采用数字仿真确定电力系统稳定器的参数

论述了采用数字仿真技术确定电力系统稳定器（ＰＳＳ）参数的方法，介绍了励磁系统仿真程序ＳＭＥ。该程序采用ＴＵＴＳＩＭ仿真程序中的仿真模块，构成了交流励磁机励磁系统、一机无限大电力系统以及ＰＳＳ等模型，可进行发电机自动励磁调节系统的各种特性试验以及ＰＳＳ不同参数对系统阻尼的影响。仿真试验实例表明，它是励磁调节器及ＰＳＳ参数调整的有效工具，可节省现场调试时间，提高调试质量。     

励磁系统建模试验及仿真研究

大电网的建设和发展要求对发电机及其励磁系统模型进行实测,并建立能正确反映实际运行设备运行状态的数学模型和参数。而励磁系统参数测试试验是励磁建模的一个重要环节。通过试验能获取或者验证模型参数,最后得到符合实际的参数,这就是励磁参数测试试验的目的。     

模糊励磁控制器的研制

设计和实现了一种极坐标型的模糊励磁控制器。该控制器含有一个电压模块，实现自动电压调节器AVR(Automatic Voltage Regulator)的功能；一个阻尼模块，实现电力系统稳定器PSS(Power System Stabilizer)的功能。两者采用相似的极坐标控制规律，共同实现励磁控制。通过仿真和试验优化了模糊励磁控制器的参数。在动模机组系统上进行了电压模块试验；在ABB的同步发电机数字仿真器系统上进行了阻尼模块试验；在10MW机组上进行了电压模块的现场试验。试验结果表明该模糊励磁控制器具有优良的电压调节性能，能明显提高电力系统的稳定性，抑制电力系统低频报荡，对发电机运行工况及系统网络结构变化具有较好的鲁棒性。该控制器还具有物理概念清晰、结构简单、参数整定和调试方便等特点，易于工程技术人员掌握。     

基于ADRC的发电机励磁系统控制研究

针对带有参数不确定及外部扰动的励磁系统数学模型,采用自抗扰控制技术(ADRC)设计了励磁控制器。该方法不需要知道系统的内部模型,能有效克服系统的不确定性,系统响应快,算法简单,易于实现。仿真结果表明,这种控制方法能实时地估计与补偿系统内外扰动,有效提高了电压的控制精度,而且解决了励磁控制的快速性与超调性之间的矛盾,提高了系统的动态性能。     

考虑SCE-TOG的水电机组调节系统协同控制器设计

水电机组调节系统对维持电力系统的稳定起着不可或缺的作用。为了同时提高水电机组调节系统各状态变量的跟踪性能,改善调节质量,引入协同控制理论,设计了水电机组调节系统调速、励磁协同控制器。首先建立了考虑调压井效应（SCE）及三阶发电机（TOG）的水电机组调节系统非线性数学模型,并推导出上述两种控制器的控制规律;在此基础上,针对水电站并入电网的单机无穷大系统,进行负荷扰动和三相短路故障两种情况下的仿真试验,比较协同调速励磁控制策略、协同调速控制策略和经典PID控制策略的跟踪性能。结果表明,所设计的调速、励磁协同控制器在两种工况下都体现了优越的控制性能。     

同步发电机的非线性状态PI附加励磁控制

为解决电力系统的强非线性和不确定性问题，避免反馈线性化励磁控制器由于数学模型的误差而影响控制器性能的缺点，利用非线性状态比例积分PI控制理论设计了同步发电机附加励磁控制器，所得的控制规律与系统运行点和网络结构完全无关，同时控制器本身结构简单。仿真计算表明所设计的附加励磁控制器对系统运行点的变化具有良好的适应能力，可以有效地改善系统的稳定性。     

大型汽轮发电机自并励励磁系统的应用条件

讨论了《大型汽轮发电机采用自并激励磁系统的可行性分析》［１］一文中关于自并励励磁系统的应用条件。自并励可控硅励磁方式在可靠性及性能上，均优于常规三机励磁。汽轮发电机采用自并励励磁，可以缩短机组轴长，减轻轴系振动。送端、受端或条形系统中部的大型发电机组都可以采用自并励励磁系统。文中对暂态稳定计算中，特别是电力系统近端三相短路故障时，交流励磁机的数学模型及快速励磁必须配置ＰＳＳ等提出了初步建议     

