对饱和环节,基于Lyapunov稳定理论提出抗饱和补偿器设计方法,设计抗饱和补偿器进行补偿,以抑制执行器饱和对控制器性能的影响。最后,将该抗饱和控制器应用到2区4机电力系统模型。仿真结果表明,相比不考虑执行器饱和的线性控制器,根据所提方法设计的抗饱和补偿器可以有效抑制饱和环节对线性控制器性能的影响,能够显著提高电力系统对饱和的抑制能力。     

一种基于离散变结构控制的负载频率控制器

提出了一种等式到达条件下的离散变结构组合控制策略 ,设计了基于该控制策略的负载频率控制器。仿真结果显示它能显著改善系统的动态性能 ,并且使系统具有很强的鲁棒性     

电力系统负载频率控制器的离散变结构控制设计

通过对趋近律形式的离散变结构控制律的研究,提出了一种具有准滑动模态切换带宽衰减的离散变结构趋近律,并指出准滑动模态切换带宽衰减的条件是切换函数进入准滑动模态.通过设计时变的到达速度指数,使其按约束条件取值,再利用离散趋近律方法求出切换带衰减的指数趋近律离散变结构控制律,当切换函数一旦进入准滑动模态,其穿越切换面的幅度将递减地趋近于零,从而消除抖振,且衰减系数越小,到达切换面的速度越快.该控制律的数学形式简单,易于实现,克服了离散变结构控制的稳态抖振现象.将切换带宽衰减的趋近律应用到离散变结构控制的设计中,并针对电力系统的频率控制问题,设计了离散变结构控制器.计算机仿真结果显示该控制器能显著改善系统的动态性能,提高控制精度,并使系统具有很强的鲁棒性.     

基于自适应SFLA算法的LQR附加阻尼控制器设计

针对含有电压源型换流器高压直流(VSC-HVDC)的交直流系统愈发凸显的低频振荡问题,提出了一种基于改进自适应混合蛙跳(SFLA)算法优化的线性二次型最优方法来设计附加阻尼控制器,以此来抑制振荡。该方法采用最小二乘-旋转不变技术(TLS-ESPRIT),辨识出系统的对应振荡模态和降阶模型。针对该模型运用线性二次最优控制法并引入状态观测器,求出带观测器的控制器表达式。采用改进自适应SFLA算法对权矩阵进行优化,设计线性二次型最优控制器使其控制效果最优。在PSCAD验证。仿真结果显示,这种控制器相比于传统线性二次最优控制器具有更好的鲁棒性和控制效果,控制器也较易设计。     

A variable structure adaptive neural network static VAR controller

A variable structure adaptive neural network power system static VAR stabilizer is developed. The static VAR compensator (SVC) controlled by the above proposed controller is used for voltage regulation and enhancing power system stability. The artificial neural network (ANN) is trained off-line using the variable structure control system Benchmark data at different operating conditions and external disturbances. Moreover, the trained ANN parameters (weights and biases) are tuned and updated on-line using the synchronous machine speed deviation state as the ANN output error to increasingly improve the power system performance. A sample digital simulation result of the power system speed deviation state responses when reference voltage, speed deviation state and input power disturbances take place are obtained. The digital simulation results prove the effectiveness and robustness of the present adaptive neural network in terms of a high performance power system.     

基于果蝇优化算法的广域阻尼控制器设计

针对大规模互联电网区间低频振荡问题,提出了基于果蝇优化算法(Fruit Fly Optimization Algorithm,FOA)的广域阻尼控制器设计方法。以标准16机68节点系统为例,对系统进行线性化,并进行模态分析,找出系统区间振荡模式及阻尼比。根据区域低频振荡模式下参与因子选择广域反馈信号。分析了广域控制器结构,并采用FOA算法对其参数进行优化。仿真结果表明,提出的广域控制器方法能有效地提高区间振荡阻尼比,为电力系统低频振荡优化控制提供了新的思路。     

基于蚁群算法的次同步附加励磁阻尼控制器设计

结合特征值分析和蚁群算法寻优对附加励磁阻尼控制器(Supplementary Excitation Dampin Controller,SEDC)的设计进行了详细探讨.在对SEDC结构和原理进行分析的基础上,建立了含SEDC的IEEE次同步谐振第二标准测试系统小干扰模型.对该模型做特征值分析,并以预设的多种运行状态下模态阻尼最大化为目标函数,运用蚁群算法对控制器参数进行计算和优化.特征值分析和EMTDC仿真结果证明了采用该方法所设计的SEDC具有较强的鲁棒性,能够有效抑制次同步谐振.     

基于免疫原理的自适应模糊控制器优化设计

利用免疫系统的克隆选择原理设计了全局搜索优化算法和局部搜索优化算法，并提出了一种时变对象的模糊控制器参数自整定方案。该方案利用全局优化算法离线组合优化标称参数下的控制器，对象发生变化后，利用局部优化算法在线优化，可快速获得新的控制器参数，以实现自适应控制。仿真结果表明，该控制系统在被控对象参数变化的情况下，仍具有良好的控制性能，能够对一类时变对象实施高精度控制，具有较大的工程应用价值。     

伺服系统自学习变结构控制器设计

针对某高校精度伺服系统速率平稳性的要求,给出了高精度伺服系统的一种具有自学习律变结构控制器设计方法,减弱了周期性力矩波动对速率系统性能的影响,并且证明了该方法的稳定性和鲁棒性,实验结果表明,该控制器具有良好的控制性能和鲁棒性能,而且有效地保证了高精度伺服系统速率的平稳性指标要求。     

一种虚拟同步发电机自适应阻尼补偿方法

针对系统电感对虚拟同步发电机控制系统存在等效负阻尼效应的问题,提出了一种自适应阻尼补偿方法。首先,基于虚拟同步发电机控制技术,通过dq变换和小信号分析建立系统的动态电磁方程和动态小信号模型。然后利用电磁转矩偏差分解出同步力矩系数和等效阻尼系数。最后根据等效负阻尼的产生机制,在有功-频率调节器中加入以系统频率、虚拟阻抗为自适应控制变量的阻尼补偿模块,实现对虚拟同步发电机阻尼的自适应补偿。通过Matlab/Simulink仿真,并与基于传统的虚拟同步发电机控制方法及基于虚拟阻抗补偿方法等方法所获得的结果进行比较,表明文章所提出的自适应阻尼补偿方法具有更强的稳定性和更快的响应速度,验证了方法的有效性。     

一种非线性连续预测变结构控制方案

提出了一种非线性连续预测变结构控制方案,将非线性连续预测控制与滑模变结构控制结合起来。其控制器由针对对象标称非线性模型设计的连续预测控制器和针对对象不确定性设计的滑模变结构控制器组成。所提出的方案既具有变结构控制鲁棒性强的优点,又由于连续模型预测控制的引入使得变结构控制的“抖振”大大减小。应用于二自由度机械手轨迹跟踪控制,仿真结果表明了所提控制方案的有效性。