Terminal滑模变结构励磁控制设计及仿真研究

基于Terminal滑模变结构控制,提出了一种新的励磁控制器设计策略.给出了其设计过程,计算了其到达时间,证明了其稳定性.该励磁控制策略以微分几何精确反馈线性化为理论基础,可以推广到多机系统的分散励磁控制中.以线性最优励磁控制器为参照,利用一典型单机无穷大系统,进行了多种扰动下的仿真校验.仿真结果验证了所提励磁控制策略的稳定性和鲁棒性,此外,还发现该控制策略能明显提高系统的电压、功角、频率稳定性.     

高压直流输电与发电机励磁的综合变结构控制

研究了交直流互联系统采用变结构控制策略提高系统的暂态稳定性问题。以一单机无穷大系统为研究对象,并以交直流互联系统的动力学方程、发电机的电磁功率方程和高压直流输电直流功率调制规律方程为基础,建立了发电机励磁与高压直流输电综合控制的非线性数学模型。采用滑膜变结构控制策略设计了发电机励磁和高压直流输电的综合控制器,该控制器采用先设定系统的滑模运动方程,再求取等效系统,最后求取切换面的方法来得到控制规律。在交流输电线路发生故障时,采用常规的控制策略和文章提出的控制策略对系统进行了仿真,仿真结果表明,采用该控制策略能够显著提高输电系统的暂态稳定极限及暂态稳定性。     

一种考虑输入限幅的线性二次型励磁控制设计方法

在输入限幅条件下讨论电力系统励磁控制器的设计问题。基于对线性最优励磁控制器输出越限的原因及其对闭环系统影响的分析,提出一种逐段线性二次型控制策略,它能保证当系统运行于预定区域内时控制输出不越限,而在该区域以外能充分利用控制作用将其尽快拉入非限幅区。数字仿真表明,所设计的控制器能很好地满足系统的暂态和稳态性能要求。     

基于预测函数与线性多变量反馈控制的同步发电机励磁控制

基于预测函数设计了励磁控制器对发电机端电压进行控制。同时设计一种以发电机功角偏差、角速度偏差以及有功功率偏差的线性组合作为控制目标的线性多变量励磁控制器。将2种励磁控制器进行结合,以实现预测函数和线性多变量并行励磁控制,在有效提高电力系统稳定性的前提下还能解决发电机端电压的稳定问题。最后通过MATLAB／Simulink仿真证明了改进后的励磁控制器的有效性。     

非线性励磁控制方法的研究

根据发电机励磁控制的任务,提出了一种简便的非线性励磁控制策略的设计方法。应用该方法设计的非线性励磁控制器不仅可以有效地改进电力系统的稳定性,还可以满足电压调节的要求,并通过仿真实验验证了该设计方法的正确性。     

非线性励磁控制方法的研究

根据发电机励磁控制的任务,提出了一种简便的非线性励磁控制策略的设计方法.应用该方法设计的非线性励磁控制器不仅可以有效地改进电力系统的稳定性,还可以满足电压调节的要求,并通过仿真实验验证了该设计方法的正确性.     

考虑信息结构约束的多机系统励磁控制协调

提出了一种考虑信息结构约束时协调设计励磁控制器的新方法。首先基于信息结构的概念,将控制器的设计转化为特定信息结构下的最优控制问题,然后将推广的最小误差激励法用于该问题的求解,从而求出反馈增益矩阵。仿真结果表明,与分散协调励磁控制相比,引入有价值的远方信号所得到的励磁控制策略能够增强阻尼,提高系统稳定性。     

考虑信息结构约束的多机系统励磁控制协调

提出了一种考虑信息结构约束时协调设计励磁控制器的新方法.首先基于信息结构的概念,将控制器的设计转化为特定信息结构下的最优控制问题,然后将推广的最小误差激励法用于该问题的求解,从而求出反馈增益矩阵.仿真结果表明,与分散协调励磁控制相比,引入有价值的远方信号所得到的励磁控制策略能够增强阻尼,提高系统稳定性.     

基于模糊PID双模控制的同步发电机励磁控制器仿真研究

PID控制策略是励磁系统的主要控制方式,但当系统工况发生变化时,其不能满足系统运行的动态和稳定性要求。为克服PID控制策略的缺点,设计一种模糊PID双模控制器。仿真结果表明,基于模糊PID双模控制的同步发电机励磁控制器可以明显改善发电机在扰动条件下的动态特性,具有响应速度更快的特点,实现了励磁系统的稳定控制。     

基于PECE的预测励磁控制器设计

正在非线性预测控制理论的基础上,提出了一种新的同步发电机励磁控制方法。以发电机机端电压的偏差为输出函数建立预测模型,以阿当姆斯(Adams)四阶预测-校正格式(PECE)展开输出函数,进行在线滚动优化和反馈校正,得到针对单机无穷大系统的预测励磁控制规律。空载和负载阶跃仿真实验表明此励磁预测控制器达到了预期设计要求,提高了系统的稳定性,为励磁控制策略提供了一种新方法。并且该方法与传统泰勒级数法相比,能更有效镇定发电机的机电振荡,具有较好的系统动态品质。     

基于逆系统内模算法的交流励磁发电机

在建立交流励磁发电机空间状态方程的基础上,运用逆系统方法将交流励磁发电机精确线性化成有功功率和无功功率两个一阶线性子系统,并运用内模控制算法对其进行优化以提高系统的稳定性。提出了交流励磁发电机的基于逆系统内模控制策略,并进行了仿真实验。仿真结果表明,该方法能够实现对发电输出功率的解耦控制,并具有更高的控制精确度和稳定性。     

