基于无源系统理论的励磁系统非线性最优控制

简要介绍了无源系统理论及无源最优控制方法。针对具有励磁控制的单机无穷大输电系统，求出其存储函数，并根据输出反馈无源定理，构造了系统关于一类二次性能指标下的非线性最优控制规律。仿真结果证明了该控制器的有效性。由于在控制器设计过程中未用到任何线性化方法，因而能够完整地保留系统的非线性特性。因此，文中所用的无源系统理论和无源化控制方法是实现电力系统非线性最优控制的一条新的途径。     

计及广域测量系统时滞影响的TCSC控制器设计

在广域电力系统的环境下，基于相量测量单元技术的广域测量系统将引入不可忽略的时滞，这将对基于广域测量系统测量信号的广域控制器带来影响，从而对电力系统的动态特性产生重大的影响。分析了广域测量系统的通信延迟时间对可控串联电容补偿器（TCSC）非线性控制器稳定特性的影响，基于线性矩阵不等式理论设计了TCSC控制器以提高电力系统对时滞的不敏感性，线性和非线性时域仿真结果验证了所设计的TCSC控制器的有效性。     

基于广义哈密顿系统理论的汽轮调速器分散无源控制

提出了一种预置功角反馈的方法，推导出多机系统汽轮机调速系统的广义受控哈密顿系统模型，进而在哈密顿结构的基础上进行无源化控制器的设计。控制策略的所有变量都是本地可量测的，只与本机组的状态量有关，与其他机组的状态量和输电网络的参数无关，因而具有分散性。4机系统仿真结果表明，该控制规律可以提高电力系统的暂态稳定性和动态性能。     

基于无源化方法的三相四线制APF控制器策略

电流跟踪控制是并联型有源电力滤波器（APF）的控制器设计的关键问题之一，利用APF的无源特性来实现电流跟踪控制可以取得较常规的线性和非线性控制器更好的控制效果。首先建立了三相四线制下四桥臂APF的状态空间模型;在此基础上利用无源控制方法构造电流跟踪动态控制器，然后基于APF的工作机理分析给出了实现渐近跟踪和内部稳定的充分条件;最后利用PSCAD软件包对所提出的控制算法进行了仿真测试，证明了新算法的有效性。     

成碧线220 kV可控串补系统的控制策略和系统试验

采用可控串联补偿（TCSC）可以提高长距离弱联系系统的电网输送能力、阻尼系统低频振荡、提高系统稳定性。合理的控制策略能使TCSC产生更有效的作用。成碧线220 kV的TCSC系统控制策略主要针对电力系统的暂态稳定和阻尼振荡2个阶段进行设计,其控制器主要由阻抗控制环节、阻尼控制环节、暂态稳定控制环节以及保护环节、延时环节组成。系统试验证明:成碧线220 kV的TCSC装置能够平滑、快速地进行阻抗调节,有效阻尼系统低频振荡,提高系统稳定性。     

FACTS的PCH模型与自适应L增益控制(二)应用篇

采用预置反馈方法，首先推导了TCSC与STATCOM的PCH（端口受控哈密顿）模型，接着基于受控哈密顿（Hamiltonian）系统理论，采用自适应L₂增益控制设计方法分别设计了单机电力系统中相应的自适应L₂增益控制器。仿真结果表明，通过与传统PID控制器以及不同的干扰抑制比相比较，所设计的控制器具有较强的鲁棒性。     

FACTS的PCH模型与自适应L2增益控制(二)应用篇

采用预置反馈方法，首先推导了TCSC与STATCOM的PCH（端口受控哈密顿）模型，接着基于受控哈密顿（Hamiltonian）系统理论，采用自适应L₂增益控制设计方法分别设计了单机电力系统中相应的自适应L₂增益控制器。仿真结果表明，通过与传统PID控制器以及不同的干扰抑制比相比较，所设计的控制器具有较强的鲁棒性。     

