多机电力系统励磁控制的人工神经网络逆系统方法

基于各发电机的完整的实用三阶模型，通过将发电机内部的不可测变量转化为发电机端的可测变量，在未做任何近似或简化的情况下，实现了仅采用本地可测量的多机系统中各发电机励磁控制的精确线性化。在具体的励磁控制器设计中，选取机端电压作为被控量再附加电力系统稳定器(PSS)环节进行辅助控制，使得同时满足系统对电压稳定性和功角稳定性的控制要求；采用人工神经网络(ANN)逆系统方法实现精确线性化，避免了对系统精确数学模型的依赖，使文中方法更实用。针对一个2区域4机系统的仿真结果表明，安装ANN逆励磁控制器可以极大地提高被控机组的稳定性能，同时，全系统的稳定性也可以得到明显的提高。     

发电机励磁与SVC的非线性控制设计

基于非线性控制系统的反馈线性化技术理论方法，提出了电力系统静止无功补偿器(SVC)与发电机励磁控制的线性化设计。该控制方法可以同时满足发电机功角稳定和SVC节点处电压稳定控制两个目标。仿真结果表明，采用该方法设计的控制器可取得很好的控制效果。     

基于输入-输出线性化的交流励磁发电机控制

根据单机无穷大系统中交流发电机(ACEG)的状态方程,推导出ACEG的四阶控制模型。基于模型的多变量、非线性,将输入-输出线性化理论应用到交流励磁发电机的控制中,得到输入-输出线性化方程。对线性方程用线性最优控制,得出以发电机功角、有功功率和无功功率为反馈控制量的非线性励磁控制规律。对线性化中重要的零动态问题进行了研究,保证所得控制系统的稳定性。单机无穷大系统仿真结果表明,这种输入-输出线性化的控制对增强系统稳定性具有一定的作用。     

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。     

多目标励磁控制的神经网络逆系统方法

根据逆系统理论分别分析了以机端电压和功角为被控量的励磁系统的可逆性，并采用不同的神经网络逆系统结构实现了对单目标量的励磁控制，针对单目标励磁控制不能够同时改善功角稳定性和机端电压稳定性的不足，在以机端电压为被控量的神经网络逆系统结构中引入功角偏差反馈信号，设计了多目标神经网络励磁控制器，研究结果表明，应用该系统能够实现多目标励磁控制，综合性能优于目标的神经网络逆系统控制方法和常规PSS控制方法。     

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。     

简化测量通道的优化励磁控制

该文将常规最优励磁控制方式与PID励磁控制和PSS的特点相结合，提出了使用系统部分可测量及其微分量以构成一组状态反馈量的优化励磁控制的设计方法，简化了控制器的测量通道。文中建立了该控制系统的动态方程，计算了输电系统在该控制方式下的静态稳定性、暂态稳定性和动态特性，并与对应的常规最优励磁控制方式进行了比较。结果表明，所提出的简化测量通道优化励磁控制方式较常规最优励磁控制方式的性能更为优越，并由于简化了测量通道，实现起来更加容易。     

计及动态负荷的电力系统静止无功补偿器(SVC)与发电机励磁控制

基于微分代数控制系统的反馈线性化方法，进一步研究了具有非线性负荷的电力系统中静止无功补偿器(Static var compensator，SVC)和发电机三阶模型的励磁控制，表明具有非线性负荷和SVC装置的NDAS(3)仍可以通过状态反馈精确线性化，从而得到具有代数方程的Bnmovsky标准型。提出了具有非线性负荷的电力系统SVC与发电机励磁控制的完全精确线性化设计。该控制方法可以同时满足发电机功角稳定和SVC节点处电压。仿真结果表明该方法具有很好的效果和优越性。     

