多机电力系统模糊自适应控制

发电机组的励磁控制对于提高电力系统的暂态稳定性起着至关重要的作用.针对多机电力系统励磁控制模型,设计模糊自适应控制器.考虑到电力系统的状态不可测及多变量、非线性等特点,设计状态观测器,而后根据多机电力系统互联的实际情况,运用蚁群算法的寻优功能优化模糊规则,一定程度上改善了多变量系统控制中模糊规则繁多的问题.此方法使系统在保证了良好暂态稳定性的同时,降低了控制器的设计难度.仿真结果表明所设计的控制器能够快速有效地改善系统在大干扰下的暂态稳定性.     

多机电力系统自适应模糊稳定器的协调

本文提出了一种多机系统模糊稳定器的逆调－顺调协调方法。受扰后，对频率偏移振幅大的机组采用逆调；而频率偏移振幅小的采用顺调。所提的自适应模糊稳定器使调节方式随着频率偏移振幅的变化而变化。仿真试验证明了所提方法的有效性。     

模糊自适应控制在电力系统中的应用初探

本文就模糊自适应控制在电力系统中的应用作了一些初探，并在此基础上采用了部分解耦控制，从而能实现有功，无功分别调节。对以上的研究，作者作了数字机模拟，其结果与设想基本吻合，并且证明了系统的抗干扰能力有所提高。     

多机电力系统间接自适应模糊分散 H∞ 控制研究

针对多机电力系统励磁控制模型,考虑到系统的多变量、强耦合非线性等特性,提出了基于模糊逼近的间接自适应模糊分散H∞跟踪控制方案。该方案通过构建模糊自适应系统来逼近未知函数,然后设计H∞补偿器来抵消外部扰动和模糊逼近误差,从而实现了对多机电力系统的稳定性控制并且具有H∞性能。仿真结果表明,当多机电力系统发生三相可恢复故障和三相不可恢复故障时,发电机的转子运行角趋于某一固定值,相对转速和跟踪误差都趋于零。所提方案与电力系统稳定器(PSS)方案对比可知,PSS方案虽然能使系统稳定,但是其超调量大、过渡时间长,而所提方案不仅可以使系统在故障之后迅速稳定,而且超调量更小。     

多机电力系统模糊稳定器的协调

本文提出一种新的控制方法，解决了多机电力系统模糊稳定器之间的协调问题，该法由逆调、顺调组成、对受扰后频率偏移振幅大的机组采用逆调，而频率偏移振幅小的采用顺调。仿真计算证明了所提方法的有效性。     

多机电力系统参数自适应控制的设计理论与方法

针对一般形式的多输入多输出（MIMO）非线性微分代数系统的跟踪和系统参数的不确定性，利用M导数和M括号及其MIMO反馈线性化技术，在当系统的M关系度小于系统的阶数及其满足某些指定的条件下，得到微分代数系统模型的标准形式。根据线性系统控制理论及其跟踪目标的要求，给出了一般非线性控制规律的表达式。考虑到实际系统中的参数不确定性或未知性，难以预先构造非线性反馈控制规律来保证整个系统的稳定性，对于微分代数系统中存在参数不确定时，运用Lyapunov稳定性理论方法，采用适当的参数自适应方法来估计未知的不确定的参数值并加以修正，很好地实现了系统跟踪的控制目的。     

多机电力系统参数自适应控制设计的模型与应用

针对具有非线性负荷的多机电力系统（MMEPS）励磁控制的跟踪和系统参数的不确定，采用非线性分代数系统（DNAS）的反馈线性化技术，得到相应的以电磁功率作为输入量的标准化控制方程，并给出相应的非线性控制规律的表达式，提出了参数自适应控制方程，并得到相应的非线性控制器的表达式，实现了具有非线性负荷的MMEPS的目标跟踪及其稳定性。     