一种新型混合有源滤波器及其复合控制策略设计

混合有源滤波器是一种有效的谐波抑制方式。电力系统中谐波源负载种类繁多，特性各异，针对目前应用最为广泛的三相整流桥负载，在以往混合滤波器研究的基础上，提出了一种新型单调谐混合滤波器，对其无源滤波部分依据有源部分容量最小的原则进行了设计，并对其工作原理进行了详细的分析研究。针对所设计的混合滤波器的特有结构，设计了其复合控制策略。该复合控制策略在不影响系统稳定性的基础上，提高了系统的滤波性能，保证了有源滤波器小容量下良好的运行性能。对所设计的复合控制器在频域和时域内进行了稳定性分析。仿真和实验结果验证了所提出的拓扑结构和复合控制策略的有效性。     

神经网络α阶逆系统TCSC非线性控制器

提出了一种新型的神经网络α阶逆系统可控串联补偿(TCSC)控制器 结构，将结构完全相同的TCSC控制器(仅神经网络的权值不同)分别运用于一个单机无穷大系 统和一个由49条等值支路和19台等值机所组成的实际电力系统的稳定控制，仿真结果表明系 统的稳定性都得到显著提高，同时说明这种TCSC控制器结构具有更强的适应性和更广的适用 范围。     

基于奇异值分解方法的FACTS交互影响分析

针对电力系统中多台灵活交流输电装置（FACTS）控制器之间可能存在的交互影响问题，以可控串联补偿器（TCSC）和静止无功补偿器（SVC）2种FACTS控制器为研究对象，提出了一种基于奇异值分解（SVD）的交互影响分析方法，定量分析了新英格兰10机39节点电力系统中同时装设TCSC和SVC时，2台FACTS装置之间可能存在的交互影响问题及电气参数对交互作用的影响。时域仿真结果验证了所提出的方法的有效性，表明电气距离的改变对TCSC与SVC间的交互作用有着较强的影响，增加电气距离，交互影响变弱，缩短电气距离则会加重两者之间的交互影响。     

可控串联补偿(TCSC)的分析研究(下)TCSC的触发控制方式对电力系统暂态特性的影响

在文献［１］基础上，描述了TCSC触发控制方式，分析比较了各种控制方式下TCSC对系统暂 态行为的影响，提出了TCSC新的等间隔触发控制策略。与固定触发角的分相控制方式相比， 等间隔触发控制能有效地提高系统的动态性能，减少过冲，且更快地趋于稳定。仿真研究还 表明：采用电容电压过零时刻为基准的触发控制方式比以线路电流过零时刻为基准的控制方 式具有更好的阻尼系统振荡的性能。这一点在以往许多研究文章中，由于采用电流源作为其 分析TCSC动态特性的基础，因而没有被揭示。     

神经网络逆系统及其在电力系统控制中的应用

阐述和证明了基于输入输出微分方程描述的系统可逆性的充分条件，并给出了相应的解析逆系统的实现方法。文中同时研究了采用积分器和静态神经网络组成动态神经网络结构的方法，并将这种神经网络结构与逆系统理论相结合，提出了神经网络α阶逆系统的结构及其实现步骤，运用该神经网络α阶逆系统对TCSC控制器进行了设计。实际系统的仿真结果证实了所设计控制策略的有效性。     

变结构模型参考自适应励磁与调速综合控制器(下) 最优安装位置的确定

阐述了用系统理论方法解决电力系统综合控制器的最优选址问题。首先根据电力系统的特点 简化描述系统 的数学模型，进而寻找到一种对系统的动态品质和综合控制器位置都敏感的参 数，在此基础上构造相应的 目标函数，用动态规划方法确定综合控制器的最优位置。仿真 结果表明，最优综合控制器的合理安装能够 有效地提高整个系统的稳定性。     

