多机电力系统H∞分散鲁棒励磁控制器的优化设计

基于H∞控制理论,提出了在多机电力系统励磁控制器设计中求取反馈增益的优化方法.该方法设定外部干扰矩阵,基于全状态的分散,将系统干扰项考虑到反馈增益矩阵F中,用迭代方法求F阵以使闭环系统最优.理论分析证明,采用该方法设计的分散鲁棒励磁控制器,能保证闭环系统的稳定性并使其具有良好的动态性能.仿真实验结果表明,该方法可有效地优选出分散励磁控制器的参数,使控制系统具有较强的鲁棒性,很好地实现了多机电力系统的分散协调控制.     

基于模糊协调控制策略的同步发电机励磁系统研究

安全稳定是电力系统运行的基本条件,提高励磁系统的控制性能,对同步发电机和电力系统的安全稳定运行都有着重要意义.利用PID良好的电压调节特性,并结合线性最优励磁控制器(LOEC)良好的动态和阻尼特性,建立了PID+LOEC模糊协调励磁控制器.根据系统状态的变化,模糊控制器可以通过加权系数协调控制PID和LOEC的输出,从而提高对系统状态变化的自适应能力.通过在Simulink中建立系统仿真模型,把基于模糊控制器的PID+LOEC协调控制分别和PID、LOEC做了比较,结果显示,基于模糊控制的协调控制策略,具有更好的动、静态性能.     

基于模糊协调控制策略的同步发电机励磁系统研究

安全稳定是电力系统运行的基本条件,提高励磁系统的控制性能,对同步发电机和电力系统的安全稳定运行都有着重要意义。利用PID良好的电压调节特性,并结合线性最优励磁控制器（LOEC）良好的动态和阻尼特性,建立了PID+LOEC模糊协调励磁控制器。根据系统状态的变化,模糊控制器可以通过加权系数协调控制PID和LOEC的输出,从而提高对系统状态变化的自适应能力。通过在Simulink中建立系统仿真模型,把基于模糊控制器的PID+LOEC协调控制分别和PID、LOEC做了比较,结果显示,基于模糊控制的协调控制策略,具     

分散励磁式船舶电力系统鲁棒控制器研究

给出了分散励磁式船舶电力系统柴油机发电机组的数学模型,明确了模型中各种干扰项的物理意义。将发电机组数学模型线性化后,增广为广义受控系统,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(LMI)方法,将H∞控制器的设计转化为一个线性矩阵不等式约束和线性目标函数的凸优化问题,对H∞控制器求解和优化。仿真结果表明,当电力系统受到干扰后,H∞鲁棒励磁控制器比传统的电力系统稳定(PSS)励磁控制器具有更强的抗干扰能力,并使电力系统在较短时间内恢复稳定。     

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。     

多机电力系统分散输出反馈励磁控制器研究 第二部分——权矩阵的协调选择

本文以物理分析为依据,提出了一种多机电力系统分散最优励磁控制器状态权矩阵选择方法。该方法紧密地结合了电力系统实际,考虑了电力系统对励磁控制的基本要求,能够同时有效地改善电力系统的阻尼特性和提高电力系统的静态稳定性。     

多机电力系统中STATCOM与发电机励磁的协调控制

针对一个典型的两区域且区间联络线中间带STATCOM的4机电力系统，应用信息结构约束下的最优协调控制理论与算法，设计了输出反馈的线性二次型（LQ）分散控制规律，得到的励磁控制器考虑了机组原有PID自动电压调节器（AVR）的结构约束，并通过在STATCOM安装处构造一个能反映区间振荡模式的就地观测量，以抑制区间低频振荡。应用数字仿真研究了所得控制规律的性能，结果表明，协调控制器大大地提高了系统暂态稳定水平和区间传输容量，而且，由于采用了完全分散的信息模式和输出反馈方式，控制器实现代价低、可靠性高，易于实际应用。     

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。     

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。     

STATCOM控制器与常规PID励磁调节器的分散协调设计

针对单机无穷大母线联络线中间带静止同步补偿器 (STATCOM )的电力系统 ,建立了统一的状态空间模型 ;并在此基础上 ,应用信息结构约束下的LQ最优控制理论和算法 ,得到输出反馈的STATCOM与机组励磁的最优分散协调控制器 ;应用数字仿真研究它们在系统受到大小扰动下的控制性能和特点 ,并与传统的电压偏差PID励磁调节器进行了比较。结果表明 ,协调控制器能大大地提高系统的静态和暂态性能 ;由于控制器采用输出反馈 ,并仅基于本地测量 ,是完全分散的 ,故其实现代价低、可靠性高 ,易于工程实际应用。     

