基于专家神经网络PID控制器的可控串补装置

针对可控串补(TCSC)阻抗控制中常采用的传统PID控制器的阻抗响应时间长、稳态误差大的缺点,提出了专家神经网络PID阻抗控制方法。仿真结果表明,专家神经网络PID控制器能提高TCSC阻抗跟踪性能,具有控制精度高、稳定性好、鲁棒性强和进入稳定状态快的特点。此控制器适用于不同的参考阻抗,具有较强的实用性。     

采用本地信号的可控串联电容补偿神经网络逆系统控制方法

选取可控串联电容补偿(TCSC)上传输的有功功率作为被控量，本文提出了采用本地信号的TCSC神经网络逆系统控制方法。该方法基于较完整的TCSC非线性动态模型，实现了TCSC系统的精确线性化，同时所设计的控制策略适用于任意的电力系统结构。控制器的设计使用神经网络逆系统方法，使得所设计的控制策略不依赖于系统的精确模型和参数。针对两区域四机电力系统的仿真结果表明所设计的控制策略能达到直接控制TCSC传输功率，间接控制远端发电机功角的目的。     

基于网络实时动态等值的自适应TCSC控制器

将强跟踪滤波器和最小二乘估计相结合用于联络线上可控串补(Thyristor Controlled Series Compensator,TCSC) 的控制,建立了一种新的自适应TCSC控制器。该控制器根据TCSC本地测量量由强跟踪滤波器和最小二乘估计对两侧复杂交流网络进行实时动态等值,进而准确获得两侧等值发电机的参数和变量,从而调整控制器以适应两侧交流系统运行点以及系统内结构的变化。仿真分析表明,该自适应 TCSC控制器可有效提高电力系统的稳定性,在系统遭受干扰时表现出良好的动态性能。     

极点约束下TCSC的LMI鲁棒控制器设计

为了提高晶闸管串联补偿装置(thyristor controlled series compensation,TCSC)控制器对系统的鲁棒性和反应速度,设计了一个极点约束下的多目标控制器。利用线性矩阵不等式(linear matrix inequalities,LMI)进行H∞控制研究,在理论和设计上都有很多优点,得到输出反馈H∞控制器,提高了系统的鲁棒性。仿真结果也表明设计的TCSC控制器可以保证系统的暂态稳定性。     

TCSC自适应逆推控制器设计

针对可控串联补偿器TCSC(Thyristor Controlled Series Compensator)的动态过程和发电机阻尼系数不能精确测量的情况，将含有TCSC的单机无穷大系统用一个三阶微分方程表示，用自适应逆推方法设计了TCSC稳定控制器。在系统模型中考虑了TCSC的动态过程．同时保留了系统的非线性特性，运用自适应增益控制律进行参数的实时估计。仿真结果表明设计的TCSC稳定控制器能快速抑制振荡，保证单机无穷大系统的暂态稳定。     

基于模糊PID阻抗控制的TCSC研究

设计了可控串联电容补偿装置(TCSC)的模糊自适应整定PID阻抗控制器,克服了传统PID控制的不足,具有较强的鲁棒性,使控制质量提高。结合逆系统方法和二次型最优控制理论,设计了双机系统的TCSC非线性最优稳定控制器。根据TCSC非线性最优控制器在线计算的容抗值作为命令容抗,通过模糊PID控制器使TCSC实现该命令容抗。仿真结果表明所设计的控制器有效地阻尼系统振荡,提高了系统的稳定性。     

多机电力系统中多台TCSC控制器间的交互影响研究

建立了多机电力系统中装设多台可控串补装置(Thyristor Controlled Series Compensation,TCSC)时的扩展Phillips-Heffron模型.基于该模型给出了4机11节点测试系统中联合运行2台TCSC控制器时TCSC间存在交互影响的实例,指出处于多机系统同一电力区域中的多个TCSC控制器之间存在负交互影响的可能,在设计TCSC时应予以考虑,以使电力系统中多个FACTS控制器能协调运行.     

