基于PLC的多指标非线性励磁控制器的设计

提出一种以PLC为工作平台的多指标非线性励磁控制器,理论上,该控制器能够在有效控制发电机端电压的前提下提高系统的动态稳定性。介绍了基于西门子PLC的励磁控制器的实现方法。仿真和试验结果表明,该控制器实现了对系统动、静态性能的综合协调,从而提高了系统的整体性能。     

带电压反馈的ESO发电机励磁系统滑模变结构

针对发电机励磁系统的非线性及易受内、外扰动等特点,应用坐标变换、ESO及滑模变结构控制理论,设计了一种新颖的提高系统动、静态特性的ESO滑模励磁控制器,并在此基础上引入了电压反馈,使其更好地稳定了机端电压,即对系统的状态方程进行坐标变换,然后通过构造扩张状态观察器(ESO)对发电机励磁系统进行动态补偿,实现线性化;采用极点配置法设计滑模切换函数,从理论上保证发电机转子方程具有期望的极点;采用指数趋近率和准滑动模态方法求取滑模控制率.仿真结果表明,该控制器在动态、静态特性上明显地提高了系统的稳定性、快速性和准确性,而且鲁棒性较好.     

基于遗传算法的同步发电机模糊PID励磁控制器研究

在常规的模糊PID励磁控制器基础上,提出一种利用遗传算法优化模糊控制器的量化因子和比例因子的同步发电机励磁控制器,并仿真研究,结果表明利用该方法设计的励磁控制器具有更好的动态特性和静态特性。     

同步电机最优励磁控制系统设计

介绍了线性最优控制系统的设计原理,并基于最优控制原理建立了线性最优励磁控制器的数学模型。通过MATLAB仿真模型的建立,在三相短路的运行实验情况下,将同步电机励磁控制系统与传统的励磁手段相比较可知,前者具有更好的静态和动态稳定性。     

基于遗传算法的同步发电机模糊PID励磁控制器

在常规模糊比例、积分、微分PID(Proportional,Integral and Differential)励磁控制器基础之上．提出了一种利用遗传算法优化模糊控制器的量化因子和比例因子的同步发电机励磁控制器。介绍了同步发电机自动励磁系统及模糊PID励磁控制器的构成、模糊PID控制器的原理及作用．给出了用遗传算法优化模糊控制器的实现方法。进行了仿真研究,结果表明利用该方法设计的励磁控制器具有更好的动态特性和静态特性。     

基于PLC的发电机励磁系统模糊控制器设计

为了改善发电机励磁控制系统的动态调节品质,运用模糊规则设计了一种发电机励磁系统的模糊控制器,并给出了基于西门子可编程逻辑控制器（PLC）的模糊控制器的实现方法。仿真和试验结果表明,控制器在改善发电机励磁系统的动态行为上具有突出的优势,对工程应用有实用价值。     

多重滑模鲁棒励磁控制器设计

多重滑模控制对于不满足匹配条件的不确定性具有较好的抑制作用。对于电力系统鲁棒励磁控制模型,文中基于多重滑模控制思想设计了励磁控制器。为了获得快速且鲁棒性能较好的动态响应,将励磁控制分为鲁棒控制分量和快速响应分量,它们分别由多重滑模控制器和PID控制器产生。基于电力系统分析综合程序（PSASP）的小干扰稳定和暂态稳定仿真表明了此方法在电力系统励磁控制中的有效性。     

基于模糊PID控制的同步发电机励磁控制系统仿真研究

随着电力系统的发展,常规PID励磁控制器已经不能满足系统运行的动态和静态性能要求,为了克服常规PID控制器的缺点,设计了一种新型的模糊PID控制器,即将常规的PID控制与模糊控制优点相结合。分析了同步发电机的励磁控制系统的数学模型和模糊PID控制器的结构、工作原理和作用,并运用Simulink对模糊PID控制器和常规PID控制器分别在同步发电机励磁系统中进行仿真,结果表明,模糊PID控制器具有更好的控制特性,对进一步应用研究具有较大的参考价值。     

非线性励磁控制设计方法

非线性系统的几何结构理论在近十几年内有了很大发展，并已被应用到多机系 统发电机励磁控制的设计中。本文在此基础上，通过引入一个附加的状态变量 ，用于解决非线性励磁控制律中功角不易测定这一问题，给出了一种易于实现 的非线性励磁控制规律。通过一个单机无穷大实验系统的动态模拟实验，表明 该方法不仅有效地改善了系统的动态响应，而且显著地提高了系统的静态稳定 极限。     

