汽轮发电机调速系统附加H∞鲁棒分散控制

利用H∞控制理论的干扰抑制方法提出一种汽轮发电机调速系统附加鲁棒分散控制（GAHDC）策略,理论分析表明：通过提取发电机输出有功功率波动（ΔPc)的变化量,使GAHDC只对故障后的功率振荡有抑制作用,利用ΔPc作为输入扰动变量,避免了发电机方程的非线性问题;GAHDC只包含发电机调速系统的参数,与发电机的运行状态以及系统参数无关;在多机系统中,GAHDC不会对其他发电机的稳定性有危害作用,即GAHDC不存在参数协调和安装地点选择问题。3机和无穷大系统的三相短路仿真实验结果说明,故障后不稳定的系统在GAHDC作用下成为稳定;在惯性时间常数大的发电机上安装GAHDC,抑制振荡的速度较快,当系统中所有发电机都装设GAHDC时,故障后系统中功率振荡持续的时间是最少的。GAHDC实现了发电机的分散稳定控制。     

具有多性能指标的汽轮发电机非线性综合控制

提出了一种多指标非线性控制设计方法，该方法通过将输出函数选取为多状态量的线性组合来实现非线性系统的多性能指标控制，从而可在统一的非线性控制设计框架下同时对系统中多个状态量的性能指标提出要求，并可在系统的动态性能和静态性能间进行很好的协调。将所提出的多指标非线性控制设计方法应用于汽轮发电机组的励磁、调速综合控制中，成功地解决了汽轮发电机非线性综合控制中的动、静态性能的综合协调问题。将所设计的汽轮发电机多指标非线性综合控制律用于单机无穷大电力系统的同步发电机组中进行仿真实验，结果表明所提出的控制律不仅能明显地提高发电机的动态稳定性，而且能准确地将发电机的端电压Uf和输出电磁功率Pe控制在其给定值上运行，不会因受扰而发生偏移。这表明所提出的控制律能很好地协调系统的动、静态性能。     

输出函数在多输入多输出非线性控制系统设计中的重要作用

针对多输入多输出系统研究了输出函数在非线性控制设计中的作用,指出输出函数在非线性控制设计中的一个重要功能是对闭环系统进行极点配置,并提出了一个对非线性控制系统具有一定普适性的输出函数形式。讨论了通过将输出函数选取为多状态量的线性组合形式来实现对系统闭环极点进行配置的方法。在多输入多输出系统中,针对凝汽式汽轮发电机给出应用实例。举例中讨论了通过将输出函数选取为发电机端电压Uf、转子角速度ω、转子角加速度ω、输出有功Pe等状态量的线性组合来设计出具有多性能指标的非线性控制律,以改善系统的动、静态性能。仿真结果表明所提出的控制律不仅能明显地提高发电机的动态稳定性,而且能准确地将发电机的端电压Uf和输出有功Pe控制在其给定值上运行,不会因受扰而发生偏移。这表明所提出的控制律能很好地协调系统的动、静态性能。     

利用功角和转速的非线性最优调速附加控制提高汽轮发电机静态和暂态稳定性的

利用实时测量的功角和转速,在原有调速系统速度反馈的基础上,提出了1种基于微分几何理论的非线性最优调速附加控制NOGAC算法。利用该算法设计的附加调速控制器进行了单机无穷大系统的低频振荡和三相短路动模实验,动模实验结果表明：NOGAC能够提高汽轮发电机的静态和暂态稳定性;在汽轮发电机发生失步故障后,投入NOGAC能够很快将发电机拉入同步;NOGAC是对调速汽门实施的1种连续平滑调节,具有优于汽门快关的调节特性。     