基于ESO-backstepping的多机电力系统非线性鲁棒励磁解耦控制

通过构造扩张状态观测器(extended state observer,ESO)对发电机励磁系统模型误差和不确定外扰进行动态补偿,并运用反步法对补偿后的模型设计非线性解耦控制律。由于该方法对系统模型的非线性部分有选择地利用ESO进行动态补偿,既避免了运用反步法设计时自适应参数的引入,又能充分利用系统的特性,减轻ESO的估计负担,有效地兼顾了控制器鲁棒性及控制精度这两方面的要求。仿真表明：该方法鲁棒性强,参数易于选取,与比例–积分–微分(proportion-integration- differentiation,PID)+电力系统稳定(power system stabilizer,PSS)控制器励磁控制器相比较,具有更为优秀的动态品质,方法简单有效。     

模糊逻辑稳定器在多机电力系统环境下的应用

本文述了多机环境下基于模糊的电力系统稳定器应用。     

基于观测器的仿射型多机耦合电力系统H∞模糊跟踪控制

模型未知的仿射型多机耦合电力系统用一系列T-S模糊模型逼近,且模糊模型的结论部分具有常数偏差项.由于系统状态具有不可测性,采用模糊观测器来估计系统的状态.基于该系列模糊模型和观测器,考虑仿射模型固有的常数项偏差,提出一种新型模糊跟踪控制方法,并用线性矩阵不等式的凸优化方法求解控制器参数,实现了仿射型多机耦合电力系统的稳定跟踪控制.仿真验证了方案的有效性.     

免疫遗传算法在多机电力系统PSS参数优化中的运用

电力系统稳定器参数的优化对于抑制多机电力系统低频振荡具有非常重要的意义。运用免疫遗传算法对多机系统PSS参数进行优化,将免疫操作融入基本的遗传算法中,运用免疫二次应答原理有效抑制了参数抗体在交叉、变异过程中的退化现象,提高了寻优过程的收敛性和稳定性。算例表明,采用免疫遗传算法对PSS参数优化其收敛性、计算时间和稳定性方面都优于传统遗传算法,将经过参数优化后的PSS加装到系统中,不反可以克服低频振荡现象,而且使系统的稳定性大幅度增强。     

An adaptive neuro-control approach for multi-machine power systems

We investigate an adaptive neuro-control approach, namely goal representation heuristic dynamic programming (GrHDP), and study the nonlinear optimal control on the multi-machine power system. Compared with the conventional control approaches, the proposed controller conducts the adaptive learning control and assumes unknown of the power system mathematic model. Besides, the proposed design can provide an adaptive reward signal that guides the power system dynamic performance over time. In this paper, we integrate the novel neuro-controller into the multi-machine power system and provide adaptive supplementary control signals. For fair comparative studies, we include the control performance with the conventional heuristic dynamic programming (HDP) approach under the same conditions. The damping performances with and without the conventional power system stabilizer (PSS) are also presented for comparison. Simulation results verify that the investigated neuro-controller can achieve improved performance in terms of the transient stability and robustness under different fault conditions.     

快速求解多机系统机电振荡模式的新算法

提出了一种快速求解多机系统机电振荡模式的新方法,既能避免维数灾问题又能防止出现丢根现象。首先,通过建立发电机的经典模型,计算出多机系统的各振荡模式(特征根虚部)和振荡模态(特征向量);再用等值阻尼系统表示发电机的励磁控制作用对机电振荡模式的影响,推导出只用机组惯性常数M和阻尼系数D及相应的特征向量表示的机电模式的实部估算公式,由此公式估算出相应的实部,从而得到各振荡模式的特征根的初值;根据Heffron-Phillips全系统的状态矩阵和已经估算出的特征根,用反幂法快速求出系统状态矩阵的根,即为此多机系统的全部机电模式特征根。最后,用ENGLAND10机系统算例证明了该方法的有效性。     

基于Hamilton能量整形的多机电力系统励磁控制

基于广义Hamilton理论,提出将非线性微分-代数系统表示为一种改进的Hamilton系统的实现方法.通过重构结构矩阵,对所提系统的Hamilton函数进行能量整形,给出了镇定控制器的设计方法.以此为基础,研究了结构保留多机电力系统的Hamilton实现问题,运用能量整形方法,提出了可作为系统Lyapunov函数的H...     

