自抗扰控制器在并联型有源滤波器中的应用

详细介绍了自抗扰控制器的原理与结构，并将其应用在并联型有源电力滤波器中。根据自抗扰控制器的原理，文中将系统内部模型的不确定性与系统的外部不确定性统一视为系统的未知干扰，通过扩张状态观测器来估计，然后利用非线性反馈控制律进行补偿，使系统的控制律仅与系统的给定输入和输出有关，减少了控制过程中的检测量，将复杂的控制过程加以简化。通过参数的选取，在系统的仿真中获得了良好的控制效果，证明了控制策略的可行性，同时通过参数的改变，验证了该控制方法具有很强的适应性和鲁棒性。     

高压直流输电系统非线性变结构控制器的设计

为了进一步改善高压直流（HVDC）输电系统的性能，采用在逆变侧定无功电流控制方式代替传统的定熄弧角控制，并将现代控制理论中非线性系统的状态反馈精确线性化方法与线性系统的变结构控制理论相结合，设计了非线性变结构控制器。仿真结果表明，所设计的新型控制器能够改善直流系统的性能，并提高交流系统的电压稳定性。     

水轮发电机组励磁系统的自抗扰控制

为了进一步提高电力系统的稳定性，应用自抗扰控制（ADRC）理论对水轮发电机组励磁系统进行设计，将模型的外部扰动和不确定参数的变化作为系统的扩张状态进行实时观测并加以补偿，将输出量与给定信号的误差进行非线性组合，形成外环控制率。通过对三相短路故障状态的动态仿真，并与传统PID控制效果进行对比，结果表明ADRC系统响应快、超调小，对模型的不确定性及外部扰动具有更强的适应性和鲁棒性，进一步提高了系统的阻尼。     

HVDC系统中换流器的一般非线性控制

对换流器整流侧定α角、逆变侧定直流电流控制问题，基于高压直流输电系统的三阶非仿射非线性控制模型，根据逆系统方法，设计了由非线性反馈线性化和满足一定极点配置要求的组合换流控制器，并分析了闭环系统的稳定性。仿真结果初步表明了文中所提方法的有效性。     

基于详细模型的HVDC系统非线性输出跟踪控制器

以往的HVDC系统控制研究采用的模型不够详尽，为了更真实地考察HVDC系统的控制特性，文中采用详细模型模拟了直流线路动态及触发延迟。采用此详细模型后微分几何方法及逆系统方法不便应用，为此提出了非线性输出跟踪控制器设计的关联度方法，这种方法物理意义明确，数学推导简单，适用范围广。应用此方法设计了详细模型下HVDC系统的非线性输出跟踪控制器，数字仿真表明所设计的这种HVDC系统控制器效果良好，关联度方法是有效的。     

基于自抗扰控制的火电厂主汽温控制系统及其参数整定

自抗扰控制器（ADRC）是通过改进经典比例积分微分（PID）控制的缺陷而形成的新型控制器,性能优良并且算法简单。针对火电厂过热汽温控制系统的大滞后、大惯性以及动态特性随工况变化的不确定性等特点,为了提高控制系统的动态性能和鲁棒性,文中给出了主汽温的自抗扰控制方案,该控制方案不需要精确模型参数而实现干扰补偿。在电厂热工过程控制实时仿真平台STAR-90上,使用集散控制系统自身控制模块实现了自抗扰控制系统的构建,这对于工程实际应用具有重要意义。以某超临界600 MW直流锅炉发电机组仿真机的主汽温为对象,进行ADRC控制下的变工况、10%扰动和快速减负荷（RB）实时仿真试验。结果表明,用ADRC技术建立的过热汽温控制系统与PID控制系统相比,该系统对被控对象特性的不确定性和外部扰动具有较强的适应性和鲁棒性,具有优良的控制性能。     

基于逆系统方法的HVDC系统一般非线性控制

对于高压直流输电系统中整流器定直流电流、逆变器定关断越前角的控制问题，采用系统的三阶非仿射非线性控制模型，根据多变量控制的逆系统方法，设计了基于非线性反馈线性化和线性二次型最优的组合控制器，并给出了闭环系统稳定的充要条件。仿真结果证明了结论的正确性和文中所提方法的有效性。     

HVDC模糊协调阻尼控制器的设计

分析了区间振荡和暂态能量函数的关系，通过削减系统的区间振荡暂态能量为控制目标来制定阻尼控制策略，设计了高压直流（HVDC）模糊逻辑协调控制器，以提高交直流并联电力系统动态稳定性水平。该控制方案不需要精确的模型参数，充分考虑HVDC系统整流侧直流电流调制和该侧发电机的励磁控制特性，通过模糊规则去协调两个控制系统，实现对系统低频振荡的有效抑制。仿真结果表明，该控制器能有效提高交直流并联系统的动态稳定性水平。     

