内模控制在串级系统中的应用

主要讨论了利用内模控制对串级控制系统进行改进,将被控对象转化为含时滞的一阶惯性环节,再将时滞环节进行1/1Pade逼近后,根据内模控制原理,得到了单位反馈PID控制器的参数整定值。仿真实验表明,对于被控对象具有大时滞特性且对象参数变化较大的系统,这一方法能有效改善系统的控制品质,并能适应对象特性的变化,具有较强的鲁棒性。     

计及时滞影响的电力系统稳定器的H∞控制

研究了计及时滞影响的电力系统稳定器(PSS)的H∞控制。基于H∞鲁棒控制理论和线性矩阵不等式处理方法,利用Matlab/LMI工具箱,以联接到远方系统的发电机为例,进行了时滞系统PSS的H∞控制器设计。应用Pade逼近法近似时间延迟,采用Matlab/Simulink技术进行数字仿真。仿真及分析表明,所设计的PSS具有很好的对时滞的不敏感性,可以抑制振荡,提高电力系统的稳定性。     

计及时滞影响的电力系统稳定器的H∞控制

研究了计及时滞影响的电力系统稳定器(PSS)的H∞控制.基于H∞鲁棒控制理论和线性矩阵不等式处理方法,利用Matlab/LMI工具箱,以联接到远方系统的发电机为例,进行了时滞系统PSS的H∞控制器设计.应用Pade逼近法近似时间延迟,采用Matlab/Simulink技术进行数字仿真.仿真及分析表明,所设计的PSS具有很好的对时滞的不敏感性,可以抑制振荡,提高电力系统的稳定性.     

计及时滞影响的电力系统H∞阻尼控制

利用Pade近似方法将时滞环节转化为状态空间形式,从而建立考虑传输时滞的开环电力系统线性化模型;采用基于H∞阻尼控制的混合灵敏度方法对所建模型进行鲁棒控制器设计。时域仿真结果表明:所设计的鲁棒控制器对电力系统广域时滞具有一定的耐受能力,同时可以抑制系统干扰的影响。     

基于系统辨识的广域时滞鲁棒阻尼控制

针对电力系统区间低频振荡问题,提出了一种利用广域测量信号的电力系统阻尼控制器的设计方法。该方法采用广域测量系统(WAMS)提供的准实时测量数据,通过Prony传递函数辨识法和纯时滞环节Pade逼近法建立时滞电力系统模型;然后基于混合灵敏度H∞控制理论和极点配置方法设计阻尼控制器,使闭环系统在满足H∞性能指标的前提下极点分布于合适的区间,从而获得所需的系统动态性能。4机2区域电力系统和新英格兰测试系统仿真实例表明,采用广域测量反馈信号的阻尼控制器能够显著提高系统区间低频振荡的阻尼,并且具有时滞不敏感性。     

多机系统发电机时滞反馈励磁与STATCOM的非线性鲁棒协调控制

广域反馈信号的时滞性使得包含广域信号的电力系统变成时滞动力系统。利用Pade近似逼近时滞环节,将时滞影响隐含在系统动态方程的系数中,静止同步补偿器(STATCOM)的动态特性用一阶微分方程形式的可控无功电流源表示,推导了含多台STATCOM的多机系统的电磁功率表达式。基于伪广义Hamilton系统理论,将包含STATCOM和时滞反馈励磁的多机系统表示成伪广义耗散Hamilton系统形式。利用L2干扰抑制控制方法得到考虑广域信号时滞性及转移电导的发电机励磁和STATCOM的协调控制策略。4机2区域系统的仿真结果表明,与传统的分散控制器相比,所提考虑时滞影响的非线性鲁棒协调控制器能够有效地抑制系统振荡,且具有一定的时滞不敏感性。     

一类非自衡对象的扩展内模PID控制

针对一般方法在非自衡控制对象中应用的不足,提出了一种扩展内模PID调节器的整定方法。采用非对称二阶Pade逼近对被控对象的时滞环节做近似处理,并结合内模控制原理导出了一种简单的基于内模控制的PID调节器参数整定策略,从而得到PID调节器的整定参数,所设计的调节器可使系统同时具备更好的目标跟踪特性和干扰抑制特性。仿真研究结果表明了该方法的有效性。     