利用功角和转速的非线性最优调速附加控制提高汽轮发电机静态和暂态稳定性的研究

利用实时测量的功角和转速,在原有调速系统速度反馈的基础上,提出了1种基于微分几何理论的非线性最优调速附加控制NOGAC算法。利用该算法设计的附加调速控制器进行了单机无穷大系统的低频振荡和三相短路动模实验,动模实验结果表明NOGAC能够提高汽轮发电机的静态和暂态稳定性;在汽轮发电机发生失步故障后,投入NOGAC能够很快将发电机拉入同步;NOGAC是对调速汽门实施的1种连续平滑调节,具有优于汽门快关的调节特性。     

柴油发电机-整流负载系统多变量变增益控制

柴油发电机-整流负载系统是一个多输入多输出的复杂非线性系统，柴油机速度和发电机励磁控制完全耦合。该文利用平均值建模的方法建立了该系统的非线性物理模型，该模型包括了柴油机、同步发电机的主要动态特性以及三相整流桥的非线性特性。该非线性模型进一步简化为带不确定性参数的线性变参数（LPV）形式，并基于稳定性定理提出了一种鲁棒变增益控制器的设计方法，其控制性能用H￥性能指标描述，控制器通过一组线性矩阵不等式（LMI）的数值求解得到。仿真结果表明，该控制器具有良好的跟踪和抗负载干扰性能。     

灰色预测励磁控制同步发电机动态过程仿真

为了更准确地研究灰色预测励磁控制对发电机行为的影响,基于非线性派克模型构建了考虑PSS作用的同步发电机灰色预测励磁控制系统模型,并以单机无穷大系统为对象对其控制效果进行了仿真.与采用线性化模型相比,采用非线性派克模型可保证灰色预测控制输入数据的非负性,简化预测算法.考虑调速系统和PSS的作用后,能更加准确和全面的了解灰色预测励磁控制系统的控制效果.仿真结果表明,在大小扰动下,无论是否具有PSS,同步发电机励磁系统中引入灰色预测控制后均可明显地改善系统的稳定性.     

灰色预测励磁控制同步发电机动态过程仿真

为了更准确地研究灰色预测励磁控制对发电机行为的影响,基于非线性派克模型构建了考虑PSS作用的同步发电机灰色预测励磁控制系统模型,并以单机无穷大系统为对象对其控制效果进行了仿真。与采用线性化模型相比,采用非线性派克模型可保证灰色预测控制输入数据的非负性,简化预测算法。考虑调速系统和PSS的作用后,能更加准确和全面的了解灰色预测励磁控制系统的控制效果。仿真结果表明,在大小扰动下,无论是否具有PSS,同步发电机励磁系统中引入灰色预测控制后均可明显地改善系统的稳定性。     

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。     

利用暂态能量分析同步发电机调速控制对稳定性的控制效果

故障期间形成的暂态能量造成发电机的摇摆振荡，故障切除后，该暂态能量（TE）是增加还是减少将决定发电机的振荡是增幅还是减幅，TE反映了发电机稳定性受到危害的程度.以单机无穷大系统为例，给出了不同故障类型下TE随时间变化的曲线，分析了汽轮机模型、水轮机模型以及调速系统附加鲁棒控制（GAHC）对TE的影响.通过理论分析和对比仿真实验得到的TE和转速曲线表明：汽轮机调速系统有助于TE衰减，水轮机的水锤效应在故障开始后的一段时间内不利于TE的衰减;从理论上证明了GAHC加快TE衰减提高同步发电机稳定性的作用;利用TE能够定量直观地评价控制方法对发电机稳定性的控制效果。     

电力系统稳定器配置、构成、参数计算及投运试验

介绍电力系统稳定器(PSS)的配置要求及各种输入信号的PSS的特点及适用范围，交流励磁机磁机系统适合采用以△Pe为输入信号的PSS，水轮发电机适合采用△Pe △Pt为输入信号的PSS。论述PSS相位补偿及增益选取的计算方法，PSS相位补偿要求考虑各种运行方式，使PSS鲁棒性较好，并介绍PSS的现场试验方法等。     

