包含静止无功补偿器的电力系统非线性控制研究

研究包含静止无功补偿器的电力系统非线性控制的一种新方法.文中首先给出包含静止无功补偿器的电力系统非线性数学模型,再利用广义哈密顿(Hamilton)系统理论,对其进行哈密顿实现,并提出了一种L2增益意义下的干扰抑制方法,得到了实现干扰抑制的控制规律.详细阐述了该方法的理论依据和控制律的具体设计过程.单机无穷大系统情况下的仿真结果表明,该方法所设计的控制规律能有效抑制干扰的影响,提高电力系统暂态稳定性.     

ＡＳＶＧ的非线性控制对改善电力系统阻尼特性的研究

提出了包含ＡＳＶＧ动态的单机无穷大系统的三阶数学模型，并以此模型为基础，利 用微分几何理论设计了ＡＳＶＧ的非线性控制规律。该控制规律被应用于提高电力系统的阻 尼特性。仿真结果表明，在该控制规律作用下的ASVG能为系统有效地提供阻尼，增强系统的 功角稳定性。     

FACTS的PCH模型与自适应L2增益控制（一）理论篇

采用预置反馈方法,将电力系统中存在的一类仿射非线性系统转换为标准的哈密顿系统,从而导出了单机无穷大电力系统下SVC的PCH（端口受控哈密顿）模型,针对系统的外界干扰和参数不确定性问题,设计了相应的自适应L2增益控制规律,文中直接采用哈密顿函数作为存储函数,不仅保证了数学上的严密性,且具有明确的物理意义,仿真结果表明SVC采用自适应L2控制规律,不但可以确保系统渐近稳定,而且可以有效抑制干扰,对系统的工况具有自适应性。     

同步发电机励磁和ASVG哈密顿系统建模与协调控制

针对单机无穷大系统,建立了包含先进无功发生器(ASVG)的三阶状态空间模型.采用广义Hamilton能量函数理论,考虑电力系统的非线性特性,设计了ASVG安装点电压与同步发电机励磁非线性控制器,该控制可以同时满足同步发电机励磁控制的功角稳定性与ASVG装设处电压的稳定性.单机-无穷大系统数字仿真结果验证了该控制律的有效性.     

改进LuGre模型的电磁直线执行器自适应鲁棒控制

为提升电磁直线执行器在动态摩擦力下的跟踪性能与干扰抑制性能,提出基于改进LuGre模型的电磁直线执行器自适应鲁棒控制方法。建立考虑改进LuGre动态摩擦力的高功率密度电磁直线执行器动力学模型,通过非线性观测器来估计动态摩擦模型的不可测内部状态,参数自适应用于减少参数不确定性的影响,设计结合摩擦补偿自适应控制律、稳定反馈和鲁棒控制的自适应鲁棒控制方法,并证明该方法的稳定性;基于皮尔逊相关系数研究控制参数对性能的影响规律,对比分析不同控制算法下电磁直线执行器的运动控制性能以及抗干扰能力。仿真与试验结果表明：非线性增益k_s1与k_s2是影响控制性能的关键参数,提出的自适应鲁棒控制方法与鲁棒控制以及PID控制相比,在提升控制精确度前提下,响应迅速,能够有效克服非线性摩擦力、系统参数不确定性和外界扰动的影响。     

永磁直线伺服电机L2鲁棒控制的研究

对永磁直线电机伺服系统提出非线性L2鲁棒控制.给出电机的非线性数学模型,在此基础上,为实现对速度和电流的准确跟踪,建立了误差系统的动态模型;将跟踪和干扰抑制归结为L2设计问题,通过构造适当的存储函数得到描述系统L2控制器的两个定理;证明定理给出的控制器能满足干扰抑制和系统的渐进稳定.仿真结果表明,用该方法设计的系统能很好的抑制扰动和跟踪给定,满足对高性能永磁直线伺服系统控制的要求.     

