同步发电机励磁与STATCOM非线性协调控制

提出同步发电机励磁与静止同步补偿器(Static Synchronous Compensator,STATCOM)非线性协调控制方案。在研究同步发电机励磁与静止同步补偿器协调控制问题的基础上,以系统重要物理量建立多目标控制方程,并运用目标全息反馈法进行非线性协调控制设计。所提出的非线性控制方案充分考虑了同步发电机端电压、有功功率和角速度以及STATCOM接入点电压,并确保它们在非线性反馈中得到惩罚与控制,从而具有良好的动、静态性能。最后,建立系统仿真模型,进一步验证所提出方法的有效性。     

发电机励磁与TCSC的非线性协调控制

针对电力系统的稳定性问题,设计了发电机励磁系统与可控串联补偿TCSC(thysistor controlled series compensation)装置的协调控制器。该方法从发电机励磁系统与TCSC模型出发,建立了含TCSC的单机无穷大系统的四阶非线性状态空间模型,利用非线性系统的微分几何理论,将其非线性模型精确线性化。在线性化模型的基础上,考虑电力系统运行参数的不确定性,采用滑模控制理论对发电机励磁系统与TCSC进行协调控制,通过指数趋近律和准滑动模态方法,最终获得了整个系统的滑模协调控制规律。单机无穷大电力系统仿真结果表明,所设计的协调控制方法对电力系统的扰动具有良好的适应性和鲁棒性,提高了电力系统的稳定性。     

STATCOM与发电机励磁的多指标协调控制

针对单机无穷大系统,使用多指标非线性控制方法,建立6阶非线性数学模型,实现凸极式发电机励磁与STATCOM的协调控制。从STATCOM内部结构入手,采用STATCOM的脉冲控制角θ和STATCOM超前系统电压角α为控制量,克服了以往的STATCOM模型的约束条件,提高了STATCOM与发电机励磁协调控制的动、静态性能。仿真结果同线性最优控制方法比较,并验证了所建STATCOM模型和所求非线性控制率u的合理性和有效性。     

多机系统中STATCOM与发电机励磁的非线性分散协调控制设计

针对含静止同步补偿器(static synchronous compensator,STATCOM)的多机系统中,STATCOM与发电机励磁协调控制问题,引用目标全息反馈方法,进行非线性协调控制设计。首先,建立了多机系统下含STATCOM的微分代数模型;其次,运用目标全息反馈方法,设计出STATCOM与励磁的分散协调控制律。该控制律仅需要测量控制对象的本地物理量,不需要采集异地物理量,具有很好的鲁棒性。控制律设计过程中发现,目标全息反馈方法不仅适用于非线性微分系统的控制问题,同样适用于非线性微分代数系统控制律的设计。最后,以3机9节点系统为例,进行仿真验证所提方案的有效性。仿真结果表明,多种扰动类型下,该控制律不仅能很好改善系统功角稳定,而且能保证发电机端电压和STATCOM连接点电压快速实现无差调节。     

基于目标全息反馈的STATCOM与发电机励磁的多目标非线性协调控制

针对以往静止同步补偿器（STATCOM）数学模型具有较多约束条件的问题,以STATCOM内部并联电容的直流电压Udc为切入点,采用STATCOM的脉冲控制角 和STATCOM超前系统电压角 为控制量,提出一种新型的STATCOM数学模型。借助非线性多目标控制设计理念,选取6个跟踪状态目标;基于目标全息反馈控制原理,将非线性系统的多目标控制问题转换到线性系统中,得到包含全部控制目标反馈信息的非线性控制律 ,完成了凸极式发电机励磁与STATCOM协调控制策略的设计,并通过单机无穷大系统对其进行暂态仿真。仿真结果表明：利用目标全息反馈非线性控制设计方法设计的协调控制律能较好地改善发电机的输出特性,有效地抑制系统电压的静态偏移,改善电力系统的暂态稳定性,提升系统协调控制的动、静态性能。     

