基于转矩面积的UPFC稳定控制器优化设计

通过推导统一潮流控制器(UPFC)稳定控制器的状态方程,分析了UPFC稳定控制器对同步发电机电磁转矩的影响。同步发电机的同步转矩分量和阻尼转矩分量是影响电力系统稳定性最直接的因素。考虑到利用UPFC稳定控制器提高系统阻尼转矩时有可能会恶化系统的同步转矩,文中利用转矩面积对UPFC稳定控制器进行了优化设计,较大的转矩面积可以确保同步发电机同时拥有足够的同步转矩和阻尼转矩。优化后的UPFC稳定控制器在提高系统阻尼转矩的同时,改善了系统的同步转矩,从而有效提高系统的稳定水平。最后给出一个算例进行验证,EMTDC的仿真结果证实了该方法的有效性。     

应用轨迹灵敏度优化设计UPFC阻尼控制器参数

提出一种优化统一潮流控制器(UPFC)的附加阻尼控制器参数的新方法.这种方法以表征系统机电振荡模式的发电机转子角速度作为优化的目标函数,使用轨迹灵敏度技术计算目标函数对阻尼控制器参数的灵敏度,并采用共轭梯度法进行参数优化.在新英格兰测试系统上进行的仿真算例说明了使用该方法所设计的UPFC阻尼控制器可有效抑制系统低频振荡.     

UPFC控制器设计

分内部控制和外部控制2部分对统一潮流控制器(UPFC)进行控制器设计.内部控制采用SVPWM控制,负责提供UPFC串、并联侧电压源逆变器的触发信号,并采用一种改进的相位求解方法解决了期望输出电压矢量相位计算过程中的数值溢出问题.外部控制采用在全论域范围内带有自调整因子的变间距模糊交互控制.负责产生UPFC串、并联侧逆变器所需的控制矢量.运用Matlab仿真工具对含UPFC的单机无穷大系统进行了仿真研究.仿真结果表明所设计的UPFC可以有效地控制线路潮流、节点电压和UPFC直流侧电容电压.并且具有响应速度快、超调小、控制精度高、鲁棒性强的优点.     

抑制区域间低频振荡的UPFC模糊滑模控制器

低频振荡是区域互联电力系统面对的重要问题。从暂态能量的角度对区域间低频振荡进行了分析,并以暂态能量函数下降为目标,分析了统一潮流控制器(UPFC)抑制区域间低频振荡的原理。进而设计了UPFC抑制区域间低频振荡的模糊滑模控制策略。该策略采用区域联络线电气量作为输入信号,构造滑模控制的切换函数,然后通过模糊控制器输出控制信号,改变UPFC串联侧输出电压,抑制低频振荡。该方法兼具滑模控制与模糊控制的优点,经四机两区域系统仿真分析,验证了所提抑制策略的有效性。     

基于振荡能量下降原理的UPFC模糊控制器设计

研究了自适应统一潮流控制器(U PFC)模糊逻辑辅助阻尼控制器的设计方法。从振荡能量函数角度分析了U PFC安装线路的功率振荡特性,提出了以降低振荡能量为控制目标的阻尼控制策略。控制器以U PFC线路的功率为输入信号,通过对系统运行状态和控制效果进行评判,应用模糊规则自适应地调节控制参数,实现对系统功率振荡的有效抑制。控制器设计不需要系统的精确模型和参数。在10机新英格兰测试系统上的仿真研究表明,该控制器控制效果明显优于线性控制器,能有效抑制系统低频振荡,提高电力系统的动态稳定性水平,且具有较强的鲁棒性。     

UPFC控制器IP设计

针对统一潮流控制器(UPFC)的物理模型控制系统实现时要求频率跟踪电网、幅值和相位连续可调的关键技术问题,采用现场可编程门阵列(FPGA)的设计方法,给出了UPFC物理模型控制系统的FPGA解决方案.阐述了其软硬件设计思想和方法,利用Altera公司的EDA开发工具Quartus II,采用开关损耗最小脉宽调制(PWM)方法设计了一个基于Avalon总线接口的统一潮流控制器的IP核,给出了UPFC IP核的功能及其结构,对调制波幅值和相位设置、调制波寻址、数据查找及幅值计算等子模块进行了详细描述,并利用Simulator和嵌入式逻辑分析仪SignalTap II进行了仿真验证.UPFC的FPGA解决方案使其整体性能大幅度提高.     

UPFC模糊控制器设计及在市场环境下应用

研究了统一潮流控制器UPFC(UnifiedPowerFlowController)在缓解输电阻塞和优化系统潮流方面的应用。利用UPFC的串联电压调整、线路参数串联补偿、移相控制等功能,一方面可以提高电气元件的利用效率,进而提高系统的输电能力,缓解和解决输电阻塞现象;另一方面,还可以用来强制地调节线路的潮流走向,以改变系统整体的潮流分布,优化系统潮流。通过详细分析UPFC的等效电路模型,建立了新的参考坐标系,实现了对UPFC串联与并联侧的解耦控制。并且为了进一步增强系统的鲁棒性,采用了带有自调整因子的模糊策略对UPFC进行控制,此模糊控制器可以根据系统的实际情况实时地改变控制策略,以便更好地适应电力系统强非线性等特点。仿真结果证明,UPFC可以有效地提高系统输电能力以缓解输电阻塞,并且可以根据需要,迅速平滑地调节系统潮流走向,以优化系统潮流,节约输电成本。     