基于LMI方法的VSC-HVDC多重模型阻尼控制器设计

电压源换流器式高压直流输电（VSC-HVDC）具有快速功率调整特性，结合相应附加小信号阻尼控制策略可以提高系统的低频阻尼能力。基于线性矩阵不等式（LMI）的优化方法为电力系统阻尼控制提供了新的设计途径。文中采用2步LMI优化方法，在建立系统多个运行点小信号模型基础上分别设计单一模型和多重模型运行点阻尼控制器，以改善系统阻尼特性。在PSASP中对 3机系统的时域仿真分析表明，基于多重模型的阻尼控制器具有较强的适应性，可在大范围运行条件下向系统提供足够的阻尼。     

变结构模型参考自适应励磁与调速综合控制器(上) 控制器的设计

以提高电力系统的正常运行水平和动态稳定性为目的，提出了一种变结构模型参考自适应综 合控制器。该 控制器较好地利用了模型参考自适应控制对系统参数变化具有适应能力 和变结构控制对系统扰动具有鲁棒 性的特点。计算机仿真结果表明，所提出的控制器 具有良好的动态品质，可以有效地改善系统的动态特 性。     

TCSC系统暂态稳定控制的动态模拟实验研究

基于暂态能量函数（TEF）方法，讨论了可控串联补偿（TCSC）装置对电力系统暂态稳定的作用，设计了相应的稳定控制策略。针对不同的故障类型，应用数值仿真和动态模拟实验进行了验证，结果均证明了该控制策略的有效性。     

可控串联补偿(TCSC)的分析研究(上) 计及TCSC详细模型的电力系统稳态、暂态仿真研究

在建立TCSC的物理数学模型的基础上，通过求解描述其特性的微分方程组，得到解析解，并 进一步导出了稳态及暂态情况下TCSC装置的基波阻抗公式和电感、电容元件支路的电压、电 流表达式；提出了含有TCSC装置的电力系统仿真的原理和方法，将TCSC模型与系统分析程序 接口，实现了详细计入TCSC影响的稳态及暂态稳定仿真计算；通过仿真验证了TCSC能 够显著地改善系统的阻尼，提高电力系统的稳定性。     

基于状态反馈精确线性化的LCL逆变器无源控制

为保证并网逆变器输出电流质量,抑制总谐波畸变率,笔者以LCL型并网逆变器作为研究对象,提出一种基于完全状态反馈精确线性化的无源控制策略。该控制方法针对LCL滤波器,以无源能量函数为目标,求取最优二次型理论的Q矩阵,从而得出最优状态反馈系数和原系统下的最优控制律,保证了并网逆变器大范围全局稳定。文中利用Matlab/Simulink仿真软件建立了仿射非线性模型,仿真结果表明:该方法实现了逆变器输出无稳态误差,保证了较好的稳态性能和动态性能。     

基于PMU的可控串补技术在抑制区域功率振荡中的应用

互联区域联络线上的功率振荡一般是由于系统阻尼较弱或重负荷等原因造成的。改善系统的阻尼特性可以有效的预防或平息此类振荡。根据同步相量测量单元（PMU）所测得的转速、相角等信息,设计了联络线可控串补装置（TCSC）的控制器,用以加强互联两区域系统的阻尼。文中在一个简单的2区4机电力系统中,研究了采用基于广域测量信号的TCSC控制器。仿真效果说明了基于广域测量系统的区间阻尼控制能有效抑制区间低频振荡和提高互联系统的传输容量,而且可在工程上实现。     

混合滤波系统中无源滤波器的自适应进化设计方法

混合电力滤波系统同时具备无源滤波器的低廉成本和有源滤波器的良好滤波效果，但其综合性能受无源滤波器参数优化程度的影响很大。文中提出一种基于自适应遗传算法和PSpice仿真的无源滤波器优化设计新方法，其核心是基于元件标称值的高效编解码方案，基于权值均匀设计、动态调整和PSpice仿真的多目标合成与评估方法，以及兼顾种群多样性和遗传进程的遗传概率自适应策略。仿真结果表明，该方法可获得经过优化的实用性设计结果。