发电机非线性状态PI励磁汽门协调控制器的研究

针对电力系统的强非线性和不确定性的特点 ,直接对其非线性不确定对象设计了非线性状态PI励磁汽门协调控制器。避免了一般反馈线性化励磁汽门综合控制由于数学模型的误差而影响控制器性能的缺点。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 ,仅需发电机局部信息 ,易于在多机系统中实现分散协调控制。仿真计算表明非线性状态PI励磁汽门协调控制器能够有效地提高系统的暂态稳定性。     

非线性状态PI汽门控制器的研究

针对电力系统的强非线性和不确定性,设计了非线性状态PI汽门控制器。直接对其不确定对象进行设计,避免了反馈线性化非线性汽门控制由于数学模型的误差而影响控制器性能的缺点。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,仅需发电机局部信息,易于在多机系统中实现分散协调控制。仿真计算表明,非线性状态PI汽门控制器能有效地提高系统的暂态稳定性。     

SVC与发电机励磁的非线性状态PI协调控制

针对电力系统的强非线性和不确定性,运用非线性状态比例积分（PI）解控制直接对其非线性不确定对象设计了静止无功补偿器（SVC）与发电机励磁的协调控制器。该控制器避免了基于反馈线性化理论的非线性协调控制器由于数学模型的误差而影响控制器性能的缺点,所得的控制规律与系统运行点和网络结构完全无关。仿真计算表明,SVC与发电机励磁非线性状态PI协调控制器能有效地提高系统的暂态稳定性。     

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。     

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。     

基于非线性预测控制算法的发电机励磁与快速汽门协调控制

在非线性预测控制理论的基础上,提出了基于多目标方程的综合预测模型.采用发电机功角和机端电压输出方程为预测模型对各状态变量进行预测,在线滚动优化求出含有预测信息的励磁与快控汽门协调控制规律.通过建立预测模型方式,较好地解决了发电机状态方程非线性、时变的问题;通过对多目标系统综合求解,实现发电机组励磁与快速汽门系统的相互关联、协调控制.对单机无穷大系统的计算机仿真结果表明,采用此算法提高了系统的暂态稳定性和电压稳定性,增强了系统在故障后的动态品质.     

基于非线性预测控制算法的发电机励磁与快速汽门协调控制

在非线性预测控制理论的基础上,提出了基于多目标方程的综合预测模型。采用发电机功角和机端电压输出方程为预测模型对各状态变量进行预测,在线滚动优化求出含有预测信息的励磁与快控汽门协调控制规律。通过建立预测模型方式,较好地解决了发电机状态方程非线性、时变的问题;通过对多目标系统综合求解,实现发电机组励磁与快速汽门系统的相互关联、协调控制。对单机无穷大系统的计算机仿真结果表明,采用此算法提高了系统的暂态稳定性和电压稳定性,增强了系统在故障后的动态品质。     

用于静止无功补偿器的非线性状态PI控制器

针对电力系统的强非线性和不确定性,运用非线性状态PI控制直接对其不确定对象进行设计,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器（SVC）,避免了基于反馈线性化理论的非线性SVC控制器由于数学模型的误差而影响控制器性能的缺点,所得的控制规律与系统运行点和网络结构完全无关。仿真计算表明非线性状态PI型静止无功补偿控制器能有效地改善系统的动态特性。     

汽轮发电机励磁与汽门协调无源性控制

论文利用协调无源性方法，对汽轮同步发电机系统进行励磁控制和汽门调节，达到功角和输出电压的稳定性．文中采用四阶双输入模型，由backstepping方法得到汽门控制输入，再用协调无源性设计励磁控制部分，使得整个系统达到反馈无源，保证了系统的渐近稳定性。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。通过仿真，证实了设计思想的正确性与控制方法的有效性。     

同步发电机励磁非线性预测控制

介绍了一种新的非线性控制器设计方法,使用预测控制理论对非线性系统工将这种方法应用于单机－无穷大系统励磁控制,得到了一了以有功功率,角速率和机端电压作为变量的非线性系统的控制规律,仿真结果表明：该方法既能改善功能稳定性,又能改善发电机端电压的动态特比目前认为较好的微分几何等方法更有效,更实用。     

Decentralized nonlinear coordinated excitation and steam valve adaptive control for multi-machine power systems

In this paper, a decentralized nonlinear coordinated excitation and steam valve adaptive control combined with a modified high-order sliding mode differentiator is designed for multi-machine power system stability enhancement. The proposed control scheme is based on Lyapunov’s direct method and requires only local information on the physically available measurements of relative angular speed, active electric power and terminal voltage with the assumption that the power angle and mechanical power input are not available for measurement. Each synchronous generator is considered as a classical fifth order model that includes turbine dynamics. The simplicity of the proposed scheme and its robustness with respect to large perturbations, change in operating point and parameter uncertainties constitute the main positive features. Simulation results in the case of the Kundur 4-machines 2-area power system show the effectiveness, robustness and superiority of the proposed scheme over the classical AVR/PSS.     