基于线性最优控制和积分控制的励磁控制器设计

为了进一步改善传统线性最优励磁控制中的动态性能和调节精度,基于同步发电机的派克模型推导出了供设计线性最优励磁控制规律用的单机无穷大系统的线性化状态空间方程。以该方程为基础,设计了一种同时以机端电压、有功功率、无功功率、角速度、功角作为反馈量的线性最优励磁控制器,将发电机功角、无功功率这两个与稳定性和品质密切相关的重要参量引入控制规律。同时,为了提高机端电压的调节精度,基于稳态调整与动态调节区分开来的思想,将积分调节引入励磁控制规律。通过Matlab进行算例仿真,结果表明所设计的励磁控制规律与传统规律相比,能够有效地提高电力系统在大、小扰动下的稳定性,同时在电压调节精度方面亦有所改善。     

大型汽轮发电机励磁的自适应控制

本文提出了一种大型汽轮发电机励磁的自适应控制方案.该方案可以根据系统运行点的变化调整反馈增益矩阵,使系统保持设计点的动态品质.本文用数字计算机对自适应励磁控制器的效果进行了仿真研究,并与最优线性控制进行了比较.结果表明所设计的控制器能为系统提供良好的阻尼,显著地改善了系统的动态响应.动态品质及动态稳定性均优于基于二次型性能指标的最优控制.     

STATCOM与发电机励磁非线性控制器设计

提出了一种有利于进行控制设计的STATCOM模型.采用直接反馈线性化、零动态原理,设计了STATCOM无功电流与发电机励磁非线性控制器,该控制可以同时满足发电机励磁与STATCOM装设处电压的稳定性.对单机-无穷大系统进行了数字仿真,结果表明该控制器具有很好的实用效果和优越性.     

发电机励磁与汽门系统解耦控制的神经网络逆系统方法

在分析励磁与汽门系统可逆性的基础上为输电系统中汽轮发电机组的控制提出了一种新的解耦控制器的设计方法，在系统精确模型参娄未知的情况下，神经网络逆系统可将被控系统解耦成两个SISO线性子系统；然后为了满足高性能控制的要求，针对两个不同的子系统增加两个不同的线性控制器来形成闭环控制。理论分析和仿真结果表明：该控制策略较好地解决了输电系统中汽轮发电机组控制时存在的多变量，非线性，强耦合问题，实现了系统的动态解耦控制，因此可显著增强输电系统的暂态稳定性。     

HVDC模糊协调阻尼控制器的设计

分析了区间振荡和暂态能量函数的关系,通过削减系统的区间振荡暂态能量为控制目标来制定阻尼控制策略,设计了高压直流(HVDC)模糊逻辑协调控制器,以提高交直流并联电力系统动态稳定性水平.该控制方案不需要精确的模型参数,充分考虑HVDC系统整流侧直流电流调制和该侧发电机的励磁控制特性,通过模糊规则去协调两个控制系统,实现对系统低频振荡的有效抑制.仿真结果表明,该控制器能有效提高交直流并联系统的动态稳定性水平.     

双轴励磁同步发电机的实用线性最优励磁控制

本文研究了双轴励磁同步发电机的实用线性最优励磁控制。以易于测量的物理量作为状态变量,并推导出相应的双轴机系统线性状态方程以及线性最优励磁控制规律.计算机仿真结果表明:采用该励磁控制的双轮机能较大幅度地提高系统的静态稳定性和暂态稳定性.     

同步发电机的双重学习励磁控制

针对以往文献中的迭代学习励磁控制器都是基于单一目标而设计的,存在不能同时完成多个任务的缺陷,提出了双重学习励磁控制方案,以解决同步发电机励磁控制系统的多目标控制问题。该方案将迭代学习的机端电压补偿和角速度补偿结合起来,并分别与两种基于单一目标而设计的迭代学习励磁控制器作了对比研究,仿真结果表明,所设计励磁控制器不仅能很好地解决发电机机端电压的控制精度问题,而且有效地改善了系统的功角稳定性。     

考虑广域反馈信号时滞影响的附加励磁控制器

采用广域信号作为附加励磁控制信号能够有效抑制互联电网的区间振荡,但广域信号在传输和处理过程中的时滞会严重影响系统的稳定性。为此作者提出了一种考虑广域信号延时影响的阻尼互联电网低频振荡附加励磁控制器。该控制器基于电力系统降阶模型,首先考虑了广域反馈信号的时滞,将电力系统建模为时滞微分方程的形式;然后应用时滞系统稳定性理论和线性矩阵不等式(linear matrix inequality,LMI) 的处理方法将附加励磁控制器参数的设计转化为求取适当的参数使得含有时滞信号的闭环系统具有最大时滞稳定性的问题;最后应用LMI工具箱和遗传算法优化了附加励磁控制器参数。4机电力系统的动态仿真验证了文中所设计控制器的有效性。     

基于偏差分离的同步发电机非线性励磁控制

为改善基于微分几何的非线性控制方法对模型和干扰不确定性的鲁棒性,在考虑干扰、系统模型及参数不确定性的前提下,提出了一种基于偏差分离的非线性控制策略,并给出了控制变量的构造方法和一般表达式,进而将其应用于同步发电机励磁控制。针对单机无穷大系统,利用所提出的控制策略设计了一种基于偏差分离的非线性励磁控制器,由PSCAD/EMTDC仿真得到的结果验证了所提方法的正确性和控制策略的有效性。