TCSC与水轮发电机励磁和水门的多指标非线性协调控制

采用多指标非线性控制设计方法，对TCSC与水轮发电机的励磁和水门进行了协调控制设计。设计过程表明：多指标非线性设计方法能较好地解决多输入多输出高阶非线性控制系统的设计问题，并且对于具有非最小相位环节的水轮发电机非线性控制系统也能有效地解决其设计问题。文中所设计的多指标非线性协调控制律能有效地协调系统各状态量的动、静态性能，既提高了系统的稳定运行能力，改善了系统各状态量的动态响应特性，又能很好地保证机端电压、有功输出和TCSC阻抗这些反应系统输出特性状态量的控制精度。仿真结果表明：TCSC与发电机进行协调控制，有利于提高系统的稳定运行能力，因此，在一次系统电气特性允许的情况下，应考虑将TCSC的安装地点尽量选择在靠近发电厂一侧，以便实施TCSC与发电机的协调控制。     

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。     

发电机励磁与高压直流输电的协调控制

针对包含励磁控制的发电机与高压直流输电的交直流互联系统,设计了发电机励磁与高压直流输电的协调控制器。首先建立整个系统的数学模型,然后利用非线性控制理论将系统精确线性化,并结合最优协调控制理论得出协调控制规律。最后应用EMTDC程序进行仿真,结果表明,上述协调控制器能有效地提高整个系统的稳定性。     

基于自适应反演算法的电力系统发电机励磁绕组协调控制研究

为解决电力系统发电机励磁绕组受突加负载与突卸负载影响而容易出现协调控制效果较差的问题,提出基于自适应反演算法的电力系统发电机励磁绕组协调控制研究。依据电力系统发电机励磁绕组结构,在系统空载状态下对励磁进行补偿控制。采用自适应反演算法,获取协调控制实际输入控制率,并设计电力系统控制原则。确定机组整体模型中相应参数,实现电力系统发电机励磁绕组协调控制。实验结果表明,该控制方法在突加负载和突卸负载影响下电压保持平稳,为电力系统稳定运行奠定了基础。     

基于反馈线性化的非线性鲁棒协调励磁控制

提出了结合直接反馈线性化（DFL）和非线性鲁棒控制理论的协调励磁控制器设计方法。DFL从系统的输出方程出发,直接指定含输入量的方程为虚拟控制量,实现系统的线性化。非线性鲁棒协调控制在考虑了系统存在非线性、模型误差、不确定干扰等特点的同时,还考虑了由于负载或调速变化等因素影响时出现的发电机端电压偏移的问题,在以功角为控制目标的控制律中引入了发电机端电压反馈,从而解决了端电压可能存在的偏移问题。仿真分析显示,该控制律既能很好地提高发电机端电压控制精度,又能有效地提高发电机组的运行稳定性,并能对干扰进行有效地抑制。     

同步发电机暂态过程励磁和快关协调非线性控制

基于非线性系统大范围线性化和李雅普诺夫稳定理论，研究同步发电机暂态过程励磁和快关协调控制，考虑了系统的非线性结构和控制量的受约束特性，仿真结果检验了方法的有效性和正确性。     

基于Hamilton理论改善多机系统暂态稳定性的励磁与SVC协调控制

基于伪广义哈密尔顿(Hamilton)理论设计了一般仿射非线性系统的镇定控制器,进而将包含静止无功补偿器(SVC)和发电机励磁的多机系统表示为伪广义Hamilton形式,该系统考虑了转移电导和SVC动态过程的影响.从能量的观点出发,利用鲁棒L2方法设计了发电机励磁和SVC非线性协调控制策略,并将该控制策略表示为易于量测...     

