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。     

滑模变结构控制在高压直流输电系统上的应用研究

高压直流输电是一个典型的非线性控制系统，常规的PI控制在系统遭受大扰动时，难以产生有效的控制作用。为此，将微分几何与变结构控制相结合，提出了一种新型的非线性控制算法。即通过微分几何法将系统非线性反馈线性化。再用成熟的滑模变结构控制理论设计控制策略。通过PSCAD／EMTDC仿真验证，该算法是有效的。     

电力系统稳定性非线性控制方法综述

介绍电力系统稳定性非线性控制的方法及其特点,分别对基于微分几何理论的反馈线性化方法、直接反馈线性化方法、逆系统方法、Lyapunov直接法、非线性控制、Backstepping控制、变结构控制、自适应控制、混沌、分叉控制和智能控制等主要方法在电力系统非线性控制中的应用进行了阐述,指出了目前电力系统非线性控制存在的问题,并对以后的研究方向作了展望。     

级联式电力电子变压器非线性综合控制策略

级联式电力电子变压器为多变量耦合的复杂非线性系统,该文基于微分几何非线性控制理论,提出电力电子变压器非线性综合控制策略。根据系统多端口及内部变量控制目标,首先建立级联式电力电子变压器多变量仿射非线性模型。其次,基于微分几何多输入多输出精确线性化原理,对其非线性坐标变换和状态反馈律进行推导,并采用二阶系统极点配置法进行控制参数设计,得到系统非线性综合协调控制策略。该策略可将系统精确线性化,从而简化和明确控制参数整定过程,按需求调节各变量控制带宽,提高大扰动时系统多目标动态响应;且可直接实现子模块均衡控制。最后,通过仿真和实验与传统控制方法进行对比,验证了所提控制策略的有效性及优越性。     

多变量频域法在热工过程控制中的应用研究

文章采用多变量频域法的逆奈奎斯特（Ｈｙｇｕｉｓｔ）阵列法，对中贮式球磨机制粉系统中多变量控制回路进行解耦设计，用预补偿矩阵和控制器进行控制设计。补偿矩阵用伪对角线法在零频附近求取，整个设计运用单回路数字控制器，为现场使用单回路数字调节器提供了一个较好的样板。     

一种新型的交直流输电系统控制器

针对直流控制的特点和传统设计控制方法的缺陷,本文把直接大范围线性化控制理论引入到交直流混合系统,设计出了一种新型非线性直流控制器。 与现在流行的微分几何法对比,直接大范围线性化方法数学过程简单,物理概念简明,便于工程应用。 针对两机系统,我们对所设计的直流非线性控制器进行了数字仿真。仿真结果表明,所设计的直流控制器具有比较满意的特性。     

非线性状态反馈解耦控制的交流数字调速系统

介绍一个由１６位微处理器８０Ｃ１９６ＭＣ构成控制器的交流数字调速系统。由于交流异步电动机的数学模型是非线性、多变量和强耦合的,所以本系统采用非线性系统的微分几何方法实现系统的简化、解耦控制和完全线性化。     

基于时间延迟状态反馈精确线性化的PMSM混沌反控制

研究了利用微分几何方法和延迟反馈控制实现永磁同步电机混沌反控制的方法.从数学模型出发,运用微分几何理论讨论了永磁同步电机能进行精确线性化的条件,推导了用状态延迟反馈精确线性化实现混沌反控制的过程.在此基础上,设计了混沌反馈控制器,对这种控制器的控制结果进行了仿真研究.仿真结果说明利用状态延迟反馈精确线性化设计混沌反控制器是完全可行的,结果是满足要求的.     

基于微分代数模型的直流非线性附加控制

针对交直流互联电力系统的稳定控制问题,提出了一种微分代数模型反馈线性化的新方法。该方法基于叠加原理,计及非线性代数模型的影响,将微分代数系统的微分模型和关联代数模型的反馈分别线性化;系统代数变量仅影响关联代数模型反馈线性化,避免微分代数模型反馈线性化过程中重复进行微分部分的计算,易于研究不同代数变量对控制系统性能指标的影响程度;基于微分模型的状态反馈线性化系统可简便地扩展为微分代数模型状态反馈线性化系统。充分考虑交直流互联系统非线性负荷对直流功率调制的影响,将该方法应用于直流非线性附加控制器设计中,仿真结果表明所设计的控制器具有较好的阻尼特性,可有效改善互联系统动态稳定性,并提高直流系统运行稳定性。     

用直接大范围线性化方法设计发电机的励磁控制器 第一部分：基本理论

传统的励磁控制器基本上都是按照局部线性化的模型来设计的，不能适应电力系统的要求。针对这一缺陷，本文把非线性控制理论中比微分几何法更简明，更适合于工程应用的直接大范围线性化方法引入电力系统，解决了电力系统强非线性给设计所带来的困难，并使得实现线性的过程变得极为简捷，全文分为两个部分：第一部分叙述的直接大范围线性化方法的基本理论，并在此基础上，提出了动态反馈补偿的概念和理论，使所设计的控制器对电力系统结构工况的多变性也能够具有很好的鲁棒性，第二部分应用第一部分的基本理论为励磁系统设计了非线性反馈补偿控制器，并针对单机无穷大系统进行了数字仿真和支模实验，从而证明了所提出方法的有效性。     