基于多目标进化算法的TCSC与SVC控制器协调设计

以可控串补(TCSC)与静止无功补偿器(SVC)两种FACTS装置为研究对象,通过理论分析 指出了TCSC与SVC联合运行时不同控制目标间的矛盾,并通过一多机系统时域仿真实例,介绍 了TCSC与SVC控制器之间存在的交互影响。仿真表明:单独设计且运行良好的SVC与TCSC 控制器,并不能保证两者同时投运工况下控制器的性能。将FACTS功能控制器的协调问题转化 为一多目标优化问题,采用多目标进化算法(MOEA)优化控制器参数,得到一组Pareto优化解集, 时域仿真验证了协调控制器的控制效果良好。     

一种可控串联补偿动态模拟实验装置

介绍了一套可控串联补偿(TCSC)动态模拟实验装置,在该装置中,TCSC的各组件实现了模块化,可灵活组合并根据模拟系统要求调整TCSC的结构参数;TCSC的控制器采用分层结构,各层控制系统完成不同的控制目标,可以方便地进行各种控制策略的研究.动模实验结果表明,通过采取适当的控制策略该TCSC实验装置可以快速调节阻抗,较好地抑制低频振荡并灵活地完成不同阻抗模式之间的切换.     

可控串补神经内模控制系统设计

可控串补(TCSC)是一种重要的柔性交流输电系统(FACTS)控制装置。其建模及相应的控制策略是当今国内外重要的研究课题。通过神经网络系统辨识设计了一个TCSC神经内模控制系统。仿真表明:该控制器不但能快速调节容抗、改善系统的稳定性,并且有较强的自适应性和鲁棒性。     

多可控串补自适应协调控制设计

采用多可控串联补偿器（thyristor controlled series compensation,TCSC）联合运行可提高线路功率传输能力,但多TCSC联合运行时所存在的交互影响可能导致系统暂态稳定性下降。设计一种新的自适应控制方案,动态自适应调整多个TCSC联合运行时的参数,以规避多TCSC的负交互影响。利用能量函数分析多TCSC协调控制规律,然后通过微分观测器引入微分信号,再将专家控制和神经网络引入自适应控制,动态调整PID（proportion integral differential）参数。通过在一个装设2台TCSC的4机2区域系统的仿真验证,并和PI控制、BP-PI控制进行对比,结果表明,所设计的自适应控制器在提高系统暂态稳定性方面,具有一定的优越性。     

采用T-S模糊模型的TCSC多目标控制器设计

在电力系统中装设可控串联补偿(TCSC)可以改善系统的稳定性,抑制次同步谐振和区域间的低频振荡,提高远距离联络线的传输能力。为更好地发挥TCSC效益,利用模糊T-S模型无限逼近非线性系统的特性,提出了一种多目标TCSC控制器设计方法。建立了一类含TCSC的两机电力系统的模糊T-S模型,把闭环系统的稳定性、H∞性能、极点配置的要求统一到一个线性矩阵不等式组中,基于线性矩阵不等式理论实现了TCSC多目标控制器设计,采用并行分配补偿技术,设计出了全局非线性系统的控制规律。最后,利用MATLAB进行了仿真,结果表明所设计的控制器能有效提高电力系统的功角稳定性,保证系统具有良好的动态性能,能满足多个目标要求,具有比TCSC非线性H∞鲁棒控制器更优越的性能,且易于工程实现,它将会在电力系统稳定控制中得到更多应用。     

复杂电力系统中加入控制器时阻尼的分配

对含有发电机、交直流混合输电线路、TCSC和三种控制器(PSS、DCM和TCSC附加阻尼控制)的电力系统建立线性化模型,并用此模型对单机和四机两例进行分析计算,研究其中一种控制器在另外两个控制器存在于系统时,加入系统的阻尼分配情况,得出结论:加入的阻尼大部分分配给该控制器本身环节对应的模式,小部分分配给系统的其它模式;不同控制器可使不同的非机电模式阻尼转化为机电模式阻尼;PSS安装在不同的地点、TCSC引用不同的机组Δω信号,对于DCM和TCSC加入阻尼的分配趋势无影响;PSS安装在不同的励磁机组上,对于     

可控串补(TCSC)的自适应单神经元控制

电力系统是一个高阶、强非线性系统,其模型和运行参数的不确定性给各种控制器的设计带来极大的不便,智能控制方式通过人为构造一非线性映射与被控系统进行拟合,而不需要精确的数学模型,因此具有良好的控制特性.利用单神经元设计了可控串补(TCSC)控制器,并在单机--无穷大系统中和常规PID控制器的控制效果做比较,结果表明:基于单神经元的TCSC自适应控制系统对电力系统暂态稳定性具有良好的效果.     

