多机电力系统优化变结构AGC控制

本文提出一种设计多机电力系统优化变结构AGC控制器的新方法。各子系统的滑行平面只选取本子系统的状态量,控制器采用新的结构,详细分析了各参数对系统动态特性的影响,根据非线性规划最优化方法优化滑行平面参数。动态仿真表明,所提出方法在理论上是正确的,据此所设计的参数能使系统的动态响应达到最优,所设计的控制器具有很好的鲁棒性。     

基于能量整形的可控制动电阻暂态稳定控制器设计--单机无穷大系统篇

应用能量整形IDA-PBC方法设计了针对电力系统大干扰的可控制动电阻(TCBR)的闭环暂态稳定控制器,能量整形IDA-PBC方法直接使用系统能量作为存储函数,物理意义明确,较其它非线性控制器结构简单,并避免了可能产生的不期望的高增益问题.由于设计中完整地保留了系统非线性结构,不需进行任何线性化处理,较各种线性化设计方法具有更强的鲁棒性,适应系统模型和参数不精确程度效果较好.建立了适合能量整形和考虑系统调节动态的简化TCBR三阶模型,首次提出了用于求解能量整形匹配PDE的待定系数法用以有效设计TCBR闭合连续暂稳控制器,并详细探讨了求解匹配PDE待定系数法的理论基础,文中给出的仿真算例表明所提出的控制器有效可行.     

基于Riccati法的静止无功补偿器变结构鲁棒控制

为了抑制电力系统静止无功补偿器(SVC)的非线性特性、未建模动态、系统参数变化及外部扰动影响,应用变结构控制理论与鲁棒控制理论,设计了能同时改善电力系统功角稳定与装设点电压动态性能的SVC非线性变结构鲁棒控制器.控制器考虑了含SVC的单机--无穷大系统(SMIB)模型可能的不确定性项,以其标称系统所对应的代数Riccati方程的解来构造滑动模态超平面,进而给出变结构鲁棒控制算法.设计的控制规律简洁,鲁棒性强且易于工程实践.仿真结果表明,与传统PI控制方式相比,变结构鲁棒控制器能够更有效地阻尼系统振荡,提高系统暂态稳定性能.     

TCSC与发电机励磁的分散线性最优协调控制

针对电力系统非线性特性,采用反馈线性方法,以改善电力系统暂态稳定性为目标,应用线性二次型最优控制理论探讨了TCSC和发电机励磁系统的分散协调控制规律。最后应用Matlab软件对单机无穷大系统进行仿真试验,结果表明：所设计的控制规律能有效提高系统暂态稳定性。由于控制信号实现了本地化,本文所设计控制器具有一定工程实用性。     

考虑机端电压限制的多重非线性变结构励磁控制

针对电力系统暂态过程的非线性特性,设计了一种考虑电压限制的多重非线性变结构励磁控制器,根据控制目标将控制器分2层设计。下层控制器由稳定控制和电压限制控制组成。稳定控制通过计算系统的暂态能量函数,得到稳定流形作为切换面,然后设计相应的变结构非线性励磁控制律,将系统限制在所设计的稳定流形上,以稳定系统;电压限制控制则利用零动态原理,使电压回复到限制区内。上层控制器通过适当的切换律,将下层控制器进行切换,在稳定系统和限制机端电压之间进行协调。在设计时考虑了系统参数不确定性,从而控制律具有一定的鲁棒性。稳定控制设计中未使用任何线性化方法,因而控制律对系统的非线性特性完全适应。实验结果表明所设计的控制器在稳定系统的同时,有效的限制了机端电压。     

基于扩张状态观测器的SVC非线性变结构控制

针对电力系统的强非线性和不确定性,将自抗扰控制技术引入变结构控制器的设计,设计了能同时改善电力系统功角稳定和装设点电压动态特性的静止无功补偿(SVC)控制器,所得的控制规律与系统运行点和网络结构完全无关.仿真结果表明所提出的非线性变结构SVC控制器能有效地改善系统的动态稳定性.     