UPFC控制器IP设计

针对统一潮流控制器（UPFC）的物理模型控制系统实现时要求频率跟踪电网、幅值和相位连续可调的关键技术问题,采用现场可编程门阵列（FPGA）的设计方法,给出了UPFC物理模型控制系统的FPGA解决方案。阐述了其软硬件设计思想和方法,利用Altera公司的EDA开发工具Quartus II,采用开关损耗最小脉宽调制（PWM）方法设计了一个基于Avalon总线接口的统一潮流控制器的IP核,给出了UPFC IP核的功能及其结构,对调制波幅值和相位设置、调制波寻址、数据查找及幅值计算等子模块进行了详细描述,并利用S     

UPFC控制器的设计

采用功率模型描述含UPFC的网络方程,在该网络方程基础上并联侧采用电压控制/无功电流控制,串联侧采用自动潮流控制/电压注入的控制策略。提出了UPFC控制器物理实验装置的实现方案。仿真结果证明采用该方法,UPFC能快速有效地改善系统的电压和潮流。     

基于模糊神经网络的模糊控制器综合优化设计

针对单机—无穷大电力系统，利用所提出的模糊控制器综合优化设计方法设计了基于模糊神 经网络的模糊电力系统稳定器(FNN-PSS)，并由数字仿真证明了所提出方法的有效性和 实用性。     

UPFC的外层控制器设计

根据UPFC分层控制设计原理,设计外层控制器为内层控制器提供参考信号,从而完成构建综合考虑内部动态和外部系统影响的UPFC控制体系。首先建立含UPFC的系统模型,并构造了修正能量函数。在此基础上基于控制Lyapunov函数法构造了外层控制器。在四川电网上进行的仿真表明,所提出的外层控制器能够有效改善川渝电网的动态性能,提高暂态稳定性。     

UPFC的内层控制器设计

提出了统一潮流控制器(UPFC)的分层控制的设计原理,旨在解决复杂电力系统中UPFC的控制律的设计及其实现问题。基于H∞控制理论,论文设计了能连续、快速和稳定跟踪参考信号的换流器的GTO或IGBT触发信号的鲁棒H∞内层控制策略。该控制律中的所有变量均为本地可测量、计算可得参数或装置本身参数,从而与系统的运行方式无关并不依赖电网参数。在多种工况下对UPFC进行的仿真结果表明所设计的鲁棒H∞内层控制器具有较强的鲁棒性以及良好的工程实用性。     

用FCGA优化的电力系统自适应模糊稳定器GPSS的设计

针对电力系统中调速系统的特点，设计了一种模型参考自适应模糊控制器，并采用了一种快速模糊控制的遗传算法将控制器的隶属参数进行优化。理论分析和仿真结果都表明，该方案对抑制电力系统因负阻尼而产生的低频振荡，提高电力系统稳定性具有显著效果，且有快速的时实性和强的鲁棒性，有工程实用价值。     

用FCGA优化的汽包锅炉燃烧系统自适应模糊控制器的设计

针对汽包锅炉燃烧系统的特点 ,设计了一种模型参考自适应模糊控制器 ,并采用了一种快速模糊控制的遗传算法将控制器的隶属参数进行优化。理论分析和仿真结果都表明该方案对解决汽包锅炉燃烧系统的非线性、强干扰和强耦合有显著效果 ,具有快速的适应性和强的鲁棒性 ,有很大的工程实用价值。     

基于极大极小值原理的UPFC控制器设计

统一潮流控制器(UPFC)是一个多功能柔性交流输电系统(FACTS)装置,而电力系统的运行条件经常变化,如何协调设计UPFC的多控制通道并确保电力系统大范围稳定是一个难点。文中以特征值尽可能位于远离虚轴的左半平面为目标函数,将阻尼控制器的参数优化问题转化为一个极大极小值优化问题,并通过一种两种群遗传算法加以求解,以适应电力系统运行条件的大范围变化。与传统的控制器设计方法相比较,文中所提出的方法具有设计简便、智能化程度高、控制器适应性好的优点。以新英格兰测试系统为例,设计了UPFC控制器以抑制系统中可能发生的低频振荡。时域仿真结果表明基于极大极小值原理设计的UPFC控制器能适应宽广运行条件的变化,确保系统的大范围稳定。     

统一潮流控制器的模糊控制器设计

建立并提出了UPFC的动态数学模型和模糊控制策略，并对其4个调节器分别设计了控制器。对UPFC的阻尼控制器进行了改进，给出了运用带多个因子的模糊规则自调整的模糊控制器。运用MATLAB的仿真工具，对含UPFC的双机系统进行了仿真。仿真结果表明，UPFC采用模糊控制后不但能有效地调节线路潮流，而且能有效抑制振荡，提高电力系统的动态稳定性。     

统一潮流控制器模型和控制器的设计与仿真

针对电压型逆变器的数学方程的非线性,采取了并联侧和串联侧相结合的系统性的非线性控制方法,构造出了一个以并联、串联侧电流相量为状态变量的间接控制统一潮流控制器(UPFC)的线性系统。同时结合UPFC的控制目标(有功、无功、线路电压),设计线性系统的状态变量的参考值。在线路侧电压和电容器两端电压的控制中采用PI控制,并直接利用公式推导,简洁地求出PI系数。基于EMTP的仿真验证了这种系统性非线性控制方法和PI系数求导的正确性。