基于逆系统内模算法的双馈风力发电系统解耦控制

应用多变量非线性控制的逆系统方法,将双馈风力发电机这一多变量、非线性、强耦合系统精确解耦成有功和无功两个一阶线性子系统。对形成的伪线性系统,引入一种改进型内模控制结构,提高了控制系统的鲁棒稳定性和高阶无静差跟踪性能。仿真结果表明,提出的基于逆系统内模控制策略成功实现了有功、无功的解耦控制和最大风能追踪控制,系统具有更高的控制精度和稳定性。     

在同步发电机振荡过程中的励磁控制

本文采用两个状态变量△ω和△i_f构成一个线性反馈励磁控制量,以增强同步发电机在振荡过程中的阻尼和改善控制响应品质。 本文应用最优控制理论,在电力系统非线性数字模型上求的反馈增益,并讨论了求解两点边值微分方程的拟线性算法的稳定性。     

大型同步发电机非线性最优预测综合控制

针对静止励磁方式和电液调速系统的汽轮发电机组,基于多输入多输出非线性预测控制理论,设计出具有解析解控制律的汽轮发电机非线性预测综合控制器.该设计方法避免了非线性预测控制在线优化带来的巨大计算负担及由此产生的控制算法的稳定性问题.控制器的输入均为当地可测信号且与网络参数无关,设计参数只有滚动预测时间及控制阶.仿真结果表明...     

自校正PID方法在水轮发电机调速系统中的应用

建立了水轮发电机调速系统的CARMA模型 ,给出了模型参数的在线辨识方法 ,设计了调速系统的极点配置自校正PID控制器。仿真研究表明 ,这种控制方法能够有效地克服系统时变、非线性及干扰对控制性能的影响 ,使调速系统的动态性能及鲁棒性都得到明显地改善。     

水轮机调速系统的非线性自适应控制

水门开度控制不仅对电力系统暂态稳定性的改善有极其重要的作用,而且对抑制电力系统低频振荡、改善动态品质也有不可低估的作用。国内外水轮机调速器的控制器设计通常是基于具有准确参数的理想水轮机模型。论文考虑了水轮发电机固有的非线性以及水轮机参数的不确定性,基于微分几何理论和自适应控制方法推导了水轮机调速的非线性自适应控制律(NAC)。数字仿真试验表明,所设计的调速器控制律具有较强的参数自适应能力,在改善系统动态特性和提高系统大干扰稳定性方面优于未考虑参数不确定的非线性控制律(CNGC)。     

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。     

基于转矩变化率与模糊控制的柴油发电机调速

分析了柴油发电机转矩变化率、发电机端电压及功率因数与柴油发电机转速的关系。在柴油发电机模糊控制调速系统的基础上,增加柴油发转矩变化率、发电机端电压和功率因数作为输入量,构成一种多输入单输出的调速系统。结合DSP和柴油发电机系统,验证了其调速性能。结果表明,多输入柴油发电机调速系统可以提高柴油发电机对负载变化的抗干扰性,减少功率振荡,提高独立电力系统供电的稳定性。     

变速恒频双馈风力发电机组的非线性因素分析

双馈风力发电机组主要由双馈感应异步发电机和背靠背的电压型变换器组成,其中双馈感应异步发电机是非线性、强耦合、多变量的系统,背靠背的电压型变换器因直流母线电容的耦合也存在非线性因素。结合双馈电机及变换器的数学模型,系统研究了双馈风力发电机组中的非线性因素,分析了传统矢量控制的优点及不足,探讨了基于非线性解耦控制的双馈风力发电机组控制策略的可行性,指出了旋转坐标变换在弱化系统非线性时的作用。     

异步电动机的PID智能优化设计控制

异步电动机系统是一个多变量、强非线性和强耦合的复杂系统,如何对其转速进行有效控制一直是控制界进行广泛研究的热点之一。文中提出了基于遗传算法的异步电动机调速系统PID参数的寻优方法。研究表明,利用遗传算法寻优设计的PID控制器来控制异步电动机可以获得良好的稳定性、鲁棒性和动态品质。