基于扩张状态观测器的SVC非线性变结构控制

针对电力系统的强非线性和不确定性,将自抗扰控制技术引入变结构控制器的设计,设计了能同时改善电力系统功角稳定和装设点电压动态特性的静止无功补偿(SVC)控制器,所得的控制规律与系统运行点和网络结构完全无关。仿真结果表明所提出的非线性变结构SVC控制器能有效地改善系统的动态稳定性。     

基于自适应逆推变结构方法的非线性励磁控制

将自适应逆推方法与变结构方法相结合逐步构造Lyapunov函数,这样不仅可以提高动态系统的暂态响应和控制器增益综合性能指标,而且对不满足匹配条件或参数不确定性的非线性系统具有鲁棒镇定性。针对上述理论设计了一种非线性励磁控制器,该控制器能够保证闭环系统对不确定参数的自适应性。基于该方法设计的非线性励磁控制器在两区域四机系统上进行仿真计算,结果表明,该励磁控制器能够有效地抑制电力系统的干扰,提高互联电网的稳定性。     

多机非线性系统分散汽门H∞控制器

通过找出电力系统的广义哈密顿结构，设计出分散控制器，使得闭环系统为耗散的哈密顿系统，可以看到该控制律是线性的，因为没有对系统进行线性近似，所以又有别在在工作点附近进行线性近似后所设计的线性控制器，同时表明非线性系统通过找到系统适当的内部结构（文中为哈密顿结构）可以得到比用微分几何等其他方法所得到的更简单的控制器形式，最后从H∞角度讨论了该控制器的抗干扰能力。     

SVC的模糊变结构控制对电力系统稳定性的影响

在非线性变结构控制理论与模糊控制理论的基础上 ,将二者结合起来进行SVC模糊变结构控制器(FVSC)的设计。该控制器引入经可调整模糊控制规则推理得出的附加控制信号来改善系统的阻尼特性 ,同时结合自动电压调节器改善电压特性的。针对输电线上装设SVC的单机—无穷大系统进行的仿真计算表明 :SVC的模糊变结构控制方式与变结构控制、常规控制方式相比 ,在能够明显地改善电力系统的稳定性的同时 ,可以抑制暂态响应中的电压波动 ,并且能够适应系统运行工作点的变化     

SVC的模糊变结构控制对电力系统稳定性的影响

在非线性变结构控制理论与模糊控制理论的基础上,将二者结合起来进行SVC模糊变结构控制器(FVSC)的设计.该控制器引入经可调整模糊控制规则推理得出的附加控制信号来改善系统的阻尼特性,同时结合自动电压调节器改善电压特性的.针对输电线上装设SVC的单机-无穷大系统进行的仿真计算表明:SVC的模糊变结构控制方式与变结构控制、常规控制方式相比,在能够明显地改善电力系统的稳定性的同时,可以抑制暂态响应中的电压波动,并且能够适应系统运行工作点的变化.     

带等效控制项的非线性变结构附加励磁控制

在非线性变结构控制理论的基础上,设计了一种带等效控制项的非线性 变结构附加励磁控制器。该控制器可以直接对非线性方程进行设计,简化了设计过程,提高 了鲁棒性,并能降低变结构控制的高频抖动问题。对单机〖ＨＴ５,７〗—〖ＨＴ５〗无 穷大系统及多机系统的计算机仿真结果表明,该方法能够很好地改善电力系统稳定性。     

基于无源性的同步发电机励磁控制

介绍了根据无源性控制原理设计变结构控制器的一般步骤和方法,得到一种直接针对非线性模型设计发电机励磁控制器的方法。由于在控制器的设计中,未用到任何线性化方法,因而所得控制器充分利用了系统的非线性特性。仿真证实了其能有效地改善电力系统的稳定性,且控制规律对系统工作点的变化具有强鲁棒性。     