多机电力系统非线性励磁控制的研究

本文根据励磁稳定控制中的非线性问题,应用微分几何控制理论,提出了多机电力系统发电机励磁非线性反馈解耦控制器的设计方法及相应的闭环非线性解析励磁控制规律。通过对六机系统的仿真结果表明,所设计的控制方式不仅可以有效地改善多机系统的动态响应,而且可以显著地提高多机系统的暂态稳定极限。与其它励磁控制方式相比,具有明显的优越性。     

基于线性最优控制理论的励磁系统的设计及仿真

基于单机无穷大系统的线性化模型,结合线性最优控制理论建立了最优励磁控制器用的系统状态方程,求出线性最优励磁控制电力系统稳定器,用Matlab仿真软件在单机无穷大系统两种不同的运行状态下进行仿真,结果表明最优励磁控制具备了良好的电压性能,且给出了比AVR＋PSS更强的阻尼,表现出良好的动态特性。     

基于二次系统优化的储能变流器惯性提升方法

为了提升储能系统的虚拟惯量,提高电力系统的稳定性,针对储能变流器,给出了一种基于二次系统优化储能变流器惯性提升方法。通过构建完整的状态空间模型,分析了在不同控制器参数下系统的动态特性,揭示了虚拟同步机的振荡特性。在此基础上,设计了基于状态观测器的线性二次型最优控制器,并对储能电站二次系统进行优化,在保证交直流系统稳定性的前提下,弥补了传统虚拟惯性控制器对稳定性的不利影响。基于DIgSILENT/PowerFactory和Matlab的联合仿真验证了所构建状态空间模型的精确性和控制器的有效性。     

无刷直流电机自适应补偿最优状态反馈速度控制

为了提高无刷直流电动机调速系统的动态响应速度、稳态精度和抗随机干扰的能力,给出一种具有自适应补偿能力的最优状态反馈控制策略。推导出无刷直流电动机的状态空间模型,采用卡尔曼滤波器的状态估计,提出一种基于动态规划的最优状态反馈控制策略,给出了一种自适应控制算法,用来补偿输入信号受干扰而产生的偏差。仿真和实验结果表明,提出的方法使系统具有较好的调速性能,验证了提出方法的有效性与可行性。     

基于稳定性和电压精度协调控制的新型模糊励磁调节器

在保持比例积分微分(PID)励磁调节器优良电压调节特性的基础上,部分采取线性最优控制理论设计附加励磁调节通道,并通过一模糊控制器动态协调电压调节通道和附加调节通道的作用权重,设计了一种新型模糊励磁调节器。分析了电力系统各种典型运行状态及其对励磁调节的要求,总结了不同状态下电压和稳定的协调控制策略,以期对电压调节和增强阻尼进行动态协调。数值仿真结果表明,该新型励磁调节器在稳态时具有同PID一样高的电压调节精度,动态过程中则能明显提高系统阻尼特性,具有满意的控制效果,并对系统工况变化具有一定适应性。     

Decentralized load frequency control on each power plant

This paper presents a load frequency control system using a refined controller for interconnected power systems. The controller consists of an integral compensator and state feedback. It has been proven that any transfer function between a reference input and a controlled output or between a disturbance and a controlled output is attained by this controller if it is attainable by realizable linear compensation. Parameters of the controller are determined by the optimal regulator theory and additional calculation. The controller can reduce time deviation and inadvertent interchange without information about tie-lines as well as deviations of frequency and net interchange power. This structural features makes it possible to design the control system for each regulating power plant instead of for the control center. If some state variables are not available, the control system can be designed with the remainder of state variables and a dynamic compensator. Simulation results show that the control system is superior to the TBC system.     

Optimal tracking secondary voltage control for the DFIG wind turbines and compensator devices

The optimal tracking secondary voltage control (OTSVC) is a new developed voltage control scheme for wind park based Doubly Fed Induction Generator (DFIG). The proposed controller is developed to achieve efficient voltage regulation and provided optimal reactive power compensation to the interconnected power system. The performance of the controller for enhancing the network voltage profile is compared with secondary voltage control, primary voltage control and optimal voltage profile obtained from the optimal power flow analysis. Furthermore, the OTSVC is employed for controlling wind park based DFIG and other sources of reactive power such as static var compensator (svc). The dynamic performance of the controller for multiple sources of reactive power is tested for steady state operation and in response of system contingencies with considering the impact of communication time delays. Simulation results are presented and the capability of the controller in providing the desired reactive power compensation and voltage support for the power system are verified.     