基于受控微分—代数系统灵敏度分析的紧急控制

基于时域仿真得到的系统受扰轨迹给出了暂稳紧急控制的非线性规划模型，该模型采用一种启发式的功角积分型指标构成稳定约束。通过引入受控非线性微分—代数系统灵敏度分析求出所定义的功角积分型指标对控制变量的梯度后，给出了所建立的暂稳紧急控制非线性规划模型的2种求解方法：近似规划算法和拟贪婪算法。所提出的暂稳紧急控制模型与时域仿真具有同等的模型适应性。对多机系统切机/切负荷暂稳紧急控制的数值仿真表明，该方法是有效的。     

循环流化床锅炉主蒸汽温度的自抗扰控制研究

针对目前主流循环流化床锅炉的主蒸汽温度具有非线性和大惯性特征,随着工况变化会发生动态变化,难以准确建模的问题,笔者基于自抗扰控制理论,对循环流化床锅炉的主蒸汽温度控制方案进行改进,可有效解决当锅炉负荷扰动变化时控制精度差等问题,方案具有较大的应用价值。     

利用混合实时仿真器测试HVDC控制与保护

介绍使用实时数字仿真器RTDS对HVDC控制和保护系统进行测试。为获得高精度的阀触发脉冲和高频下的仿真性能，采用了先进的混合HVDC实时仿真器。其中，HVDC换流器采用传统的物理模拟装置，直流系统和并联的复杂交流系统均采用实时纯数字仿真，由RTDS仿真器实现。该混合实时仿真器被选择用于中国天-广HVDC工程。基于HVDC控制和保护系统的测试，文中给出了新的混合实时仿真器的结构实现方法和性能校验结果。与EMTDC计算机仿真结果比较，HVDC控制和保护系统的性能得到了校验。     

基于扩张状态观测器的水轮发电机组非线性控制

提出了一种基于扩张状态观测器的水轮发电机组非线性控制。将被控对象看成是内环为非线性系统、外环为伪线性系统的多输入多输出对象，利用低阶扩张状态观测器对内环非线性系统进行动态反馈线性化，利用线性控制方法对已线性化的外环伪线性系统进行预期动态性能设计，最终可实现观测器和线性化的有机结合。计算机仿真表明：这种控制方法不仅能较好地解决开度控制和励磁控制的协调性，而且对模型的内外扰表现出了很好的适应性和鲁棒性；同时，这种控制方法严谨简单，原理直观清晰。     

高压直流输电模拟系统的微机控制

论述了用16位单片微机MCS-96实现的高压直流输电(HVDC) 模拟系统换流桥的全数字控制方案。在研究过程中力求充分利用微机本身资源 和尽可能通过软件来达到目的，以减少外围设备电路。介绍了微机控制器的硬 件、软件结构和功能，HVDC控制特性以及包括低电压电流限制(VDCL )、PI调节及定触发角控制在内的各种控制方式的控制原理。最后还给出了 在该控制器作用下HVDC模拟系统的部分运行结果。     

交流不对称情况下交直流系统谐波分析计算方法

分析了交流系统发生不对称故障时考虑换流阀非等间隔导通、三相换相角不相等和换相电流非线性等因素的换流器动态过程,建立了基于基本分量、修正分量和换相分量的三相电压电流开关函数以及换流器序分量开关函数模型,实现了在交流不对称情况下对交直流系统的精确分析计算。提出了考虑交直流系统间谐波相互作用及换流器不对称运行状态的交直流系统谐波分析计算方法,以代数解析表达方式揭示了交直流系统间谐波相互作用的机理。将所提出的方法应用于国际大电网组织（CIGRE）高压直流（HVDC）标准系统和南方电网贵广Ⅱ回HVDC系统的谐波分析计算,并与PSCAD/EMTDC软件所得数字仿真结果相比较,表明所提出的方法准确、有效,为交直流混联系统的谐波抑制、滤波装置的配置和继电保护的整定配合等提供了定量分析依据。     

近似逆系统方法应用于HVDC的有源直流滤波器

谐波治理是高压直流(HVDC)输电的关键技术之一。文中分析了应用在HVDC直流侧的有源直流滤波器的工作原理，从跟踪控制的角度出发，选取谐波源电流作为检测对象，把补偿电流作为反馈信号，构建了基于近似逆系统控制的复合控制；在控制器实现中，提出了以滤波器组构建近似逆系统的方法。PSCAD仿真和样机实验结果验证，因避开了弱信号提取问题，加之近似逆系统控制的快速稳定性，有源直流滤波器系统稳定、滤波效果优良，为下一步工业实施奠定了基础。     