双轴励磁同步发电机的微分反馈非线性最优励磁控制

本文在微分几何理论的基础上，提出了更简明、更适合工程用的面向多输入系统的微分反馈补偿物理精确线性化方法，解决了电力系统控制设计中的强非线性问题及鲁棒性问题，并据此推导了双轴励磁同步发电机的微分反馈非线性最优励磁控制规律。仿真结果表明，所设计的控制方式能较大幅度地提高系统的动态稳定性和暂态稳定性。     

基于直接反馈线性化的非线性励磁控制的容错性研究

指出了以往的研究中在实现基于直接反馈线性化的非线性励磁控制的计算公式上的错误 ，并研究了反馈信号传感器故障给系统带来的影响，最后提出针对传感器故障的容错策略， 仿真表明效果良好。     

基于广域信息的非线性全局综合控制器

随着同步相量测量单元(PMU)在电力系统中的广泛应用,开展基于广域测量系统(WAMS)的广域控制的研究具有重要的理论和实际意义。由于电力系统稳定问题本质上具有全局性,因此在电力系统的控制规律中引入广域信息可进一步改善系统的动态性能,提高系统承受大扰动的能力。该文采用全系统惯性中心坐标,以发电机转子角距离稳定平衡点最近为控制目标,以汽轮发电机组励磁电压与汽门为被控对象,应用非线性控制的逆系统理论分析了多机系统中励磁与汽门系统的可逆性,并设计了基于广域信息的非线性全局综合控制器,实现了"局部控制,服务全局"的控制策略。通过4机系统的数字仿真对比了该非线性全局综合控制器与常规PID控制器、非线性分散综合控制器的控制效果,结果表明,基于广域信息的非线性全局综合控制器更能减小系统的过渡时间、振荡次数及振荡幅度,更能增加系统的故障临界切除时间,增强系统的暂态稳定性。     

基于广域信息的非线性全局综合控制器

随着同步相量测量单元(PMU)在电力系统中的广泛应用,开展基于广域测量系统(WAMS)的广域控制的研究具有重要的理论和实际意义。由于电力系统稳定问题本质上具有全局性,因此在电力系统的控制规律中引入广域信息可进一步改善系统的动态性能,提高系统承受大扰动的能力。该文采用全系统惯性中心坐标,以发电机转子角距离稳定平衡点最近为控制目标,以汽轮发电机组励磁电压与汽门为被控对象,应用非线性控制的逆系统理论分析了多机系统中励磁与汽门系统的可逆性,并设计了基于广域信息的非线性全局综合控制器,实现了"局部控制,服务全局"的控制策略。通过4机系统的数字仿真对比了该非线性全局综合控制器与常规PID控制器、非线性分散综合控制器的控制效果,结果表明,基于广域信息的非线性全局综合控制器更能减小系统的过渡时间、振荡次数及振荡幅度,更能增加系统的故障临界切除时间,增强系统的暂态稳定性。     

双轴励磁发电机功率跟踪励磁控制系统研究

采用传统双通道励磁控制系统的双轴励磁发电机(简称为双励机)动态过程时间长,振荡幅值大,不利于电力系统的稳定运行。为此,在双励机的功率反馈环节增加不完全微分控制,提出了一种具有功率跟踪功能的励磁控制系统。对双励机动态过程中的有功功率、无功功率和励磁电流差值进行不完全微分,进而判断功率的变化趋势,调节d、q轴励磁电流的比例以改变励磁磁动势的方向,进而抑制功率的振荡,最终达到增加系统阻尼的作用。以转矩扰动和无功扰动为例,对比研究了功率跟踪励磁控制系统与双通道励磁控制系统对双励机动态过程振荡幅值和振荡时间的影响,结果表明,采用功率跟踪励磁控制系统可大幅减小系统的振荡幅值和振荡时间,有效提高系统的阻尼,为电力系统的稳定运行提供有力支撑。     

