基于隐式PIGPC的网络控制系统时延补偿方法

网络控制系统的时延会导致系统性能下降,针对该问题提出一种基于隐式PIGPC的时延补偿方法。首先,通过历史时延数据,利用自适应变步长最小均方滤波算法对当前时刻的网络时延进行预测,将预测时延代替实际时延作为时延补偿控制器的参数。然后为改进隐式GPC的时延补偿效果,提出具有PI结构的隐式PIGPC算法。隐式PIGPC不必递推求解Diophantine方程,可节省在线计算时间,并且把PI的反馈结构与GPC的预测功能结合起来,改善了控制器的性能。利用隐式PIGPC设计控制器,结合预测时延完成基于隐式PIGPC的网络时延补偿控制器的设计,并对时延补偿算法的稳定性进行了分析。最后的仿真实验表明隐式PIGPC对网络控制系统时延具有良好的补偿效果,同时具有较少的运算时间。     

广域闭环控制系统时延的分层预测补偿

电力系统广域闭环控制的反馈信号及控制信号均通过网络传输,控制网络的时延很可能恶化控制效果甚至导致系统不稳定。为此,对广域闭环控制系统依据功能进行分层并分析闭环时延的产生,进而提出一种分层预测补偿方法,该方法将时延补偿与闭环控制系统的实现相结合,使用预测方法为控制策略提供近似的实时数据,使时延的影响与闭环控制策略隔离以保证控制效果。详述该预测方法的特点,并以自回归算法为实例阐述了其实现方法。搭建了RTDS硬件在环测试平台,并分别以实测时延和随机时延进行测试。结果表明,所提出的分层预测补偿方法能有效补偿固定的或随机分布性的闭环时延,减小了时延对控制性能的影响。     

交流传动矢量控制系统时延补偿

系统时延的存在降低了矢量控制系统性能,对大功率低开关频率交流传动变流器性能影响尤其明显,当电机在中高速段运行时,可能导致系统的不稳定.针对此问题,本文分析了系统时延对于交流传动矢量控制系统稳定性的影响,提出了一种基于q轴电流误差的新型系统时延补偿算法.该算法克服了传统延时补偿方法的局限性,实现简单,较好地消除了延时引起...     

SDH光传输系统的时延测算

传输时延是SDH光传输系统的一项重要性能指标。介绍SDH光传输系统的时延构成,并结合绍兴地区电力系统通信的SDH光网络,介绍了通过测试计算SDH网元的3种时延、相邻网元之间的光缆长度、业务在起止站点间的传输时延的方法。按照文章介绍的方法可以测算出不同厂家、不同型号、不同速率的SDH光传输设备的传输时延。     

基于LMI的广域时延多机电力系统的控制与稳定性研究

广域信号通信时延是导致控制器性能下降甚至失效的重要原因之一。针对时滞电力系统的特性,对多机电力系统转子运动方程进行合理的线性化和偏差化,建立时滞线性多机电力系统。通过构造合适的Lyapunov函数导出了基于自由权矩阵的线性矩阵不等式(LMI)理论的广域时延系统稳定性判据,并设计了相应的全状态反馈控制器。与基于二次线性最优的控制方法相比,保守性更小,控制效果有所提高。通过IEEE3机9节点电力系统模型验证了该控制器的有效性。仿真试验结果表明该控制方法能较好地减小时延带来的不利影响。     

基于测度理论的广域电力系统反馈信号最大允许时延分析

广域电力系统稳定性分析与控制中一个不容忽视的问题就是广域信号的传输时延。文章提出了一种基于矩阵测度理论的分析方法。该方法从广义的角度给出了应用广域控制策略的含多时延的闭环电力系统模型;针对该模型,应用矩阵测度的现有理论给出了保证系统闭环稳定的充分条件,并能求出系统最大允许时延。文章以时域仿真结果说明了该方法的有效性。     

计及时延的互联电力系统分散式阻尼控制

针对广域互联电力系统的低频振荡问题,计及信号在广域控制回路中的时延,设计了一种分散式阻尼控制器。首先定性分析了广域控制回路中的信号时延特点,然后在计及时延的互联电力系统线性化模型基础上,使用时延依赖稳定性充分条件进行控制器的求解,最后进行了两区四机系统分散式阻尼控制器设计。在固定时延与随机时延情况下系统仿真结果表明所设计分散控制器能够有效提高系统阻尼,抑制系统低频振荡,提高互联电力系统的动态稳定性能。     