基于Hamilton理论的多机系统励磁与UPFC的非线性鲁棒协调控制器设计

针对多机电力系统中参数的不确定扰动对系统稳定控制器影响的问题,利用广义耗散Hamilton理论设计了一种新型多机励磁和统一潮流控制器(UPFC)的非线性协调控制器。首先,建立了包含UPFC动态调节作用的多机电力系统动态方程,构造了系统的Hamilton能量函数,从而将系统表示成广义耗散Hamilton系统形式。其次,利用含参数摄动的L_2干扰抑制控制理论设计了多机励磁和UPFC的非线性协调控制器。此控制器设计过程同样适用于含有参数摄动的其他FACTS装置与多机励磁的协调控制器设计。最后,以四机两区域系统进行了仿真分析,结果表明当系统中存在多种参数摄动时,所设计协调控制器能够保证系统的功角稳定、实现UPFC接入点电压的无差调节并且具有较好的鲁棒性。     

ASVG与发电机励磁的多指标非线性协调控制

建立了先进静止无功发生器(ASVG)与发电机励磁的五阶非线性状态空间数学模型,并采用多指标非线性控制(MNC)方法,设计该系统的协调控制器。最后仿真表明:该控制器既能有效地消除机械功率扰动下的机端电压偏差,又能使转速和电磁功率准确地追踪其给定值,保证电力系统的电能质量,还能适当地使功角增大,从而提高电力系统的稳定性。与线性最优控制(LOC)方法相比,MNC方法能更好地兼顾各状态的动、静态性能。     

带电压反馈的非线性最优励磁控制器设计

传统非线性控制器对系统暂态时的角频率和功角的稳定具有显著效果,但对机端电压的控制却并不理想.为解决这一问题,将状态反馈精确线性化理论和最优控制理论相结合设计了一种非线性最优励磁控制器,并在控制中引入电压反馈,即将具有良好机端电压控制效果的基于电压偏差的PID控制和非线性最优控制相结合设计了一种新型励磁控制器.通过使用Matlab对算例进行仿真,验证了该控制器在小扰动和大扰动情况下不仅能够保证角频率、功角的稳定,还能很好地稳定机端电压,明显改善了传统控制器在机端电压控制方面的缺陷.     

一种适合于储能PCS的PI与准PR控制策略研究

储能变流器(PCS)是储能系统的核心部件,主要运行模式有并网和离网两种。本文重点针对储能PCS在离网条件下所采用的定电压/频率控制策略进行研究,从储能PCS的拓扑结构入手,建立其数学模型,并制定相应的控制策略。根据控制器选择的不同,本文分别介绍了基于PI控制器以及准PR控制器的控制策略,画出了详细的控制框图。最后基于Matlab仿真模型,制定了两种不同运行工况,针对这两种工况对不同控制器条件下PCS的外输出特性进行对比分析,并得出相应的结论,为工程实践提供相应的理论支撑和指导经验。     

同步发电机最优非线性自适应励磁控制器设计

设计了一款最优非线性自适应励磁控制器(Optimal Nonlinear Adaptive Excitation Controller, ONAEC)用于多机电力系统以提升系统故障恢复能力。首先,通过一个高增益扰动观测器(High-Gain Perturbation Observer, HGPO)对由发电机的非线性、不确定性、未建模动态等效聚合而来的扰动进行实时快速估计。随后,该扰动由ONAEC进行在线完全补偿并通过改进樽海鞘群算法(Modified Salp Swarm Algorithm, MSSA)获取其最优控制参数。另外ONAEC具备结构简单、易于实现等优点,且仅需测量发电机功角一个状态量便可实现全局一致的控制性能。最后,进行了两种算例研究,即标称模型以及参数不确定下的三相短路。其仿真结果表明,与比例-积分-微分(Proportional-Integral-Derivative, PID)控制和反馈线性化控制(Feedback Linearization Control, FLC)相比,ONAEC能在各种工况下实现最佳的动态性能,有利于系统受到较大扰动后快速恢复稳定运行。     

状态反馈解耦附加PI控制策略的仿真研究

为了克服传统串级调速功率因数低及能量损耗大等固有缺点,提出了一种基于状态反馈解耦附加PI控制策略的改进型串级调速系统.深入分析了电压型PWM逆变器数学模型,并对所采用的控制策略的数学表达式进行了详细推导.加之斩波电路的IGBT选用的转速与电流双闭环PI控制,最终得到了系统控制图.最后在MATLAB/Simulink软件中进行了仿真.仿真结果证实,该控制策略不仅具有良好的动态、静态特性,而且能够实现提高功率因数、减少谐波及节约能源的目标.