MEC5220型数字式励磁调节器性能试验研究

建立了发电机励磁系统数学模型，通过对励磁系统模型的仿真研究，确定了各调节参数对励磁调节性能的影响，发现了机组产生动态稳定阻尼较弱的根本原因，优化了MEC5220型数字励磁调节器原整定参数，抑制了本机型低频振荡。同时，电力系统稳定器按照调整后的参数投入运行后，进行了无功反调试验，发现无功反调也在可接受的范围之内。     

十三陵抽水蓄能电厂200MW机组PSS投运试验及计算分析

论述了采用微机调节器自并励励磁系统的电力系统稳定器（ＰＳＳ） 工业投运试验方法,以及根据实测励磁及ＰＳＳ模型和参数进行的华北电网多机系统小干扰稳定计算。对推荐的ＰＳＳ优化参数进行了各种工况试验,确定了阻尼效果最佳参数,计算表明,这些参数有较强的适应系统工况改变的能力。     

发电机励磁要求及电力系统稳定器研讨会在昌黎召开

国家电力公司电力科学研究院和河北省电力试验研究所共同主办的发电机励磁要求及电力系统稳定器（ＰＳＳ）研讨会,于１９９９年６月在河北省昌黎河北电力培训中心召开,参加会议的有各电力公司试验研究院（所）、调度、设计等单位专业技术人员５４人。会议对如何贯彻１９９８年行标《大型汽轮发电机自并励静止励磁系统的技术条件》（以下简称技术条件）;建立励磁系统数学模型;ＰＳＳ参数计算、投运及试验等问题,进行了讨论,并提出以下建议：１　关于贯彻自并励励磁系统技术条件（１）强励倍数,一般情况下按《技术条件》（４３）Ｋｖ…     

A new method of excitation control based on fuzzy set theory

The synthesis of the structure of the power system stabiliser (PSS) and its parametrization are based entirely on methods of linear system theory. Thus the desired effect of the PSS is limited to a bounded area around one system operating point. The use of a controller based on fuzzy set theory introduces an event controlled excitation of the synchronous machine taking into account the power system operation. The desired response of the fuzzy controller is given by a set of rules which are obtained from the limits of the voltage regulator and the undesired performance of the conventional excitation control. A fuzzy controller has been developed for which simulation results are provided. These results support the concept of a fuzzy controller for the purpose of excitation control. They show that a well designed fuzzy controller is superior to a fast excitation control with an additional PSS     

正负励磁控制系统最优参数选择

简单介绍了正负励磁系统及其控制系统；详细地建立了考虑凸极效 应并带有高压直流输电系统的大型水轮发电机组的线性化模型以及带有电力系统稳定器（P SS）的正负励磁控制系统的数学模型；探讨了根据最优控制二次项性能指标来设计励磁控 制系统最优参数的方法；分析研究了正负励磁控制系统在所述方法选择的控制参数作用下的 响应特性。通过仿真分析表明：利用二次型性能指标来选择最优参数具有简单且作用效果明 显等优点，是一种比较实用的设计方法。     

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。     

非线性状态PI励磁控制器

利用扩张状态观测将原来的非线性系统变换成线性系统,然后用状态PI控制器的设计思想设计了非线性状态PI控制器;并将其用于发民机励磁控制,以及解决电力系统的强非线性和不确定性问题,避免了反馈线性化非线性励磁控制由于数学模型的误差而影响控制器性能的特点。所得控制规律与系统运行点和网络结构完全无关,同时控制器结构简单。仿真计算表明,非线性状态PI励磁控制器对系统运行点和网络结构变化具有良好的适应能力,可以有效地改善系统的稳定性。     