基于目标全息反馈的STATCOM/SMES非线性多目标协调控制

为实现静止同步补偿器（STATCOM）与超导磁储能系统（SMES）的有效集成,选用STATCOM的PMW控制角θ和STATCOM滞后系统电压角α为控制量,建立新型STATCOM/SMES装置数学模型,有效解决STATCOM有功功率补偿不足的问题;借助非线性多目标全息反馈控制原理,选取7个跟踪状态目标,完成STATCOM/SMES协调控制策略设计,得到包含全部控制目标反馈信息的非线性控制律u,并利用单机无穷大系统进行暂态仿真。仿真结果表明,该控制策略能充分发挥STATCOM/SMES装置的快速有功、无功功率补偿功能,改善发电机输出特性,保障电能传输质量,提升系统的动、静态协调控制性能。     

基于非线性预测控制算法的发电机励磁与快速汽门协调控制

在非线性预测控制理论的基础上,提出了基于多目标方程的综合预测模型.采用发电机功角和机端电压输出方程为预测模型对各状态变量进行预测,在线滚动优化求出含有预测信息的励磁与快控汽门协调控制规律.通过建立预测模型方式,较好地解决了发电机状态方程非线性、时变的问题;通过对多目标系统综合求解,实现发电机组励磁与快速汽门系统的相互关联、协调控制.对单机无穷大系统的计算机仿真结果表明,采用此算法提高了系统的暂态稳定性和电压稳定性,增强了系统在故障后的动态品质.     

非线性状态PI汽门控制器的研究

针对电力系统的强非线性和不确定性,设计了非线性状态PI汽门控制器。直接对其不确定对象进行设计,避免了反馈线性化非线性汽门控制由于数学模型的误差而影响控制器性能的缺点。所得的控制规律与系统运行点和网络结构完全无关,同时控制器本身结构简单,仅需发电机局部信息,易于在多机系统中实现分散协调控制。仿真计算表明,非线性状态PI汽门控制器能有效地提高系统的暂态稳定性。     

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。     

基于非线性预测控制算法的发电机励磁与快速汽门协调控制

在非线性预测控制理论的基础上,提出了基于多目标方程的综合预测模型。采用发电机功角和机端电压输出方程为预测模型对各状态变量进行预测,在线滚动优化求出含有预测信息的励磁与快控汽门协调控制规律。通过建立预测模型方式,较好地解决了发电机状态方程非线性、时变的问题;通过对多目标系统综合求解,实现发电机组励磁与快速汽门系统的相互关联、协调控制。对单机无穷大系统的计算机仿真结果表明,采用此算法提高了系统的暂态稳定性和电压稳定性,增强了系统在故障后的动态品质。     

SVC与发电机励磁无源协调Backstepping控制

采用无源协调性的思想方法,对发电机励磁和静止无功补偿器(SVC)同时进行协调控制和调节.利用Backstepping的设计方法得到SVC的控制设计,并根据协调无源性的特点,得到了发电机励磁的控制,使整个系统的功角和电压达到双重稳定的效果.由于整个设计过程没有采用任何线性化的处理,充分利用了系统的非线性,保证了本文所提出的控制律在非线性系统中的适用性.利用单机无穷大系统进行研究,仿真结果证实了本文所提出的控制律的有效性和正确性.     

静止同步补偿装置与发电机励磁的无源协调反步控制设计

针对具有静止同步补偿装置(static synchronous compensator,STATCOM)的单机无穷大系统,研究了发电机励磁无源协调控制,采用耗散性和无源性理论的反步设计方法构造了系统的存储函数。根据协调无源性的特点,得到了STATCOM与发电机励磁协调控制器,使得系统在STATCOM和励磁的共同作用下,保持系统功角和电压的稳定。设计过程充分利用了系统的非线性性质,不采用任何线性化的处理,保证了所提出的控制律在非线性系统中的适用性,并有效地提高了电力系统的暂态稳定性能。仿真结果证实了该控制律的有效性和正确性。     

一种新的优化协调控制在轻型直流输电中的应用

轻型直流输电是一种新型的直流传输技术，采用电压源型(VSC)换流站以及PWM控制技术。建立了轻型直流输电系统模型，提出一种在发电机励磁和轻型直流输电之间优化协调控制方法，用于改善系统暂态稳定和抑制系统故障后振荡。作为算例，该协调控制方法被用于含有轻型直流输电的多机系统，并将该优化协调控制与发电机励磁、轻型直流输电系统相互独立的控制做一比较，仿真结果表明，在系统大小扰动下，该控制能够给系统提供更好的阻尼特性。