基于Pade近似的时滞电力系统特征值计算方法

考虑广域反馈时滞后,电力系统的特征方程含有超越项,试图通过直接求解该方程得到系统的关键特征值变得非常困难。文中利用Pade近似有理多项式来逼近时滞环节,提出了一种计算时滞电力系统部分特征值的方法。将Pade近似有理多项式转化为状态空间表达式并进行平衡化处理,通过与无时滞电力系统和广域阻尼控制器相连接,建立时滞电力系统的线性化模型。根据系数矩阵的稀疏特性,可以利用稀疏特征值算法求解系统的部分特征值。该方法使得沿用常规电力系统小干扰稳定性的特征值分析方法理论和框架来分析时滞电力系统的小干扰稳定性和设计广域阻尼控制器成为可能。2区4机和新英格兰10机39节点算例系统的特征值及其对时滞的灵敏度计算结果表明,该方法能够较准确地求解与时滞系统中动态元件相关的部分特征值,正确求解与时滞环节相关的特征值个数和计算精度与有理多项式的阶数有关。     

基于时滞灵敏度和多目标优化的广域电力系统稳定器参数设计

针对广域电力系统稳定器应用过程中信号具有时滞的问题,基于Pade近似与阻尼转矩分析法推导得到一个特征根相对于时滞的灵敏度指标,进而采用多目标粒子群优化算法求解综合考虑该灵敏度指标与系统阻尼的广域电力系统稳定器参数优化问题,实现对时滞具有较好鲁棒特性的广域电力系统稳定器参数设计。在搭建的信息电力融合系统平台中以2区4机系统为例,研究了不同时滞下控制器的控制效果。时域仿真结果表明,所提控制器参数设计方法对广域信号时滞的波动有较好的鲁棒特性,当广域测量系统的传输时滞在一定的范围内变化时,控制器依然能够有效地抑制系统区域间的低频振荡,为广域电力系统稳定器的参数整定提供了一种新的思路。     

基于伪广义Hamilton理论的电力系统时滞反馈励磁控制

广域测量信号的使用已使得电力系统成为时滞系统,反馈控制信号的时滞性对系统稳定性具有重要影响。为此,利用Pade近似方法,将反馈控制的时滞环节转换成微分方程,将显含的时滞环节隐含在系统的动态微分模型中,研究计及反馈时滞和转移电导的多机电力系统,将其表示成伪广义耗散Hamilton系统形式。利用伪广义耗散Hamilton系统理论和控制方法,结合电力系统的实际运行特点,得到计及广域反馈信号传输时滞的电力系统励磁控制律。IEEE 9节点系统的仿真结果表明,在计及时滞影响下所设计的发电机励磁控制器具有良好的控制效果。     

A Method of Representing Isolated Operation of a Group of Induction Motor Loads

A method of representing the isolated operation of a group of induction motor loads using reduced order equations is presented. The method differs from the standard method of neglecting stator transients in that the rate of change of stator flux linkages are neglected in a reference frame whose speed varies as a function of the stator frequency. The accuracy of the resulting reduced order representation is investigated by comparing its response with that established using both the full order and standard reduced order representations. It is shown that in cases where there are no significant rotor transients involved, the reduced order model obtained using the proposed method provides a more accurate indication of the stator terminal voltages during isolated operation than the standard reduced order model derived by neglecting stator transients in the synchronous reference frame.     

对家用及类似场所用断路器的新要求——必须具有隔离功能

家用及类似场所用断路器适用于未受过专门训练的人员使用。为使用安全，GB10963．1-2005标准提出了断路器需具有隔离功能的要求。介绍了该标准与老标准的不同之处及增加的主要试验项目。为满足市场需求，企业要尽快生产出符合标准要求的新产品。     

高压直流输电控制保护系统测控装置联锁图形化二次编程功能研究

为了实现高压直流输电控制保护系统安全可靠的联锁功能,通过对现场层装置应用场景深入研究,提出一种新的测控装置软件架构及设计方法,将测控装置的基本测控功能与需二次编程的逻辑联锁功能相分离,利用系统周期调用的方式实现逻辑联锁程序与测控基本程序的融合。该方法基于成本低廉的软硬件平台,测控装置基于英飞凌C167微处理器,采用标准的IEC61131图形化设计语言,程序设计简单且可靠性高,不依赖特定硬件,适合在不同的硬件平台上实现。基于该方法在观音岩直流输电工程的实验数据表明该软件控制策略具有维护成本低廉,可靠性高,移植方便的特点,对于实现控制保护系统安全可靠的联锁功能具有重要的应用价值。     

