VSC的FACTS元件对动态电能质量的影响

鉴于目前研究的FACTS装置很大一部分运用到VSC这一事实,介绍了基于VSC的UPFC,HVDC和SMES的原理和工作过程,利用PSCAD/EMTDC软件包分别建立了它们的时域模型;从动态电能质量的角度出发,分析在系统稳态、遭受两相短路故障、输电线路雷击和系统含谐波源情况下,基于VSC的UPFC,HVDC和SMES装置对动态电能质量的影响。将其结果与未安装这些FACTS装置下的波形进行比较,结果表明,采用基于VSC的UPFC,HVDC和SMES技术将使系统动态电能质量得到改善。     

二自由度轴盘扭振系统的极限环稳定性控制

建立一类含非线性阻尼的二自由度轴盘扭振系统的动力学方程,根据Hopf定理确定非线性系统的分岔临界点,并采用数值模拟的方法分析在非线性阻尼变化时系统产生极限环的稳定性。针对未受控系统极限环不稳定而引起的失稳振荡问题,引入非线性状态反馈控制器,运用多尺度法求取非线性系统分岔点处的规范形,并给出控制极限环稳定性的反馈增益。仿真表明,该控制器能有效的控制系统极限环的稳定性。     

电磁轴承系统刚度与阻尼特性的研究

电磁轴承系统中控制器的参数影响着系统的刚度和阻尼的基本特征,轴承刚度和阻尼特性决定了轴承的基本性能.在Maxwell电磁力公式基础上,分析了控制参数与轴承刚度和阻尼的的关系,得到了刚度、阻尼与控制参数之间的线性与非线线性关系解析解,并推导了在PID控制器作用下,电磁轴承系统的线性刚度.     

附加阻尼控制静止无功补偿器对含风电互联系统阻尼特性的影响

静止无功补偿器(SVC)通常用于改善系统电压稳定性,但采用附加阻尼控制(ADC)后也可以抑制系统低频振荡。当互联电力系统中并网风电场装机渗透率达到一定水平后,区域间低频振荡就成为制约区域间电力传输能力和容纳风电能力的瓶颈,采用有ADC的SVC(简称ADC-SVC)有助于增加系统阻尼进而在相当程度上解决这一问题。在此背景下,研究ADC-SVC对含双馈感应风力发电机组(DFIG)的互联电力系统阻尼特性的影响。首先,简要介绍了DFIG的数学模型,导出了在转子电流限制条件下DFIG的无功功率极限。之后,分析了在含SVC的互联系统中与区域模式振荡相关的暂态能量。在上述工作基础上,针对SVC设计了用于改善系统阻尼特性的ADC,并采用特征根灵敏度法确定控制器参数。最后,以IEEE 2区域4机系统为例,分析了SVC电压控制增益与ADC增益对系统阻尼的影响,研究了ADC采用不同输入信号时的系统阻尼特性,并对比分析了不采用SVC、采用传统SVC和ADC-SVC的效果。仿真结果表明,ADC-SVC能有效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区域间振荡模式具有较好的鲁棒性。     

一种柔性悬索结构的建模与控制

针对悬索结构强非线性和大滞后的特点,提出了一种基于铰接的弹簧阻尼系统柔性悬索的离散模型,此模型包含了悬索刚度、内部阻尼、重力及风扰等信息．在此基础上,建立了由悬索和控制器组成的悬索控制系统的数学表达式,并采用四阶Runge Kutta方法对风扰作用下的悬索控制系统进行了数值仿真,表明此模型和控制方法的有效性．     

具有执行器饱和系统的控制器设计理论及应用研究

在实际的控制系统中，带有执行器饱和系统是一类常见的非线性系统，如果仅用传统的线性方法对系统控制，执行器的饱和将使系统的动态性能降低，甚至导致闭环系统不稳定。为了降低饱和对闭环系统的影响．本文设计了由非线性控制律和PID控制器两部分组合而成的控制器。非线性部分使闭环系统输出达到设定值时有较大阻尼率以降低超调量。本方法应用于伺服跟踪系统，仿真结果表明了该方法的有效性。     

长航时惯导系统的模糊控制内阻尼算法

针对惯导系统长时间工作时导航误差舒拉振荡幅度随时间发散的问题,提出了一种适用于长航时惯导系统的内阻尼算法.设计了二阶阻尼网络,采用模糊控制器判断载体当前时刻的运动状态,制定数据融合策略,控制惯导系统在无阻尼与内阻尼状态之间切换.算法利用满足内阻尼条件时刻的惯导速度作为参考进行阻尼,摆脱了对外部信息的依赖,保证了惯导系统工作的自主性.海上试验结果表明,该算法明显地抑制了导航误差的舒拉周期振荡,可有效提高长航时惯导系统的导航精度.     