谐波电流时延补偿控制的系统稳定性分析

针对有源电力滤波器(APF)在补偿高次谐波时需要加入时延补偿的问题,详细分析了时延补偿中各项参数对系统稳定性的影响,阐明了时延补偿对谐波控制影响的本质。并在此基础上,提出一种简单有效的时延补偿量工程化设计方法,解决了实际工程应用中各次谐波电流控制所需的时延补偿量难以获取的问题。通过仿真和实验验证了时延补偿对系统稳定性的影响。说明了谐波控制所需时延补偿量的实质是通过正余弦参数对系统的综合作用所决定的。并验证了时延补偿量的工程化设计方法的合理性。     

基于测度理论的广域电力系统反馈信号最大允许时延分析

广域电力系统稳定性分析与控制中一个不容忽视的问题就是广域信号的传输时延.文章提出了一种基于矩阵测度理论的分析方法.该方法从广义的角度给出了应用广域控制策略的含多时延的闭环电力系统模型;针对该模型,应用矩阵测度的现有理论给出了保证系统闭环稳定的充分条件,并能求出系统最大允许时延.文章以时域仿真结果说明了该方法的有效性.     

三相降压型PFC时延补偿的预测算法研究

在采用数字信号处理器(DSP)处理功率因数校正(PFC)电路控制环路信号时,主要有3个环节的延时:控制环路采样延时、DSP计算延时、PWM波产生延时。时延会减少环路带宽并降低环路稳定性,需加以补偿。以一种三相降压型PFC为例,讨论电流内环时延对电路稳定性的影响。研究线性预测和Smith预测两种时延补偿的预测算法,并通过仿真对两种方法进行对比。最后通过10 kW样机验证线性预测算法的鲁棒性和有效性。     

含积分二次型的电力系统改进时滞稳定判据

在进行电力系统广域控制器设计时,需要科学考虑量测与控制环节时滞的影响。已有的时滞稳定判据多基于Lyapunov稳定性理论得到,具体的方法就是通过构造Lyapunov泛函,然后进行放缩得到充分性条件,由此决定时滞稳定判据必存在一定的保守性,如何有效降低稳定判据的保守性就成为该领域长期关注的一个热点问题。首先在已有Lyapunov函数中引入积分二次型,从而构造了一种新的Lyapunov函数;进一步,借助线性矩阵不等式(LMI)工具推导了相应的改进时滞稳定判据;最后,借助典型二阶时滞系统、单机无穷大时滞电力系统和带有远程反馈控制回路的WSCC 3机9节点电力系统,对所提方法进行了校验分析。算例表明通过引入积分二次型,时滞稳定判据的保守性得到显著降低。     

基于广域测量的滑模TCSC控制器设计

广域测量系统为电力系统实现网络化控制提供了新的解决方案。文章对基于广域测量信号的可控串补(thyristor controlled series compensator,TCSC)系统进行了分析,建立了基于广域测量的TCSC系统模型。通过引入附加状态变量,将含有时滞的时滞系统转换为不含时滞的离散控制系统,并采用离散滑模控制的方法设计了状态反馈控制器,对克服控制器中的抖振问题提出了有效的解决方法。为验证所提出方法的有效性,对单机无穷大系统进行了仿真计算,表明该方法可以有效保持系统的稳定性。     

基于事件触发控制的时滞电力系统负荷频率控制

区域电网间存在较高的数据传输,使有限的通信和计算资源变得拥塞。为降低区域电网间的通信负担,提出基于事件触发控制的时滞电力系统负荷频率控制(LFC)方法。针对具有通信延迟的LFC系统,建立基于事件触发控制的时滞LFC动态模型。进而采用多求和不等式,提出具有事件触发控制器的时滞相关LFC系统Lyapunov稳定分析判据;在此基础上,推导了基于事件触发通信和输出反馈的负荷频率控制器协同设计方案,以保证电力系统频率稳定性的同时提高数据传输效率。仿真结果表明,所提方法能够有效减小互联系统频率和联络线功率振荡,保证系统的时滞稳定性并减少网络通信的冗余传输。     

Research on time-delay stability upper bound of power system wide-area damping controllers based on improved free-weighting matrices and generalized eigenvalue problem

A novel method is proposed in this paper to determine the time-delay stability upper-bound of the power system with wide-area damping controllers based on the improved free-weighting matrix and Generalized Eigenvalue Problem (gevp). First, a new class of Lyapunov–Krasovskii functional is constructed and its derivative function along the system is gained. Second, necessary loose items are added to the derivative function to reduce conservativeness, and the time-delay stability criterion based on the improved free-weighting matrices is formed. And then the time-delay stability criterion is equivalently transformed to a generalized eigenvalue problem. Thus by solving the gevp, the time-delay stability upper bound of the system is gained. Time-domain simulation tests on the IEEE 4-machine 11-bus system and IEEE 16-machine 68-bus system verify the correctness and effectiveness of the method.     