采用协同控制理论的同步发电机非线性励磁控制

提出了一种基于协同控制理论的非线性励磁控制器。首先依据同步发电机励磁控制的基本要求和特点,选择机端电压、有功功率和转子角速度三个变量的偏差的线性组合构成流形,以保证有效控制机端电压和抑制系统功率振荡。然后以同步发电机非线性模型为对象,推导出了非线性协同励磁控制器（Synergetic excitation controller,SEC）的控制律,并根据电力系统的运行特性,探讨了控制器参数的选取原则。最后,单机无穷大系统仿真结果表明,无论在大扰动还是在小扰动下,所提非线性协同励磁控制器比常规的AVR+PSS方式下的励磁控制器都能更快更精确地调节机端电压,还能够有效地抑制系统的功率振荡。     

基于广域测量信息的互联电网模型预测阻尼控制

提出一种基于模型预测控制的新型阻尼控制器设计方法。为抑制区间低频振荡,该控制器由2级PSS构成,其输入信号由广域测量信号和本地测量信号组成。采用留数矩阵法选择广域控制回路,通过模式辨识进行2级PSS控制。将常规励磁系统中传统的自动电压调节器(automatic voltage regulator,AVR)用模型预测控制器(model predictive controller,MPC)替代,并与2级PSS协调作用,通过模型预测和优化求解,得到励磁控制器的最优控制输入,以实现电压调节和增强阻尼之间的动态协调。典型的四机两区系统仿真结果表明,基于模型预测控制的2级PSS设计的控制效果明显优于传统的阻尼控制,可以快速调节机端电压,显著改善互联电网阻尼。     

Decentralized stability-enhancing control of synchronous generator

This paper describes new structures for stability-enhancing excitation controllers designed using a nonlinear multi-machine system model and Lyapunov's direct method. Two control structures are presented: a hierarchical structure In which the AVR is the master controller and the PSS the slave controller and a traditional structure in which the PSS constitutes a supplementary loop to the main AVR. Both controllers are shown to be robust, as the damping they introduce into the system is insensitive to changes in both the system topology/parameters and the pattern of network flows. Each individual controller contributes positively to the overall system damping with no undesirable interaction between controllers. These features should allow a decentralized approach to the design of the AVR+PSS. Such a design approach is compatible with the new competitive market structures and should result in savings on commissioning costs. Simulation results for a multi-machine power system are presented that confirm the above and show that the two control structures are very effective in damping both local and inter-area power swings     

基于神经网络逆系统的电力系统稳定器的研究

首先分析了具有PSS辅助励磁控制的单机无穷大系统的可逆性,在此基础上,以发电机功角为控制输出量,提出了一种基于神经网络??阶逆系统的电力系统稳定器(NNIPSS)的设计方案,为了增强伪线性系统的动态品质特性和鲁棒性,闭环辅助控制器采用Fuzzy-PID开关切换控制方式.将所设计的NNIPSS用于单机无穷大电力系统,并同常规PSS(CPSS)相比,仿真结果表明了其对于改善电力系统动态水平和暂态稳定的优越性和有效性.     

STATCOM与发电机励磁的协调控制

针对单机无穷大系统,建立了包含静止同步补偿器（STATCOM）的状态空间模型,应用给定信息结构约束下的最优控制理论和算法,设计了4组STATCOM与发电机励磁的协调控制器。它们的控制规律分别是：状态反馈的完全分散协调控制、输出状态反馈的完全分散协调控制、STATCOM处可以反馈机组角频率偏差的特定信息结构下的LQ协调控制,、全状态反馈的集中型最优控制。仿真结果表明,与独立设计的AVR／PSS励磁控制器和电压偏差PI调节型STATCOM控制器相比,上述4组协调控制器能更加有效地提高系统暂态稳定性能。同时,安全分散信息结构的状态和输出反馈控制的控制性能稍次于其他两种协调控制规律,但由于它们实现代价低、可靠性高,更具易于实际应用。     

基于反推方法的滑模自适应励磁控制

针对电力系统参数摄动和外界干扰等因素对励磁系统的影响,经过对传统模型状态变量的变换,建立了励磁控制系统模型,设计了基于backstepping方法的模糊滑模励磁控制器。该方法通过逐步构造Lyapunov函数和设计切换函数,从而得到了最终的控制规律。最后对所设计的算法进行了仿真研究,与常规PID+PSS控制方法相比,系统在动静态响应性能上均优于PID+PSS控制。通过仿真表明这种控制方法不仅有效而且还能达到比较满意的控制效果。