基于EL模型的三相永磁同步电动机无源控制

基于三相永磁同步电动机（PMSM）在两相同步旋转坐标系中的数学模型,得到PMSM的欧拉-拉格朗日（EL）模型。利用EL模型研究了PMSM的无源性和耗散性。基于PMSM的无源性,提出了一种新的基于误差状态变量的阻尼注入方法,利用该方法设计了系统无源控制器。该无源控制器可加速系统的响应,使系统具有良好的动、静性能。建立了PMSM的MATLAB／Simulink环境下无源控制系统仿真模型,仿真结果表明提出的利用误差状态变量的阻尼注入方法设计无源控制器是可行的。     

可消除负阻尼的励磁控制器

基于控制对象的数学模型和功角振荡的机理，提出了一种可消除负阻尼的励磁控制器，应用Simulink对其效果进行了仿真研究，结果表明，此调节器能有效地增加系统的阻尼，提高系统的稳定性，并具有较强的鲁棒性。     

大规模海上风电场经HVDC并网引发轴系扭振分析与抑制

大规模海上风电场经HVDC输电可提高其输电效率,但当风机轴系考虑为两质块模型时,直流整流侧的控制方式有可能向附近的风机引入负阻尼,将导致风机轴系扭振,影响系统的安全稳定运行。本文首先分析风机轴系扭振产生机理,通过复转矩系数法得到系统的电气阻尼系数,以判断固有扭振频率下的系统稳定性;然后计算出待补偿的电磁转矩和风机转子转速的相角差;最后通过设计附加阻尼控制器抑制风机轴系扭振。在PSCAD程序中搭建风电场经HVDC并网模型进行仿真分析,分析结果表明系统加入阻尼控制器后,风机轴系扭振迅速衰减,控制器的加入有效增大了系统阻尼比。此研究分析为大规模海上风电场通过HVDC并网提供了理论基础。     

基于端口哈密顿系统与PI控制原理的异步电动机转速调节

针对功率变换器和异步电动机构成的传动系统,利用能量成形与端口受控哈密顿（PCH）系统理论,研究其速度控制问题。建立了异步电动机的PCH系统模型,并构建了期望的闭环状态误差PCH系统。根据转子磁场定向原理,确定了期望的平衡点,并用Lyapunou稳定性定理分了平衡点的稳定性。利用互联和阻尼配置方法,设计了负载恒定已知和有扰动情况下的速度控制器。负载扰动通过速度误差的比例积分控制来估计。利用电压空间矢量脉宽调制（SVPWM）信号变换控制功率变换器各开关器件的导通占空比,实现异步电动机的速度调节。仿真结果表明,系统具有很好的负载扰动抑制能力和转速跟踪性能。     

直线电动机迭代学习控制方法的仿真研究

直线电动机是一种多变量、非线性的控制系统,采用经典的PID控制难以得到满意的控制效果,为此设计一个基于前馈辅助PID控制器的神经网络（PIDNN）控制系统.该控制系统的结构主要由一个反馈和一个前馈构成,反馈是PID控制,为系统提供稳定性;前馈为ILC控制,作为对系统的非线性、未知的动力和扰动的前馈补偿.在Matlab环境下,对所提出的方案进行了仿真实验,并与传统PID进行比较.结果表明,该方案能够有效地提高系统的速度和位置的跟踪性能,并验证了采用智能前馈控制的优势.该系统适合应用于大量重复的运动轨迹系统.     

风电传动系统的参数自整定PID控制仿真分析

新型风电机组传动系统的控制主要取决于液力机械部分的控制。由于风速具有非线性、时变不确定性,难以建立精确的数学模型,应用常规PID控制器不能达到理想的控制效果。提出应用参数自整定模糊PID控制器对液力机械部分进行控制仿真,首先根据风电机组传动系统特点,对风电传动系统建立数学模型,然后通过不同风速经由新型传动系统,得到发电机输入转速、功率、扭矩。实验表明,应用参数自整定模糊PID控制器能对风电传动系统进行较好的控制。     

模糊控制技术在空调系统中的应用

本文从实际工程出发,对沈阳某智能大厦A区空调系统的控制策略进行改进,对于空调机组（AHU）,利用模糊自适应PID控制代替不够理想的PID控制,从而实现对具有非线性、时变性、干扰大、大滞后因素和不确定随机干扰因素的系统优化控制。较原来的PID控制策略有着收敛速度快、过渡时间短、超调量小、适应能力强等优点,并且节约了能源。     

基于哈密顿系统原理的PMSM自适应阻尼注入控制

基于能量成形和端口受控哈密顿（PCH）系统原理,针对永磁同步电机（PMSM）参数不确定性所引起的转速误差,利用自适应阻尼注入控制方法,设计了负载转矩恒定已知和未知情况下的控制器。采用最大转矩/电流（MTPA）控制原理确定系统期望平衡点,并分析其稳定性。仿真结果表明,将自适应阻尼注入控制方法应用到PMSM的PCH控制中,对参数不确定性所引起的转速误差具有很好的抑制作用,从而使系统具有较好的转速跟踪性能。     