基于改进自由权矩阵与广义特征值的时滞稳定 上限计算方法研究

提出了一种利用改进自由权矩阵与广义特征值(Generalized Eigenvalue Problem,GEVP)判定系统时滞稳定上限的方法。首先构造一类新的Lyapunov-Krasovskii泛函,并求解该泛函沿系统的导函数。然后,在导函数中加入必要的松散项以降低该方法保守性。在此基础上,利用gevp求解系统的时滞稳定上限。IEEE 4机11节点系统和16机68节点系统时域仿真结果验证了该方法能够有效求解电力系统所能承受的最大时滞。     

电力系统时滞稳定判据保守性差异量化评估方法

基于Lyapunov稳定理论的时滞稳定判据,已被广泛应用于各类电力系统时滞稳定性分析。由于采用了不同的Lyapunov函数和不同的推导过程,不同的稳定判据往往会具有不同的外在形式、计算效率和保守性。文中借助数值计算方法和可视化技术,分析揭示不同时滞稳定判据在保守性方面表现各异的内在原因,为寻求更为科学的时滞稳定判据提供支撑。首先,在简单回顾时滞系统模型的基础上,引出几种常用的时滞稳定判据。进一步,借助时滞系统仿真数据引入了3类反映系统运行差异性的指标,并给出了一种用于评估电力系统时滞稳定判据保守性的数值计算方法。最后,通过一阶典型单时滞系统详细说明了该评估方法的应用过程,并利用单机无穷大单时滞系统和3机9节点时滞系统验证所提方法在多维系统及多时滞场景下的有效性。     

基于LMI的时滞电力系统双层广域阻尼控制

针对时滞电力系统提出一种新型建模方法,并且对其进行了广域附加区间阻尼控制的双层控制设计。直接采用时滞系统控制理论克服广域信号的时滞对闭环电力系统稳定性的不良影响。第一层控制,对无时滞电力系统施加计及时滞的输出反馈控制,形成时滞闭环系统。第二层控制,利用时滞系统的控制理论,采用线性矩阵不等式方法,求解状态反馈矩阵和观测器增益矩阵,进行反馈控制。10机39节点算例测试系统上的仿真结果表明,基于该方法设计的附加区间阻尼控制器,具有一定的时滞不敏感性,鲁棒性强,能够较好地抑制区间振荡。该方法为关于时滞系统的控制理论在广域附加区间阻尼控制中的直接应用搭建了平台,提供了可行性。     

计及广域阻尼控制的PSS均匀通信时滞极限计算

为定量分析采用全局信号控制的电力系统稳定器（PSS）的时滞稳定性问题,利用扫频法对计及广域阻尼控制的2级PSS控制策略和PSS辅助区间阻尼控制进行数学建模,并计算出各自的时滞稳定极限,进而定量分析了时滞PSS系统的控制性能。算例验证了该方法的有效性和实用性。     

基于优化泛函的多时滞广域电力系统稳定性分析

针对大规模互联电力系统中时滞现象对系统稳定运行造成的不可忽略的影响,研究多个时滞影响下广域电力系统的稳定性问题。首先,建立多时滞电力系统模型。其次,构造一种新的包含多时滞积分项相互耦合的增广型Lyapunov-Krasovskii(L-K)泛函,并采用一种新方法,将构造的泛函作为整体判断其正定性,放松了对泛函矩阵正定性的限制。然后,利用基于辅助函数的积分不等式对泛函导数进行估计,得到了具有较小保守性的多时滞电力系统稳定性判据。最后,通过对典型二阶时滞系统、单机无穷大系统以及WSCC 3机9节点系统进行仿真分析,验证了所提方法的优越性。     

基于ε—权衡“阻尼—时滞”电力系统广域阻尼控制

在解决电力系统区间低频振荡时存在广域信号延迟问题,对系统稳定运行带来巨大影响。针对此问题,首先建立时滞电力系统降阶数学模型;然后提出一种基于权衡的思想实现广域阻尼控制,通过利用线性矩阵不等式（LMI）工具箱并借助李雅普诺夫时滞稳定性判据求解广域阻尼控制器（WADC）参数,再利用时滞分割间接方法证明系统的稳定性,并对系统阻尼特性进行分析。最后以四机两区模型为例进行仿真,结果表明在约6 s时转子角和有功功率基本趋于稳定,相比其他常用广域阻尼控制器方法有效地改善电力系统阻尼稳定性。