基于精确反馈线性化方法的SSSC非线性控制器

抑制电力系统功率振荡是静止同步串联补偿器的重要作用之一,考虑了静止同步串联补偿器(static synchronous seris compensator,SSSC)直流侧电容电压的动态调节过程以及各变量间的相互作用建立了SSSC的多变量仿射非线性模型,在此模型基础上,用精确反馈线性化方法设计了SSSC的非线性多输入多输出控制器。该控制器不仅能快速抑制系统功率振荡,还能使直流侧电容电压保持恒定。Matlab仿真结果验证了模型的有效性表明,所设计的控制器能有效地阻尼系统的功率振荡。     

基于精确线性化变结构控制的UPFC控制器设计

统一潮流控制器自身结构复杂、变量多,为了简化其控制器的设计过程,建立只考虑并—串联变流器交流侧电流状态和直流电容电压状态的UPFC的5阶非线性模型。采用双环控制策略来设计UPFC控制器,通过PI外环控制直流电容电压,选取并—串联变流器交流侧电流作为系统控制输出,通过状态反馈精确线性化将原非线性系统线性化为4个线性子系统,并应用变结构控制原理实现并—串联变流器交流侧输出电流的内环控制。仿真结果验证了该控制策略的有效性。     

SSSC与励磁的非线性变结构协调控制器设计

在非线性控制理论和变结构控制理论的基础上,设计了静止同步串联补偿器与发电机励磁的协调控制器,该控制器考虑了SSSC直流侧电压稳定和输电线路的有功功率,以维持发电机的功角稳定。仿真结果表明：该协调控制器能够有效地控制输电线路的有功功率、并且显著地改善了系统的暂态稳定。     

SSSC非线性控制的直接反馈线性化方法

考虑了静止同步串联补偿器（SSSC）的逆变器输出交流侧电压幅值和相位的动态调节过程及其直流侧电容电压的动态变化过程，建立了SSSC的的三阶动态模型，并用直接反馈线性化方法设计了SSSC与发电机励磁的协调非线性控制器，由于采用了动态反馈补偿，因而所设计的控制器对系统运行方式的变化具有很强的鲁棒性，该文还利用MATLAB的动态仿真环境Simulink及其S＿Function编程技术建立了相应控制系统的仿真模型，并基于该模型对系统的暂态行为以及输电线路有功功率的调节过程进行了仿真，仿真结果表明，所设计的控制器能有效地对线路有功功率进行控制，并能显著地改善电力系统的暂态稳定性。     

基于人工神经网络控制算法的SSSC潮流控制器设计

本文提出了一种应用神经网络控制策略为静止同步串联补偿器(SSSC)设计的新型潮流控制器。径向基函数神经网络的理论基础是函数逼近,用一个两层的前向网络去逼近任意函数,以更好地进行潮流控制。仿真结果表明,这种控制器与传统的PI调节控制相比,不但能快速调节潮流,增加系统阻尼,改善系统稳定性,并且有较强的适应性、鲁棒性。     

基于模糊自整定PI控制的SSSC潮流控制器研究

在介绍静止同步串联补偿器(SSSC)的模型及控制结构的基础上,提出了一种模糊自整定PI控制的SSSC潮流控制器,设计了控制器的结构,建立了模糊控制规则表,进行了数字仿真.该控制器在动态过程中,利用模糊逻辑对SSSC的有功控制器和无功控制器的PI调节参数进行在线调整,提高了控制器的自适应能力和鲁棒性.仿真结果表明,该控制器具有比常规PI控制器更快的潮流调节速度.     

基于人工神经网络控制算法的SSSC潮流控制器设计

提出了一种应用神经网络控制策略为静止同步串联补偿器 (SSSC)设计的新型潮流控制器。径向基函数神经网络的理论基础是函数逼近 ,用一个两层的前向网络去逼近任意函数 ,能更好地进行潮流控制。仿真结果表明 ,这种控制器与传统的PI调节控制相比 ,不但能快速调节潮流 ,增加系统阻尼 ,改善系统稳定性 ,并且有较强的适应性、鲁棒性     

Boost变换器精确反馈线性化滑模变结构控制

利用非线性系统的微分几何理论,在Boost变换器仿射非线性模型基础上,推导出对应的非线性坐标变换矩阵和状态反馈表达式,得到Boost变换器状态反馈精确线性化模型。在此线性化模型基础上,选取线性切换函数和指数趋近律,设计滑模变结构控制器。研究对比表明,所提出的精确反馈线性化滑模变结构控制策略具有良好的动态响应调节和稳态误差调节特性,同时克服了现有精确反馈线性化控制策略固有的对精确数学模型依赖性的缺点,表现出更强的鲁棒性,从而具有一般性理论和实际意义。     

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。     

基于神经网络自适应PI控制的SSSC潮流控制器

提出了一种基于神经网络自适应PI控制的SSSC潮流控制策略,并设计了控制器的结构.该控制器主要由系统辨识和PI参数整定两个神经网络组成,并给出了它们的学习算法.该控制器在动态过程中,利用神经网络对SSSC的有功控制器和无功控制器的PI参数进行在线调整,提高了控制器的自适应能力和鲁棒性.在Matlab动态仿真环境中建立了控制系统的仿真模型,并基于此模型对系统的暂态行为和输电线路潮流的调节过程进行了仿真,仿真结果验证了该控制器在潮流控制上的有效性和适应性.     