基于广域测量的双模糊励磁控制

设计了一种基于广域测量的双模糊励磁控制器,其主模糊控制器采用发电机端电压和参考电压的偏差及其变化率作为输入,辅模糊控制器采用发电机角频率与惯性中心角频率的偏差及其变化率作为输入,从而使励磁控制器可以反映全局信息。基于Matlab的电力系统工具箱和模糊逻辑工具箱,对4机系统进行了数字仿真,其中励磁调节器采用的控制方法分别为PID、PID PSS和双模糊控制。仿真结果证明与常规的励磁控制方法相比,所提出的基于广域测量的双模糊励磁控制方法可以加强系统承受大扰动的能力,进一步提高系统的暂态稳定性。     

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。     

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。     

基于二维云模型同步发电机PID励磁系统仿真

云模型可以实现定性概念与定量之间的转换,集成了概念的模糊性与随机性,可以解决非线性与不确定性问题。针对船舶电力系统中励磁系统非线性、时变性、不确定性的特点,将云模型应用到同步发电机励磁控制中,设计出二维云模型PID励磁控制器。其过程是将同步发电机端电压差及其变化率进行概念表示,形成前件二维云模型,然后根据PID三个参数信息构造成后件云模型,并制定出二维云模型双条件多规则的映射语言形式,实现对PID参数的模糊推理自整定。与可控相复励无刷励磁系统进行对比,仿真实验结果表明了二维云模型PID励磁控制系统模型具有更好的鲁棒性和自适应能力。     

可控励磁直线同步电机磁悬浮系统合成模糊控制的研究

可控励磁直线同步电机磁悬浮控制系统具有非线性以及扰动不确定性的特点,采用模糊PID控制具有很强的针对性,然而,模糊PID控制器为三输入单输出控制器,其规则数太多,使得控制器设计非常复杂。因此,对可控励磁直线同步电机磁悬浮控制系统提出合成模糊控制。研究可控励磁直线同步电机的结构,建立磁悬浮直线同步电机的数学模型。合成模糊控制器采用模糊PD控制器和模糊积分器的合成构成模糊PID控制器,在减少模糊控制规则数的同时提高磁悬浮控制系统的稳态精度,因此分别设计模糊PD控制器和模糊积分控制器,包括模糊化、模糊推理、去模糊化等。在MATLAB中建立可控励磁直线同步电机磁悬浮控制系统的仿真模型并进行仿真研究。结果表明合成模糊控制器具有良好的控制效果,可以减小稳态误差提高控制精度。     

模糊-PI双模控制和带电压反馈非线性最优励磁控制器的设计

针对传统PID控制器难以控制具有非线性、大滞后、参数时变性和模型不确定性的电力系统,提出了一种基于模糊-PI双模控制与带电压负反馈非线性最优励磁控制并联运行的控制方法,并借助MATLAB模糊逻辑工具箱进行仿真分析,调整参数以适应与带电压负反馈非线性最优励磁控制器的并联运行.仿真结果表明,对于单机无穷大系统,采用模糊-PI双模控制与带电压负反馈非线性最优励磁控制并联运行的控制方法,对抑制动态扰动环境具有较好的适应性和鲁棒性.     

基于混合粒子群算法的线性预测PID控制

针对传统PID控制对大时滞过程控制效果不佳的问题,提出了一种基于线性预测的PID控制算法,用系统过去的几个输出值预测系统未来的输出值,用此预测值与期望设定值所得的偏差作为PID控制输入,再依PID控制律来设定控制器的输出,从而使被延迟了的被控量超前反映到控制器,使控制器提前动作,实现事先调节,从而减少超调量和调节时间,消除时滞对系统稳定性影响。利用混合粒子群算法对模型系数和系统参数进行了优化和在线调整。实例仿真结果表明,将线性预测与传统PID控制相结合并经混合粒子群算法优化的控制方法远好于单一的PID控制方法,而且具有操作简单、容易程序实现等特点,有效地提高了系统的控制品质。     

基于仿人智能控制的火电厂AVC系优化研究

目前,国内部分火电厂存在着母线电压和无功转换偏差大、脉宽调节时间不合理、无功控制和励磁控制相互不协调等问题,影响到火电厂自动电压控制系统的投运率和合格率。为解决上述问题,结合云南某火电厂自动电压控制系统的设计特点,建立了该厂单机自动电压控制系统模型。为了提高动态调节性能指标,改善控制效果,提出了仿人智能电压控制器和仿人智能无功控制器相结合的控制策略,来替代现场采用的电压PID控制和机组无功非线性控制。通过仿真验证了该控制策略的优越性,实现了对火电厂自动电压控制系统的优化研究。     

同步发电机的非线性PID励磁控制

文章将一种非线性ＰＩＤ控制方法引入发电机的励磁控制。该方法通过引入非线性跟踪微分器和ＰＩＤ控制信号的非线性组合,改善了常规ＰＩＤ受一点线性化所产生的缺陷,又保留了常规ＰＩＤ结构简单,鲁棒性强的特点。在计及发电机角速度误差信号和机端电压误差信号的目标函数基础上,ＰＩＤ参数用ＩＴＡＥ法对以变量Δω设计的控制器进行优化,改善了机端电压的品质。该励磁控制方式鲁棒性强,控制品质好,有利于提高系统的暂态稳定性