静止无功发生器无功电流的滑模变结构控制

为提高静止无功发生器(ASVG)的控制效果,针对ASVG无功电流内环控制系统,提出了一种无功电流滑模变结构控制方法。根据ASVG的装置级非线性数学模型,建立了系统无功补偿电流的控制模型,采用反馈线性化方法将系统线性化。在此基础上,应用极点配置法设计出滑动模态超平面,并在考虑外界扰动条件下完成了变结构控制规律的设计。数字仿真结果表明,设计的无功电流滑模变结构控制器较传统的PID控制器在无功电流的追踪能力上具有更快的响应速度,对系统摄动和外加干扰具有较强的鲁棒性。     

基于欧拉-拉格朗日系统模型的ASVG无源非线性综合控制

先进静止无功发生器(ASVG)的控制方法是影响其补偿性能和效果的重要因素,其传统PI控制器结构简单,参数设计容易,但动态稳定性较差.为提高系统稳定性,将ASVG的数学模型用Euler-Lagrange系统表示,采用无源控制(PBC),设计ASVG的PBC控制器.从理论上保证ASVG系统的Lyapunov函数稳定性,但当系统出现干扰时ASVG安装点的系统交流电压和电容器直流电压波动太大.基于此,提出ASVG无源非线性综合控制方案,即:电流内环控制采用基于PBC的控制,ASVG安装点交流电压和电容器直流电压的双外环控制均采用PI控制,既保持了所提出的综合控制器能在大干扰下提高系统的稳定性,也能够快速有效地将ASVG安装点的系统电压和电容器直流电压控制在允许的范围内波动.具有ASVG的单机-无穷大系统的Matlab仿真结果表明了控制系统模型的正确性和所设计的综合控制器的有效性.     

基于哈密顿系统理论的超导储能装置控制器的设计

针对电力系统非线性的特点，将电力系统中的一类仿射非线性系统转换为标准的哈密顿系统，进行了超导储能SMES（Superconducting Magnetic Energy Storage)有功功率的控制设计，对无功功率用传统的比例环节进行设计，基于受控哈密顿系统理论，建立了SMES装置的端口受控哈密顿PCH（Port Controlled Hamiltonian)模型，针对系统的外界干扰和参数不确定性，采用自适应KL2增益控制设计方法设计了含有SMES装置的单机无穷大电力系统的自适用L2增益控制器。仿真结果表明，采用基于哈密顿系统理论的自适应L2增益控制方法对SMES有功功率的设计，利用传统的比例积分PI（Proportion Integration)控制器进行无功功率控制，能够有效地抑制干扰，显著地改善系统的动态性能。     

汽轮发电机组的线性分散干扰抑制控制

将非线性鲁棒控制理论应用于多机电力系统的汽轮调速控制系统。在耗散系统理论框架下,用推设计的方法,构造汽轮发电机组的能量存储函数,以避免求解HJI不等式,从而得到多机系统汽轮调速的非线性L2增益干扰抑制控制规律。控制策略的所有变量都是可量测的,而且控制量只与本机组的状态量有关,与其他机组的状态量和输电网络的参数无关。因而具有分散性。4机系统仿真结果表明,该控制规律可以提高电力系统的暂态稳定性。     

ASVG非线性控制及其对电压稳定性改善的研究

首先建立了新型静止无功发生器（ＡＳＶＧ）控制系统的数学模型，应用零动态设计方法，提出了ＡＳＶＧ的非线性控制规律，并应用于改善无功电压稳定性的仿真研究，结果表明，ＡＳＶＧ非线性控制规律可以有奖惩 地改善电力系统电压稳定性，有效地抑制电压崩溃的发生。     

基于能量整形的先进静止无功发生器(ASVG)控制器设计

建立了适合能量整形和考虑系统调节动态的简化ASVG三阶模型,首次应用能量整形IDA-PBC方法设计了先进静止无功发生器(ASVG)的闭环稳定控制器。能量整形IDA-PBC方法直接使用系统能量作为存储函数,物理意义明确,较其它非线性控制器结构简单,并避免了可能产生的不期望的高增益问题,由于设计中完整地保留了系统非线性结构,不需进行任何线性化处理,较各种线性化设计方法具有更强的鲁棒性,适应系统模型和参数不精确程度效果较好。给出的仿真算例表明所提出的ASVG控制器能够在系统发生大的扰动后,ASVG安装点电压和电容器的直流电压能尽快恢复正常,控制方案有效可行。     