神经网络逆系统及其在电力系统控制中的应用

阐述和证明了基于输入输出微分方程描述的系统可逆性的充分条件,并给出了相应的解析逆系统的实现方法。文中同时研究了采用积分器和静态神经网络组成动态神经网络结构的方法,并将这种神经网络结构与逆系统理论相结合,提出了神经网络α阶逆系统的结构及其实现步骤,运用该神经网络α阶逆系统对TCSC控制器进行了设计。实际系统的仿真结果证实了所设计控制策略的有效性。     

可控串补( TCSC)的自适应单神经元控制

电力系统是一个高阶、强非线性系统,其模型和运行参数的不确定性给各种控制器的设计带来极大的不便,智能控制方式通过人为构造一非线性映射与被控系统进行拟合,而不需要精确的数学模型,因此具有良好的控制特性。利用单神经元设计了可控串补(TCSC)控制器,并在单机———无穷大系统中和常规PID控制器的控制效果做比较,结果表明:基于单神经元的TCSC自适应控制系统对电力系统暂态稳定性具有良好的效果。     

含控制器在内电力系统元件的完整结构化模型及其简化(Ⅱ):SVC、TCSC与HVDC建模应用

现代电力系统中的各元件,如发电机与高压直流输电(high voltage direct current,HVDC)、柔性交流输电等电力电子装置,均安装有控制器,当进行区域控制(或进行区域级仿真或分析)时,迫切需要含各元件控制器的完整区域模型。该文系统给出规范化建立静止无功补偿器(static var compensator,SVC)、可控串联电容补偿器(thyristor controlled series capacitor,TCSC)与HVDC元件本身模型、含元件控制器在内的元件完整模型的方法,并给出在保证微分–代数性质、保留隐动态的前提下,降低微分方程阶数与复杂性的元件简化模型,从而得到相对比较简洁的包含SVC、TCSC与HVDC等电力电子装置本身及其控制器在内的区域模型。为实时控制提供合适的区域级模型,采用的控制器(原理上)能基本覆盖当前所应用的传统的线性控制器、复杂的(可解析表达的)非线性控制器,以及神经网络逆控制那样的非解析控制器。最后还对建立的简化模型与完整模型进行仿真试验对比,验证了简化方法的有效性。     

利用LMI技术设计多机系统TCSC鲁棒控制器

可控串联电容补偿器(TCSC)装设在高压线路上可改善系统的暂态稳定性,提高线路的传输容量。指出传统的H∞控制理论在电力系统中的应用需要计算Gamma迭代的优化问题,而线性矩阵不等式(LMI)技术为多个目标控制器的设计提供了新途径,设计指标与约束条件等可表达成LMI形式,可用有效的凸优化算法得到精确解答。提出了借鉴有极点区域配置约束的混合H2/H∞问题的LMI解法,设计了应用于多机系统的TCSC的鲁棒控制器。应用安德森3机9节点系统模型测试了所提方法的鲁棒性,在测试了小规模突发事件仿真、小规模突发事件的鲁棒TCSC控制器性能的结果后表明,TCSC控制器利用LMI方法可实现鲁棒稳定和快速反应。     

TCSC次同步谐振附加阻尼控制器

针对晶闸管控制的串联补偿电容器(TCSC)无法彻底消除系统次同步谐振(SSR)的问题,基于相位补偿原理设计了TCSC的附加阻尼控制器.通过对发电机转速差信号进行适当的放大和移相,产生附加控制信号来调节TCSC的触发角,使TCSC能够在整个次同步频段提供正的电气阻尼来抑制次同步谐振.基于IEEE SSR第一标准测试系统的...     

计及广域测量系统时滞影响的TCSC控制器设计

在广域电力系统的环境下，基于相量测量单元技术的广域测量系统将引入不可忽略的时滞，这将对基于广域测量系统测量信号的广域控制器带来影响，从而对电力系统的动态特性产生重大的影响。分析了广域测量系统的通信延迟时间对可控串联电容补偿器(TCSC)非线性控制器稳定特性的影响，基于线性矩阵不等式理论设计了TCSC控制器以提高电力系统对时滞的不敏感性，线性和非线性时域仿真结果验证了所设计的TCSC控制器的有效性。