高压直流输电系统换流站鲁棒自适应输出反馈控制

针对高压直流输电系统,设计了一种鲁棒自适应输出反馈控制器.首先,将高压直流输电系统换流站动态模型转换成用输入输出表示的非线性系统.然后,利用自适应非线性阻尼项来抑制系统的非线性动态不确定性和未知有界扰动,应用Lyapunov稳定性理论构造出控制器和自适应参数的表达式.Lyapunov稳定性分析结果表明,文中所提出的控制器保证了闭环系统的稳定性.最后,将设计的控制器应用到一个3机直流输电系统中,仿真结果表明,与传统的PI控制器相比较,文中控制器可大大提高系统的稳定性和鲁棒性.     

基于模糊控制的高压直流输电系统换流站控制器的设计

高压直流输电系统具有典型的非线性特征,运行时还伴随着各种不确定性因素,不能够建立精准的数学模型。目前,高压直流输电系统广泛应用的PI\PID控制器,不能够解决高压直流输电系统的非线性和不确定性问题。研究将PID控制和模糊控制相结合,利用PID控制简单易实现的特点和模糊控制的模糊建模、自适应能力较好的优点,为高压直流输电系统换流站设计了模糊自适应PID控制器,并做了相应的仿真,结果表明该控制器相对于PID控制器具有良好的性能。     

高压直流输电系统的鲁棒性控制器的设计

研究了高压直流输电系统的非线性控制的数学模型,提出了基于该非线性系统的鲁棒控制器的设计方法。在鲁棒控制器的控制作用下,系统对于一定特点的扰动产生了较强的健康性。将此鲁棒性控制器与传统的PI控制器进行了仿真比较,证实了这一特点。     

柔性直流输电系统站间鲁棒解耦控制器设计

直流线路的弱惯性使得柔性直流输电系统换流站间存在复杂的耦合关系,需设计换流站间解耦控制器以弱化换流站间的交互作用。为此,首先建立柔性直流输电系统小信号数学模型,然后依据S/T/KS混合灵敏度H_∞鲁棒控制原理,推导了柔性直流输电系统站间解耦控制器,并采用基于互质因子模型的均衡截项法及经典控制理论的降阶方法将高阶控制器降到了合适阶数,以利于工程应用。最后进行电磁暂态仿真,验证了所设计的站间解耦控制器能有效削弱两端换流站的交互作用,提高系统动态性能并兼顾了鲁棒稳定性。     

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。     

基于RAFL非线性系统控制的研究及在HVDC系统中的应用

研究非线性系统的控制问题具有重要的理论意义和实用价值。高压直流输电系统(简称HVDC系统)是典型非线性系统,HVDC系统是高度可控的,其中控制系统是直流输电技术的核心。HVDC系统能否正常运行与其基本控制器的性能息息相关。论文对鲁棒近似反馈线性化控制方法进行了研究,研究结果解决了一类非线性系统的控制问题,同时应用到HVDC系统中,并设计了相应的控制器。     

基于RAFL非线性系统控制的研究及在HVDC系统中的应用

研究非线性系统的控制问题具有重要的理论意义和实用价值.高压直流输电系统(简称HVDC 系统)是典型非线性系统,HVDC系统是高度可控的,其中控制系统是直流输电技术的核心.HVDC系统能否正常运行与其基本控制器的性能息息相关.论文对鲁棒近似反馈线性化控制方法进行了研究,研究结果解决了-类非线性系统的控制问题,同时应用到HVDC系统中,并设计了相应的控制器.     

交直流互联系统鲁棒自适应直流功率调制

设计了应用于交直流互联电力系统的直流功率调制的非线性鲁棒自适应控制器。该控制器基于驱动各互联区域电网的惯量中心至统一平衡点的设计思想，采用广域测量系统的全局信号，用以阻尼交直流互联系统的区域间功率振荡。采用反步法设计的自适应鲁棒控制规律使控制器对未知参数具有自适应性，对模型误差、扰动和平衡点变化具有较强的鲁棒性。仿真结果表明，与传统的线性直流功率调制控制器相比，该控制器对联络线的功率振荡具有优良的阻尼性能，可显著提高输电极限，而且能很好地适应运行点的变化。     

混合直流输电控制策略研究

为充分利用传统高压直流输电(LCC-HVDC)与柔性直流输电(VSC-HVDC)各自的优点,建立了整流侧采用LCC换流站,逆变侧采用VSC换流站的混合直流(hybrid HVDC)输电系统。对直流系统两侧换流站主控制器进行了设计,并针对该系统设计出双侧功率/频率调制的辅助控制器。最后对混合直流输电系统与交流输电线路并行输电和单独的混合直流输电系统进行了仿真与分析,通过仿真验证了当系统受到扰动时所加辅助控制器能提高系统的稳定性。     

基于PMU的多馈入交直流系统的分散协调控制

针对广域多馈入交直流系统,为充分利用直流线路的快速调节能力以改善系统稳定性,提出一种分层分散鲁棒自适应控制方案。基于相角测量装置(PMU)测量单元,协调控制器在线确定并传送故障后动态平衡点到直流线路控制器,直流线路控制器以此故障后动态平衡点为控制目标。采用非线性递推方法推导了基于PMU的多馈入交直流系统的非线性鲁棒自适应分散协调控制规律,并设计了以动态平衡点和PMU实时测量的发电机功角信号为输入的直流线路附加功率控制器。最后通过3机2条直流的测试系统验证了该控制方案的有效性。     