Impact of under-excitation limit control on power system dynamicperformance

Several control functions, in addition to terminal voltage control, are performed by the excitation systems of the synchronous machines in a power plant. The under-excitation limit (UEL) is one of these. In this paper, the authors deal with the effect of such control on the dynamic performance of power systems. Certain simulation results properly characterize UEL action which, depending on the nature and severity of the contingency, can be relatively fast. Their objective is to encourage representation of the under-excitation limit control function in synchronous generator AVR modeling for power system dynamic studies. Essentially, the control acts by precluding excessively binder-excited conditions. In practice, it is applied to prevent both operation beyond the steady-state stability limit and the large magnetic losses produced by leakage fluxes in stator winding end-of-turns during machine operation with very small field circuit excitation     

Observational linearization and tracking objective excitation control strategy based on phasor measurement unit

To improve the transient stability of multimachine power systems, observational linearization and tracking objective excitation control laws were derived from the phasor measurement unit (PMU), observational linearization, and tracking objective control theory based on synchronized coordinates and reference generator coordinates. The control strategies utilized real-time state variables obtained by PMU to linearize the state equations of the system, and then the linear optimal control strategy was used to design excitation controllers. The inaccuracy of the local linearization method and the complexity of the system models designed in the exact linearization method for nonlinear systems were avoided. Therefore, the control strategies were applied in real time. Simulation results show that the proposed method can improve the transient stability of power systems more efficiently than nonlinear optimal excitation control. Translated from Journal of Sichuan University, 2006, 38(2): 146–150 [译自: 四川大学学报 (工程科学版)]     

基于最优变目标策略的TCSC与励磁系统协调控制

发电机励磁系统以及可控串联电容补偿器(thyristor- controlled series capacitor,TCSC)对远距离输电系统的稳定性影响很大。基于最优变目标控制(optimal variable aim control,OVAC)理论,提出了TCSC与励磁系统协调控制的方法。首先针对含有TCSC的单机无穷大系统的非线性模型,建立了状态空间方程;然后利用最优变目标控制理论推导出了TCSC与励磁系统的协调控制规律;最后利用算例进行了仿真验证。仿真结果表明,该策略提高了系统阻尼,有效地抑制了系统的功率振荡,改善了系统的稳定性。     

基于目标全息反馈法的单输入多输出控制系统极点配置

该文深入研究目标全息反馈非线性控制(nonlinear control with objective holographic feedbacks,NCOHF)设计方法在单输入多输出(single input multiple output,SIMO)控制系统中发挥作用的机理。鉴于线性系统是非线性系统的特例,将NCOHF设计方法用于线性控制系统中。详细讨论NCOHF设计方法配置系统极点的原理和解决目标量跟踪精度的本质。基于Hartman-Grobman定理,得出其非线性控制设计实质,即：通过非线性反馈对非线性控制系统在平衡点附近进行极点配置,通过反馈系数对目标量分别约束,从而迫使目标量收敛于各自的参考轨迹。以发电机励磁控制系统为例,给出应用实例,提出目标全息反馈非线性励磁控制(NECOHF)设计方案。仿真结果表明：通过极点配置进行设计,使得发电机具有良好的输出特性。     

全控器件励磁系统改善电力系统阻尼特性的研究

全控器件励磁系统能够拥有两条通道为电力系统提供阻尼:励磁控制以及无功注入.本文着重研究无功注入改善电力系统阻尼特性的能力.在介绍了基于电压源型换流器(VoltageSourceConverter,VSC)的全控器件励磁系统的基本结构及其等效模型的基础之上,建立了装有全控器件励磁系统的单机无穷大系统的Philips-He...     

基于模糊评估的同步发电机混合励磁控制策略研究

本文将模糊集理论用于对电力系统稳定水平的评估中,在电力系统处于不同状态时,根据评估的结果选择非线性最优控制或者PID PSS控制,即采用与此状态相适应的励磁控制规律。仿真结果表明:本文提出的混合励磁控制策略能够将PID PSS励磁控制和非线性最优励磁控制各自的优点相结合,从而使励磁控制在实现励磁基本控制功能的同时,具有更强的提高电力系统功角稳定的能力。