ASVG非线性控制方式的研究及其对暂态稳定性的改善

基于微分几何控制理论中的零动态设计方法，首次提出了新型静止无功发生器(ASVG)非 线性控制的设计方法和相应的控制规律。计算机仿真结果表明，该控制规律可以有效地改善 电力系统的有功稳定性和动态品质。     

中间再热式汽轮发电机组的多指标非线性鲁棒综合控制

针对具有不确定干扰的中间再热式汽轮发电机组的励磁与高、中压缸汽阀综合控制系统,运用多指标非线性鲁棒控制设计方法(MINRCA)建立其鲁棒综合控制模型。通过选取适当的非线性变换输出函数,配置系统的零、极点,保证中间再热式汽轮发电机的多个性能指标的实现。该输出函数还能把系统的干扰与零动态系统解耦,然后运用L_2增益干扰抑制方法,将干扰对系统输出的不利影响抑制在给定水平。从而使系统具有良好的动静态性能的同时,还具有较好的干扰抑制鲁棒性能。在三机电力系统中,对基于MINRCA所得出的鲁棒综合控制律进行仿真分析与讨论,验证其有效性及优越性。     

H∞滑模鲁棒励磁控制器设计

电力系统的鲁棒励磁控制模型具有非线性和不确定性等特点。并且，其不确定不性满足匹配条件。该文结合反馈线性化、H∞干扰抑制和滑模变结构控制，利用反馈线性化技术，将鲁棒励磁控制模型转化为线性不确定模型；利用H∞干扰抑制技术，获得了具有抑制满足匹配条件干扰能力的动脉滑动模态；利用滑模变结构控制，获得了具有完全抑制满足匹配条件干扰的控制律。并设计了H∞滑模鲁棒励磁控制器。仿真结果表明：文中所设计的控制器能够有效地稳定电力系统。     

水轮机调节系统非线性H^∞控制规律的研究

该文建立了水轮机调速系统的刚性水击鲁棒模型。基于非线性微分几何控制理论和非线性H^∞控制理论,给出了针对具有刚性水锤效应的水轮发电机组的调速器非线性鲁棒控制规律,并对该控制规律进行了仿真研究。     

基于耗散系统实现电力系统励磁鲁棒非线性控制

对单机无穷大系统，通过适当的坐标变换，基于耗散系统的概念，提出了一种新的通过干扰抑制实现的励磁鲁棒非线性控制策略，在实现过程中不需要任何线性化方法．该控制策略可提高系统对动态不确定性的鲁棒性，可抑制干扰对系统的影响．仿真结果表明，提出的励磁控制策略可提高电力系统暂态稳定性．     

汽轮发电机组的非线性分散干扰抑制控制

将非线性鲁棒控制理论应用于多机电力系统的汽轮调速控制系统。在耗散系统理论框架下,用递推设计的方法,构造汽轮发电机组的能量存储函数,以避免求解HJI不等式,从而得到多机系统汽轮调速的非线性L₂增益干扰抑制控制规律。控制策略的所有变量都是可量测的,而且控制量只与本机组的状态量有关,与其他机组的状态量和输电网络的参数无关,因而具有分散性。4机系统仿真结果表明,该控制规律可以提高电力系统的暂态稳定性。     

提高送端多直流落点系统暂态稳定性的L2增益控制

提出了一种改善送端多直流落点系统暂态稳定性的L2增益控制。首先将送端直流线路传送的有功功率简化为送端系统的正的有功负荷,构造送端多直流落点系统非线性微分代数方程模型;然后采用预置反馈的方法,得到包含多条直流线路的结构保持模型的拟哈密尔顿实现;最后基于拟哈密尔顿实现,针对系统外界干扰,通过非线性干扰抑制方法,得到高压直流...