非线性控制理论在电力系统中应用综述

综述了非线性控制方法在电力系统中的应用。分别对基于微分几何理论的反馈线性化方法（包括输入对状态反馈线性化和输入输出反馈线性化方法）、直接反馈线性化方法、非线性变结构控制和基于Lyapunov综合方法等几种主要方法在电力系统非线性控制中的应用加以讨论。最后指出了仍然存在的技术难题,展望了有价值的研究方向。     

逆系统方法在电力系统控制中的应用

本文指出：逆系统方法和微分几何方法本质上是等价的，而逆系统方法的物理意义直观，不局限于仿射型系统，使用时仅需求导运算和代数运算，求解控制律过程比较简捷，便于工程应用。     

STATCOM在风力发电场中的应用

在同步旋转坐标系下采用STATCOM(static synchronous compensator)和异步发电机风力发电系统的暂态数学模型,采用基于非线性反馈线性化的逆系统方法,构造出STATCOM的伪线性系统,然后采用滑模变结构控制理论设计出STATCOM的滑模变结构控制器。然后,以随机风和电网大扰动为例,采用STATCOM对并网风电场的电能质量和稳定性问题进行仿真。结果表明:采用该控制策略的STATCOM可很好地改善风电场的电能质量和稳定性。     

基于逆系统方法TCR-FC型静止无功补偿器非线性控制的研究

提出了对于由晶闸管控制电抗器与固定电容器所组成的静止无功补偿系统基于触发角控制的数学模型。根据非线性控制的逆系统方法,设计了相应的非线性组合控制器。通过计算机仿真证明此方法能够有效保持接入点电压稳定,提高系统的暂态稳定性。     

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。     

配网静止同步补偿器控制新方法研究

在两相同步旋转d-q坐标系下建立了配网静止同步补偿器(D-STATCOM)数学模型。针对D-STAT-COM,基于微分几何理论,提出一种基于反馈线性化内模控制策略。采用状态反馈线性化方法,实现D-STAT-COM的线性化,使得内环dq电流解耦,省去了传统双闭环控制中的电流内环PI调节器;外环采用内模控制方法设计控制器,结构简单,参数单一,便于调整。仿真结果表明,该方法比传统PI控制能更有效地提高系统稳定性,改善动态响应品质。     

混合交直流电力系统的非线性调制策略

针对大扰动情形，文中提出了一种用于改善多机交直流混合电力系统（有多条直流线路落点于其中）暂态稳定性的非线性控制方法，该方法基于微分几何理论，地直流输电系统等效为两个分别连接在整流侧和逆变侧的变导纳支路，在推导出直流输电系统的等效变导纳与各发电机输出电磁功率间的解析关系后，传统的发电机动态方程可被表示成仿射非线性的形式，因而可应用全局线性化方法来求得其控制变量，本文方法的主要特点在于，所求得的调制功率是一个交流系统状态的自适应和非线性函数，它可通过局部的反馈信号和少量来自其它发电机的信号来实现，文中以一个双馈入直流输电系统为测试对象，给出了所提控制器的设计过程和基于测试系统的仿真结果。     

发电机励磁及SVC非线性最优协调控制

发电机励磁和静止无功补偿器(static var compensator,SVC)对远距离输电的稳定性有很大影响。为了提高系统在大扰动情况下的暂态稳定性,提出一种发电机励磁系统与SVC协调非线性最优控制方法。通过建立发电机励磁与SVC系统的综合模型,将微分几何反馈线性化理论与线性最优控制理论相结合,设计了发电机励磁与SVC系统的非线性最优协调控制规律。控制信号实现了本地化,避免了远距离的信号传输。仿真结果证明,该控制方法能同时改善系统的功角稳定性和电压稳定性。     

TCIPC提高系统稳定性的逆系统方法最优控制

可控相间功率控制器(TCIPC)对电力系统潮流控制,提高线路输送能力具有一定的作用,在研究可控相间功率控制器(TCIPC)基本原理的基础上,分析了电感、电容支路对带TCIPC联络线传输功率的控制特性,进行了TCIPC提高系统暂态稳定性的机理分析。基于逆系统方法,将含调谐型TCIPC的非线性电力系统线性化,构造出一个伪线性系统,并且依据线性二次型调节器(LQR)最优控制理论推导出TCIPC的非线性控制规律。搭建了带调谐型TCIPC的单机无穷大系统简化模型进行仿真。仿真结果验证了采用逆系统方法设计的控制策略可以在系统发生大干扰后具有良好的控制性能,能够达到提高电力系统暂态稳定性的作用。