计及时变系统完整非线性的振荡模式分析

提出评估非自治非线性因素对振荡行为影响程度的指标。其绝对值在定常的线性模型下严格为0，并随着时变性或非线性影响的增强而增加。据此，可量化地比较不同因素的影响。受扰轨迹完整地反映了时滞环节及离散控制等本质非线性因素和时变因素对系统动态行为的影响。采用小波脊方法估算受扰轨迹在适当宽度的时间窗口内的振荡模式，并随着窗口的滑动得到振荡模式的时间序列。用该序列可以量化非自治非线性振荡的特性，并指导对大振幅低频振荡的分析与控制。仿真发现，即使是3机9节点的小系统，其动态行为也可能不同于平衡点特征根的描述，而平衡点特征根甚至可能丢掉最危险的非线性模式。     

关于低频振荡分析方法的评述

为更好地梳理概念,将低频振荡分析方法分为两大类,即针对系统模型平衡点的特征根方法以及沿着系统受扰轨迹的模式提取方法。平衡点特征根方法可进一步按采用的系统模型分为确定性的线性化模型、确定性的非线性模型和概率模型。这类方法与具体扰动无关,但只能反映系统在该平衡点附近的动态行为,故不适用于包含强非线性、变系数、相继故障或有离散控制的系统。受扰轨迹模式分析方法则从特定扰动下的时间响应曲线中提取振荡信息的时间序列,包括系统模型未知情况下（如实测轨迹）的信号处理法和系统模型已知情况下（如仿真轨迹）的分时段定常线性化法。在评述各种方法的基础上,提出改进的思路及有望突破的研究方向。     

非线性励磁控制中输出函数对系统性能的影响

发现在进行非线性系统的非线性控制设计时，状态方程中输出函数的选取对线性化以后系统状态方程的形式有很大的影响，进而影响到所设计的控制器性能。在此研究结果的基础上，改进了电力系统非线性控制器的设计方法，可以在统一的非线性控制设计框架下同时对多个状态量的性能指标提出要求，兼顾受控系统多个状态量的响应特性，使系统的动态性能和静态性能能够很好地协调，实现高性能的非线性控制。将改进的设计方法应用于发电机组的励磁控制，采用逆系统非线性控制原理设计了一种具有综合性能指标的非线性励磁控制规律。将所设计的多指标非线性励磁控制律用于单机无穷大电力系统的同步发电机组中进行仿真实验，其结果表明所提出的控制器不仅能明显地提高发电机的动态稳定性，而且能准确地将发电机的端电压控制在其给定值上运行，不会因受扰而发生偏移。     

HVDC换流器采样 — 数据模型的改进

在研究高压直流（HVDC）系统的次同步振荡时通常采用换流器的准稳态模型,但其适用性 尚存在争议。HVDC换流器的采样 — 数据模型能够反映开关电路的动态特性,但现有采样 — 数据模 型中尚未对触发控制系统和触发小扰动延迟进行详细建模,为此文中建立了12脉冲换流器的改进 采样 — 数据模型。基于等间隔触发方式和锁相环触发相位控制,给出了HVDC系统模型的具体形 式。在小扰动分析时,触发控制系统输出的小扰动变化不能立刻作用于换流桥,而存在一定的延 时,文中对此进行了详细分析,并由此改进了采样 — 数据模型。基于EPRI直流系统,分别采用特征 值分析法和复转矩系数法将HVDC换流器的准稳态模型、采样 — 数据模型与PSCAD时域仿真进 行了对比验证。结果表明,改进后的采样 — 数据模型更为准确,其计算结果与PSCAD仿真结果非 常接近,适用于HVDC系统的次同步振荡研究。     

河流水质灰色非线性规划的理论与应用

本文探讨了含灰参数的河流水质非线性规划理论与求解方法。通过引入灰数的概念，建立了描述河流水质模及规划中广义不确定性的灰凸集，灰凸规划的初步理论，然后，针对河流水质灰色非线性规划模型求解问题，提出了基于拓广了的Ｋｕｈｎ－Ｔｕｃｋｅｒ定理直接解法，其特点是将原灰色非线性规划模型分解成等价的两个确定性边界模型直接求解，这不仅为处理灰色水质规划提供了有效手段，而且建立了确定性规划与非确定性规划的联系，通过