双馈感应电动机的状态误差端口哈密顿建模和控制

针对负载转矩已知和未知情况,本文采用端口受控哈密顿(port-controlled Hamiltonian,PCH)方法,分别研究了双馈感应电机(doubly-fed induction machine,DFIM)哈密顿建模与控制问题,建立了双馈感应电机的PCH模型,给出了期望的闭环系统PCH结构,选取了期望的闭环哈密顿函数,采用能量成形、阻尼注入和互联配置的方法设计出系统控制器,并且在负载转矩未知时设计负载转矩观测器。通过Matlab/simulink进行仿真验证,仿真结果表明,系统动态响应比较快,具有较好的稳态性能和速度跟踪性能。证明所提出的PCH控制方法是有效的。     

呼辽直流控制系统对电气阻尼特性的影响分析

基于电磁暂态仿真平台PSCAD/EMTDC建立了呼辽±500kV高压直流输电系统现场模型,进而运用时域仿真实现的复转矩系数法--测试信号法计算出了发电机组在次同步频率范围内的电气阻尼特性曲线,并重点研究了整流侧控制方式(定电流控制和定功率控制)及参数(比例放大系数K和积分时间常数T)对汽轮发电机组的电气阻尼特性的影响规...     

Coordinated and uncoordinated design of LFO damping controllers with IPFC and PSS using ICA and SFLA

A single machine-infinite-bus(SMIB) system including the interline power flow controllers(IPFCs) and the power system stabilizer(PSS) controller is addressed. The linearized system model is considered for investigating the interactions among IPFC and PSS controllers. To improve the stability of whole system again different disturbances, a lead-lag controller is considered to produce supplementary signal. The proposed supplementary controller is implemented to improve the damping of the power system low frequency oscillations(LFOs). Imperialist optimization algorithm(ICA) and shuffled frog leaping algorithm(SFLA) are implemented to search for optimal supplementary controllers and PSS parameters. Moreover, singular value decomposition(SVD) method is utilized to select the most effective damping control signal of IPFC lead-lag controllers. To evaluate the system performance, different operating conditions are considered. Reponses of system in five modes including uncoordinated and coordinated modes of IPFC and PSS using ICA and SFLA are studied and compared. Considering the results, response of system without controller shows the highest overshoot and the longest settling time for rotor angel at the different operating conditions. In this mode of system, rotor speed has the highest overshoot. Rotor angel in the system with only PSS includes lower overshoot and oscillation than system without controller. When PSS is only implemented, rotor speed deviation has the longest settling time. Rotor speed deviation in the uncoordinated mode of IPFC and PSS shows lower overshoot than system with only PSS and without controller. It is noticeable that in this mode, rotor angel has higher overshoot than system with only PSS. The superiority of the suggested ICA-based coordinated controllers is obvious compared with SFLA-based coordinated controllers and other system modes. Responses of coordinated PSS and IPFC SFLA-based supplementary controllers include higher peak amplitude and longer settling time compared with coordinated IPFC and PSS ICA-based controllers. This comparison shows that overshoots, undershoots and the settling times are reduced considerably in coordinated mode of IPFC based controller and PSS using ICA. Analysis of the system performance shows that the proposed method has excellent response to different faults in power system.     

时滞不稳定过程PID控制器直接设计法

直接在时域上设计时滞不稳定过程比例积分微分（PID）控制器。采取双回路三环节的控制结构,目标是优化两个时域指标-阻尼系数和积分增益。然后,合并三个环节得到设定值加权PID控制器。仿真表明该方法是有效的,具有好的鲁棒稳定性和性能。     

Gravitational search algorithm for coordinated design of PSS and TCSC as damping controller

A newly developed heuristic global optimization algorithm, called gravitational search algorithm (GSA), was introduced and applied for simultaneously coordinated designing of power system stabilizer (PSS) and thyristor controlled series capacitor (TCSC) as a damping controller in the multi-machine power system. The coordinated design problem of PSS and TCSC controllers over a wide range of loading conditions is formulated as a multi-objective optimization problem which is the aggregation of two objectives related to damping ratio and damping factor. By minimizing the objective function with oscillation, the characteristics between areas are contained and hence the interactions among the PSS and TCSC controller under transient conditions are modified. For evaluation of effectiveness and robustness of proposed controllers, the performance was tested on a weakly connected power system subjected to different disturbances, loading conditions and system parameter variations. The eigenvalues analysis and nonlinear simulation results demonstrate the high performance of proposed controllers which is able to provide efficient damping of low frequency oscillations.