基于时间延迟状态反馈精确线性化的PMSM混沌反控制

研究了利用微分几何方法和延迟反馈控制实现永磁同步电机混沌反控制的方法.从数学模型出发,运用微分几何理论讨论了永磁同步电机能进行精确线性化的条件,推导了用状态延迟反馈精确线性化实现混沌反控制的过程.在此基础上,设计了混沌反馈控制器,对这种控制器的控制结果进行了仿真研究.仿真结果说明利用状态延迟反馈精确线性化设计混沌反控制器是完全可行的,结果是满足要求的.     

SSSC与发电机励磁最优协调控制

为提高电力系统阻尼振荡的能力,利用静止同步串联补偿器SSSC(static synchronous series compensator)的串联补偿特性,在单机无穷大系统下建立了带SSSC的修正Phillips-Heffron模型,提出SSSC与发电机励磁最优协调控制策略;将SSSC补偿阻抗作为控制器的控制变量,推导出控制器数学模型。仿真结果表明,与常规线性最优励磁控制相比,所提的控制策略能更有效地抑制电力系统振荡。     

基于BP神经网络的SSSC的建模与仿真

SSSC的模型是分析其原理和设计其控制器的基础.由于SSSC是一个强非线性的系统,用传统的方法所建立的模型已不能达到人们的要求,利用具有非线性拟合能力的人工神经网络建立了逆变器电容电压和线路有效阻抗的神经网络模型.神经网络特有的非线性逼近、强化学习和自适应能力,使神经网络模型对变化的环境和参数具有自适应性.     

链式STATCOM反馈线性化控制方法的研究

链式静止同步补偿器(STATCOM)是一个强耦合、非线性系统。针对链式STATCOM控制方法的问题,对星形连接方式下的链式STATCOM进行数学建模,并详细推导了反馈线性化控制方法下的反馈线性化控制规律,给出了系统控制框图及其具体的控制器参数设计。将反馈线性化控制方法与传统线性PI控制进行仿真和实验对比,结果表明反馈线性化控制方法具有更快的动态响应速度。针对电容电压平衡问题,采用电压外环和独立均压控制相结合的方法,使得电容电压无论在何种工况下均能保持固定值不变且相互平衡,同时通过仿真和实验验证,表明平衡策略的有效性。     

DC/DC变换器基于状态反馈精确线性化的Backstepping控制器设计

DC／DC开关变换器是一类典型的开关非线性系统。本文首先建立CCM（电流连续型）Buck变换器的仿射非线性模型,基于非线性系统的微分几何理论,通过非线性坐标变换和状态反馈,得到Buck变换器的精确反馈线性化模型。在此基础上应用线性系统Backstepping（反向递推）设计方法构造Lyapunov函数和镇定控制器,从而实现了对电感电流和电容电压的有效控制。仿真结果表明,该方法设计的控制器对输入电压扰动和负载扰动具有良好的鲁棒性,且控制器简单易实现。     

基于功率传递的同期并列装置实现SSSC功能的仿真

本文针对基于功率传递的电网间同期并列装置转换为静止同步串联补偿器的复合系统,建立了并网装置转换为SSSC后的等效模型,根据SSSC既可进行容性补偿又可进行感性补偿的双重补偿的特点,分析了SSSC调节潮流的过程以及接入SSSC前后输电线路电流的变化情况。为减小短路故障情况下短路电流对系统的影响,本文利用SSSC可等效为感性阻抗的特点对不同短路故障电流进行了限制,从而提高了现有设备的综合利用率。在PSCAD/EMTDC中搭建了含SSSC的等效模型,仿真结果表明SSSC可有效调节线路输送的潮流,并验证了当系统发生短路故障时SSSC具有一定的限流功能。     

多机系统励磁与SSSC的非线性鲁棒协调控制

针对多机电力系统中,发电机励磁和静止同步串联补偿器(static synchronous series compensator,SSSC)的协调控制问题,引入广义Hamilton系统理论,进行非线性协调控制器设计。SSSC采用考虑内部动态的三阶模型,并将SSSC与各台发电机的相互作用用附加电磁功率表示。将包含发电机励磁和SSSC的多机电力系统描述成广义耗散Hamilton系统形式,利用边界函数法和L2干扰抑制控制方法设计了发电机励磁和SSSC的协调控制器。四机两区域系统的仿真结果表明:与传统的分散控制器相比,所提的非线性协调控制器能够有效地提高系统的暂态稳定性和电压调节性能。     

Fast decoupled load flow analysis with SSSC power injection model

This paper presents a facile incorporation of a static synchronous series compensator (SSSC) into the fast decoupled (FD) load flow method. The model is based on power injection formulation. The SSSC is represented by a series impedance and two power injection loads at the terminal nodes. These power injection loads are based on the specified power flow and updated during the iterative process. This developed model of SSSC can be implemented easily in the FD load flow method without changing in the basic computational algorithm. The developed model overcomes the problem of power flow SSSC model which exists when only the SSSC links two subnetworks. The FD load flow with the power injection model of SSSC has been validated using standard IEEE data. © 2014 Institute of Electrical Engineers of Japan. Published by John Wiley & Sons, Inc.