电能质量信号去噪中小波选取特点的研究

有效滤除电能质量信号中的噪声是电能质量检测的重要前提,然而小波特性却对去噪效果有着很大的影响。针对此问题,文中给出了一种可调阈值函数,通过对可调参数的控制,可以使得该阈值函数在软硬阈值函数之间变动,兼具两者的优点。在深入研究小波的正交性、支撑长度、正则性、消失矩阶数、对称性等特性的基础上,提出为达到最好的去噪效果小波选取应满足的五个特点。采用db 5、haar、bior 2.2、rbio 3.1四种小波对电压暂降、暂升、中断、振荡、谐波扰动信号进行四尺度分解,计算噪声标准差的基础上进一步引入算子修正阈值,利用提出的新阈值函数对小波细节系数进行去噪处理,分析小波逆变换重构信号的细节,并计算出去噪后的信噪比和均方误差,实验结果表明在不同噪声强度干扰下,db 5小波都具有最佳的去噪效果,这证明了所提出的电能质量信号去噪中小波选取应该遵循的五个特点的正确性和可靠性。     

A comparison of scalar singular finite elements applied to the analysis of homogeneous waveguides with sharp edges

When we solve the wave equation by the finite element method, the order of convergence and the accuracy of the solution are reduced by the presence of sharp edges. The employment of singular elements improves the solution and allows us to reduce the cost of computation. In this paper, three types of scalar singular finite elements with the capacity to handle singularities in the derivative, and which have previously been applied to mechanical problems, are examined, together with standard elements, in the context of homogeneous waveguide analysis. We solve two examples of homogeneous waveguides showing the different behaviour of the singular elements and obtaining information on the order of convergence and the approximation of the gradient of the unknown function. © 1997 John Wiley & Sons, Ltd.     

Stochastic Optimal Load Flow Using Newton-Raphson Iterative Technique

ABSTRACT

In this paper we consider the problem of stochastic optimal power flow for an all thermal electric power system. The formulation includes the effects of variables uncertainty modeled as stochastic and normally distributed. The system performance is represented by the load flow equations in polar form, reformulated to include the uncertainty aspect. Inequality constraints are handled using Powell's penalty function method. We employ a variational approach to derive the optimality conditions resulting in a set of nonlinear equations. Newton's method is employed, to actually implement the optimum strategy by solving the nonlinear set of optimality conditions iteratively. An application example involving the IEEE standard 14 bus system is presented and the stochastic solution is compared with a deterministic solution for the same system in order to demonstrate the applicability of the proposed method.     

静止同步补偿器精确反馈线性化滑模控制研究

静止同步补偿器(Static Synchronous Compensator,STATCOM)的传统滑模控制方法结合了其他的线性控制方法,使得控制参数调节麻烦,不能达到滑模控制的良好效果,针对该问题提出了STATCOM输入状态精确反馈线性化的滑模控制策略,通过计算得到合适的输出函数,将原非线性模型全部转化为Brunovsky标准型,然后对Brunovsky标准型设计了滑模控制的滑模面和控制律并转化到原系统中,采用Lyapunov函数检验了系统的稳定性。最后,仿真验证了该控制器改进了传统滑模控制结合线性控制的缺陷,对系统变化的反应更灵敏。     

500 kV苏南UPFC控制功能研究及性能试验

为解决苏州南部500 k V电网供电能力提升、特高压直流功率消纳等问题,投运了世界首套500 k V统一潮流控制器(unified power flow controller,UPFC)工程。本文针对苏南500 k V UPFC工程应用情况,结合电网潮流调节需求分析,梳理了UPFC系统关键控制性能指标及控制功能要求,并在工程系统试验期间对相关的控制功能和性能进行重点测试,主要包括:苏南UPFC工程稳态控制精度、动态响应指标等基本性能指标,以及N-1紧急功率控制、电网故障UPFC闭锁及自动重启动控制的功能和性能等,用于检验UPFC控制能力及运行效果,并为后续工程建设、标准规范制定累积了重要实践经验和数据。     

一种基于退化混沌变异算子的改进遗传算法及其应用

针对标准遗传算法收敛性较差的缺点，利用混沌变量优化中的随机遍历性，构造出一种随进化代数而退化的变异因子，代替标准算法中的变异算子，以克服标准遗传算法在多峰函数优化中的早熟现象，对三个测试函数的仿真试验表明，改进的算法收敛性优于标准遗传算法．     

基于遗传算法的逆变器控制规律

目前在逆变电路中被采用的有许多控制策略,但它们求解出来的开关规律都不是最优解。文中提出采用遗传算法来求解逆变电路中开关器件的最优控制规律。在这种新的逆变器开关控制策略中建立多目标优化函数,既使得电压型逆变电路输出电流波形总谐波畸变率尽量小,同时又能减小逆变过程的电力电子开关损耗。由仿真实验可知,选择不同的遗传算法参数可以达到适应度函数最优,仿真结果也证明了该控制策略的优越性、有效性。