多星发射上面级的姿态解耦控制

针对具有非线性和惯量积耦合的多星发射上面级姿态控制系统,提出了两种控制器综合方法.首先,基于奇异摄动理论,把姿态动力学分解成姿态角和姿态角速度跟踪内外两回路;将非线性动力学模型伪线性化,在每个跟踪回路用State-Dependent-Riccati Equation(SDRE)获得自适应非线性控制律,通过SDRE局部渐近稳定的特点保证系统闭环稳定.其次,基于分段仿射切换理论对原始非线性模型建模,设计了简单的分段仿射控制器,具有明确的航天物理意义,便于工程应用;最后,对两种控制方案进行了仿真验证和对比,结果两种方法都满足控制要求,其中分段仿射控制器便于工程应用.     

Model predictive control of grid-connected PV power generation system considering optimal MPPT control of PV modules

Because of system constraints caused by the external environment and grid faults, the conventional maximum power point tracking (MPPT) and inverter control methods of a PV power generation system cannot achieve optimal power output. They can also lead to misjudgments and poor dynamic performance. To address these issues, this paper proposes a new MPPT method of PV modules based on model predictive control (MPC) and a finite control set model predictive current control (FCS-MPCC) of an inverter. Using the identification model of PV arrays, the module-based MPC controller is designed, and maximum output power is achieved by coordinating the optimal combination of spectral wavelength and module temperature. An FCS-MPCC algorithm is then designed to predict the inverter current under different voltage vectors, the optimal voltage vector is selected according to the optimal value function, and the corresponding optimal switching state is applied to power semiconductor devices of the inverter. The MPPT performance of the MPC controller and the responses of the inverter under different constraints are verified, and the steady-state and dynamic control effects of the inverter using FCS-MPCC are compared with the traditional feedforward decoupling PI control in Matlab/Simulink. The results show that MPC has better tracking performance under constraints, and the system has faster and more accurate dynamic response and flexibility than conventional PI control.     

Model predictive control of grid-connected PV power generation system considering optimal MPPT control of PV modules

Because of system constraints caused by the external environment and grid faults, the conventional maximum power point tracking (MPPT) and inverter control methods of a PV power generation system cannot achieve optimal power output. They can also lead to misjudgments and poor dynamic performance. To address these issues, this paper proposes a new MPPT method of PV modules based on model predictive control (MPC) and a finite control set model predictive current control (FCS-MPCC) of an inverter. Using the identification model of PV arrays, the module-based MPC controller is designed, and maximum output power is achieved by coordinating the optimal combination of spectral wavelength and module temperature. An FCS-MPCC algorithm is then designed to predict the inverter current under different voltage vectors, the optimal voltage vector is selected according to the optimal value function, and the corresponding optimal switching state is applied to power semiconductor devices of the inverter. The MPPT performance of the MPC controller and the responses of the inverter under different constraints are verified, and the steady-state and dynamic control effects of the inverter using FCS-MPCC are compared with the traditional feedforward decoupling PI control in Matlab/Simulink. The results show that MPC has better tracking performance under constraints, and the system has faster and more accurate dynamic response and flexibility than conventional PI control.     

基于准PR控制的逆变器优化控制

逆变器并网控制过程中往往利用比例积分（PI）控制器追踪信号,然而在正弦电流信号的追踪过程中往往由于冲击性负载的作用,给系统带来稳定性误差和系统扰动等问题,本文提出了一种基于比例谐振（PR）控制技术的准比例谐振（PR）逆变器优化控制策略。首先对PR控制器的原理进行了介绍,通过对PR控制器的改进构成了准PR控制器,重点分析了准PR控制器控制参数对系统性能的影响,从而确定系统最优时控制器的参数,并在准PR控制的基础上添加谐波补偿环,有效消除特定次数谐波。利用MATLAB/Simulink进行仿真实验,对PI控制器与准PR控制器的实验结果进行对比分析,验证了改进的准PR控制能够在逆变器并网系统中实现无静差追踪和稳态误差消除,保证了系统的动态稳定性。