多机系统的非线性自适应分散稳定控制

针对含有未知参数的励磁系统,提出了一种非线性自适应控制设计方法,通过递推方法得到了自适应控制策略,而且在控制策略中包含了对未知参数的动态估计,最后获得了多机系统的非线性自适应分散励磁控制策略的一般表达式,在控制策略中所有的变量都是可量测的,而且控制量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,因此控制策略具有分散性和适应性,在一个６机系统上的仿真结果表明了非线性自适应控制器的有     

多馈入高压直流输电系统非线性附加控制器的设计

高压直流输电（HVDC）系统的附加控制器可以改善系统的稳定性。该文针对多馈入高压直流输电系统，应用非线性控制系统理论设计了直流系统的附加控制器。首先建立了多馈入高压直流输电系统的数学模型。然后推导出稳定控制规律，该规律考虑了2条直流系统附加控制的相互影响。最后以一个3机和2条直流联络线构成的系统为例进行了仿真研究。仿真结果表明：与传统的控制器相比，该控制器能更好地改善系统的稳定性。     

多馈入高压直流输电系统的分散协调控制研究

为了提高多馈入直流输电系统的稳定性，该文采用可选择控制结构的部分输出量反馈最优分散协调控制算法设计出了以全系统动态最优为目标的分散协调直流附加控制器，并在设计步骤中引入模态可控程度与模态可观测程度的概念来优选控制器安装地点以及控制反馈信号．从而最大程度地发挥了该控制算法可选择控制结构的特点。算例仿真分析显示了所设计控制器在协调作用下对系统多个振荡模态的良好阻尼效果，证明了该协调控制器设计方法的有效性。     

三峡—华东HVDC辅助频率控制的动模试验

通过大规模动模试验分析了三峡一华东高压直流(HVDC)输电系统加装辅助频率控制器后的动态特性。试验结果表明，加装了辅助频率控制器的HVDC系统能在两侧交流系统发生大扰动时，实现两侧系统之间功率的相互紧急支援，可显著改善两侧交流系统频率，并能在多回直流输电线路中实现功率的平稳转移，经济效益显著。通过试验也初步揭示了HVDC辅助功率调制对交流系统稳定性以及对HVDC系统自身稳定性的影响，为设计综合性能良好的辅助控制器提供了具有较高参考价值的试验数据。     

Nonlinear decentralized disturbance attenuation excitation controlvia new recursive design for multi-machine power systems

In this paper, a new nonlinear decentralized disturbance attenuation excitation control for multi-machine power systems is proposed based on recursive design without linearization treatment. The proposed controller improves system robustness to dynamic uncertainties and also attenuates bounded exogenous disturbances on the system in the sense of L₂-gain. Computer test results on a 6-machine system show clearly that the proposed excitation control strategy can enhance transient stability of power systems more effectively than other excitation controllers     

一种基于模块化多电平换流器的三极直流输电系统

现有三极直流输电系统基于晶闸管换流器,存在一些与传统直流输电系统相似的固有缺陷。文中提出了一种改进系统:极3采用基于全桥子模块的模块化多电平换流器,极1和极2采用基于钳位双子模块的模块化多电平换流器。同时,提出了三极直流协调控制策略,并且为了抑制过渡阶段的暂态过电压,减小接地电流和功率波动,还提出了电压反向控制、电流维零控制和功率协调控制。采用PSCAD/EMTDC进行仿真验证,结果表明利用所提控制策略,三极直流输电系统能够获得较好的响应特性,在维持电容电压平衡的同时,能够抑制交直流间功率扰动和接地极电流波动。     

一种优化控制策略在基于电压源换流器的HVDC系统中的应用

文章阐述了基于电压源换流器(VSC)和脉冲宽度调制(PWM)技术的直流输电与传统的直流输电相比具有的诸多优点.在建立交/直流(AC/DC)并联输电系统模型基础上,提出一种优化控制策略,该控制策略将直流输电本身的控制与发电机励磁控制相综合,在系统发生故障时能同时稳定发电机和直流输电系统.还在相同的条件下对基于VSC的HVDC和传统的HVDC进行了仿真比较,仿真结果表明,在该优化控制策略指导下,前者在系统发生故障时体现了较好的阻尼特性,且该HVDC系统本身在该控制策略下也有较高的稳定性.     

Multi-task control for VSC–HVDC power and frequency control

A robust control strategy for a VSC–HVDC transmission scheme between two ac networks is presented. The VSC converters at both ends of the dc line are equipped with a multi-task controller that facilitates: power management between the two ac systems, provision of independent reactive power control at the point of common couplings (PCCs) and frequency regulation at the sending-end side. The paper investigate the utilization of VSC–HVDC system to provide frequency regulation to an ac network; this is useful for networks with high penetration of renewables (e.g. wind), and nuclear generation. The proposed control strategies for the VSCs are presented in detail, investigating further the tuning method for the proper operation of the inner controllers. The robustness of the control system is tested under large disturbances. The study is conducted in Matlab/Simulink and results that substantiate the dynamic performance of the VSC–HVDC with the proposed control are thoroughly discussed.