带杂交、变异因子的自适应蚁群算法在电力系统无功优化中的应用

蚁群算法是一种通用仿生算法 ,可求解传统方法难以解决的非凸、非线性、非连续的优化问题。本文针对基本算法的缺点 ,结合遗传算法和自适应思想对其进行改进 ,并应用于电力系统无功优化问题。通过IEEE6结点算例和某地区一个实际配电网算例 ,验证了算法的有效性     

基于Hamilton理论的广域非线性时滞多机电力系统的稳定与控制

针对非线性时滞多机电力系统,将局域信号与远程信号都纳入控制器设计中,根据全局条件下信号时滞的差异性,建立广域时滞非线性多机电力系统的端口可控Hamilton (PCH)模型。该模型以汽门开度为控制量,考虑了扰动给系统带来的影响。以此模型为基础,针对某个形式的H函数给出了含有该H函数作为部分能量函数的Lyapunov泛函及一系列相应的稳定条件。通过“能量整形”技术,将一般电力系统的PCH模型转化为具有特定形式H函数的PCH模型,并应用给出的稳定条件设计相应的全状态反馈控制。最后以3机9节点系统为例,以时域仿真的结果验证了扰动下非线性时滞控制器的有效性。     

Decentralized nonlinear coordinated excitation and steam valve adaptive control for multi-machine power systems

In this paper, a decentralized nonlinear coordinated excitation and steam valve adaptive control combined with a modified high-order sliding mode differentiator is designed for multi-machine power system stability enhancement. The proposed control scheme is based on Lyapunov’s direct method and requires only local information on the physically available measurements of relative angular speed, active electric power and terminal voltage with the assumption that the power angle and mechanical power input are not available for measurement. Each synchronous generator is considered as a classical fifth order model that includes turbine dynamics. The simplicity of the proposed scheme and its robustness with respect to large perturbations, change in operating point and parameter uncertainties constitute the main positive features. Simulation results in the case of the Kundur 4-machines 2-area power system show the effectiveness, robustness and superiority of the proposed scheme over the classical AVR/PSS.     

模糊自适应滑模变结构控制及其在功率放大器中应用

针对目前使用的电力电子器件构成的功率放大器,提出一种新的基于模糊自适应的滑模变结构控制方法。该方法不仅充分体现了滑模控制的优势,克服了其他控制方法动态响应性能不好、总谐波畸变率较大、鲁棒性差等缺陷,而且因为增加了模糊自适应理论,改善了滑模变结构控制方法中的切换控制所产生的抖振。模糊自适应控制器由模糊化、规则库、模糊推理和反模糊化4部分组成。选择可解决学习算法收敛速度慢问题的模糊基函数作为模糊自适应控制函数,在非线性函数的基础上,对系统进行一系列基函数展开,通过参考值和反馈输出之间的误差不断修正基函数的权,从而达到学习的目的。仿真和试验结果表明该控制策略对系统参数和负载扰动具有很强的鲁棒性,系统动、静态性能良好。     

基于最小二乘法的最优自适应电力系统稳定器

针对电力系统的强非线性特征及其运行过程中易受扰动的特点,采用基于系统辨识的自适应控制方法,通过选取合适的线性模型对典型的电力系统进行线性化处理,研究了对一般最小二乘法的改进,并结合最优自适应控制方法,设计出一种新型的最优自适应电力系统稳定器.在单机-无穷大系统中将其与传统的电力系统稳定器分别进行仿真.结果表明,在系统受到多种扰动时,这种最优自适应电力系统稳定器都能够有效地抑制低频振荡,使系统迅速恢复稳定运行,从而显示出了该最优自适应电力系统稳定器的设计具有理论研究和实际应用价值.