基于暂态能量函数的电力系统非线性鲁棒滑模励磁控制

针对电力系统暂态过程的非线性特性,以功角稳定为目标设计了一种状态反馈非线性滑动模励磁控制器.通过直接计算系统的暂态能量函数,利用Lyapunov稳定理论,得到稳定流形作为切换平面,然后设计相应的滑动模励磁控制律,将系统限制在所设计的稳定流形上.在设计时考虑了对系统参数不稳定性,从而控制律具有一定的鲁棒性.设计中未使用任何线性化方法,因而控制律对系统的非线性特性完全适应.仿真结果表明所设计的控制器不仅具有良好的小干扰稳定性,而且对于大干扰暂态过程也具有很好的抑制作用.     

汽轮发电机组PSS与汽门的智能变结构控制

运用非线性变结构控制理论,并模仿人的智能推理,提出了多机所轮发电机组ＰＳＳ与汽门智能变结构综合控制器的设计方法。控制规律兼顾了改善系统的功角稳定性和发电机端电压特性两方面要求。控制规律实现了分散控制,且有很强的鲁棒性。计算机仿真结果表明：所设计的智能变结构综合控制规律能有效地改善电力系统的暂态稳定性。     

内置式永磁电机状态反馈线性化解耦滑模控制

针对内置式永磁同步电机电流与转速的非线性耦合及系统参数变化鲁棒性变差问题,提出基于状态反馈线性化解耦滑模变结构新型控制策略。通过非线性状态反馈和坐标变换,实现了内置式永磁同步电机系统线性化解耦控制,将原系统分解为2个线性子系统:转速线性子系统和励磁电流线性子系统。基于滑模变结构理论,对2个子系统分别设计滑模变结构控制器,整个系统结构简单,易于实现。实验结果表明,基于状态反馈线性化解耦滑模变结构控制的内置式永磁同步电机系统具有较好的动态性能和对参数变化良好的鲁棒性。     

用动态留数法确定非线性控制器的最佳配置地点

提出了一种动态留数法,对含有分散非线性控制器的多机电力系统的主导模态进行动态扫描,根据分散非线性控制器安装前后系统主导模态的变化来确定系统中非线性控制器的最佳配置地点。当在线应用本方法时,建议构造一种基于多Agent的电力系统智能非线性控制的体系结构。它是一个由协调层和执行层组成的多Agent系统(Multi-AgentSystem),协调层Agent采用“动态留数”法确定系统中非线性控制器的最佳配置地点,执行层Agent负责非线性控制器参数的优化和控制器的切换。一个10机系统的离线仿真结果表明,这种方法能有效地消除不稳定零动态特性,提高多机电力系统的暂态稳定性。     

关于交直流并列输电系统的控制策略研究

提出了一种针对交直流并联输电系统的非线性变结构控制方法.它使用状态反馈精确线性化的方法,将该非线性系统线性化为一个完全可控的线性系统,再结合变结构控制理论,即利用滑动模态对系统的摄动和外部干扰的不变性,设计了非线性变结构控制器.仿真结果表明,非线性变结构控制可以有效地调节直流线路的传输功率,保证交直流系统的稳定性.     

变结构控制理论及在电力系统中的应用

介绍了变结构控制的基本概念,变结构系统中切换曲面的设计方法,变结构系统的品质和趋近律以及非线性系统的变结构控制理论。最后介绍了非线性变结构控制理论在电力系统中的应用。     

船舶发电机分散励磁鲁棒控制器设计

为了提高船舶电力系统的抗干扰能力和稳定性,设计了分散励磁式船舶发电机系统的鲁棒控制器,建立了柴油机发电机组的数学模型,明确了模型中干扰项的物理意义。在将发电机组数学模型线性化并增广为广义受控系统后,应用H∞控制理论,设计了发电机的分散励磁鲁棒控制器,并应用线性矩阵不等式方法求解了控制器的解。通过仿真试验,比较了传统的电力系统稳定（PSS）控制器和分散励磁鲁棒控制器的控制效果,表明后者具有更好的抗干扰能力,提高了船舶电力系统的稳定性。