Two-level optimal stabilization in multi-machine power systems

The control signals needed for the optimal stabilization of an interconnected multi-machine system are obtained using a two-level control strategy. At the lower level, local control signals are derived assuming no interaction between different machines. Then a global control signal is generated at a higher level to minimize the effect of interactions.Computer simulation of a real power system shows that the stability of the system may be enhanced substantially by adopting the two-level scheme. Response of the system with an integrated control scheme is included for comparative analysis.     

Robust excitation control of multi-machine multi-load power systems using Hamiltonian function method

Using an energy-based Hamiltonian function method, this paper investigates the robust excitation control of multi-machine multi-load power systems described by a set of uncertain differential algebraic equations. First, we complete the dissipative Hamiltonian realization of the power system and adjust its operating point by the means of pre-feedback control. Then, based on the obtained Hamiltonian realization, we discuss the robust excitation control of the power system and put forward an H _∞ excitation control strategy. Simulation results demonstrate the effectiveness of the control scheme.     

基于观测解耦状态空间的多机励磁非线性分散最优控制策略

为进一步改善多机系统的暂态稳定性,结合直接反馈线性化原理和最优控制理论推导出多机系统中励磁的分散控制规律。该控制策略是根据多机电力系统观测解耦状态空间得出,只需要当地信号实施控制,驱动子系统到达局部平衡点,就能使全系统达到稳定。仿真结果表明,该控制规律能够较好地提高多机电力系统的暂态稳定性。     

基于观测解耦状态空间的多机励磁非线性分散最优控制策略

为进一步改善多机系统的暂态稳定性,结合直接反馈线性化原理和最优控制理论推导出多机系统中励磁的分散控制规律.该控制策略是根据多机电力系统观测解耦状态空间得出,只需要当地信号实施控制, 驱动子系统到达局部平衡点,就能使全系统达到稳定.仿真结果表明,该控制规律能够较好地提高多机电力系统的暂态稳定性.     

基于分散控制理论的多机系统低频振荡抑制

常规的电力系统低频振荡抑制措施是在发电机励磁系统中加装电力系统稳定器(PSS),然而它在多机电力系统中的应用并没有充分的理论研究.将大系统分散控制原理应用于多机电力系统低频振荡抑制问题,只要分散阻尼控制器(DDC)的阶数足够高,分散闭环控制系统的低频振荡模态总可以在复平面内任意配置.分析了PSS与DDC的关系,论证了PSS是DDC的一种特殊形式,因而从理论上说明了DDC比PSS优越.将DDC的优化配置表示为一个带不等式约束的非光滑优化问题并用遗传算法求解.以新英格兰测试系统和我国西北电网为算例的计算结果表明,在发电机励磁系统中加装DDC是一种有效的低频振荡抑制新措施.     

基于Hamilton能量整形的多机电力系统励磁控制

基于广义Hamilton理论,提出将非线性微分-代数系统表示为一种改进的Hamilton系统的实现方法.通过重构结构矩阵,对所提系统的Hamilton函数进行能量整形,给出了镇定控制器的设计方法.以此为基础,研究了结构保留多机电力系统的Hamilton实现问题,运用能量整形方法,提出了可作为系统Lyapunov函数的Hamilton能量函数,并设计了可镇定该系统的励磁控制器.仿真结果证明了所提方法和控制策略对提高电力系统暂态稳定的有效性.     

Robust control of multi-machine power systems with compensation of disturbances

The paper is devoted to the robust control with compensation of disturbances for power systems under parametric uncertainties. It is shown that problem can be solved when only relative speed of each generator is available for measurement. The proposed control algorithm synchronizes the power system with the required accuracy in the normal mode and under symmetrical 3-phase short circuit faults which occur on transmission lines. Efficiency of the proposed scheme is illustrated by modeling of a power systems consisting of three and fifty generators.     

基于Hamilton能量整形的多机电力系统励磁控制

基于广义Hamilton理论,提出将非线性微分-代数系统表示为一种改进的Hamilton系统的实现方法.通过重构结构矩阵,对所提系统的Hamilton函数进行能量整形,给出了镇定控制器的设计方法.以此为基础,研究了结构保留多机电力系统的Hamilton实现问题,运用能量整形方法,提出了可作为系统Lyapunov函数的H...     

塞里克鲁公司的智能照明控制装置

作为高效光源，气体辉光、弧光放电等照明已在石化企业生产装置、区域和道路照明中得到广泛应用。随着智能化技术水平不断提高，智能化照明控制技术也不断得到发展和应用。     

Decentralized nonlinear coordinated excitation and steam valve adaptive control for multi-machine power systems

In this paper, a decentralized nonlinear coordinated excitation and steam valve adaptive control combined with a modified high-order sliding mode differentiator is designed for multi-machine power system stability enhancement. The proposed control scheme is based on Lyapunov’s direct method and requires only local information on the physically available measurements of relative angular speed, active electric power and terminal voltage with the assumption that the power angle and mechanical power input are not available for measurement. Each synchronous generator is considered as a classical fifth order model that includes turbine dynamics. The simplicity of the proposed scheme and its robustness with respect to large perturbations, change in operating point and parameter uncertainties constitute the main positive features. Simulation results in the case of the Kundur 4-machines 2-area power system show the effectiveness, robustness and superiority of the proposed scheme over the classical AVR/PSS.     

多机电力系统模糊自适应控制

发电机组的励磁控制对于提高电力系统的暂态稳定性起着至关重要的作用.针对多机电力系统励磁控制模型,设计模糊自适应控制器.考虑到电力系统的状态不可测及多变量、非线性等特点,设计状态观测器,而后根据多机电力系统互联的实际情况,运用蚁群算法的寻优功能优化模糊规则,一定程度上改善了多变量系统控制中模糊规则繁多的问题.此方法使系统在保证了良好暂态稳定性的同时,降低了控制器的设计难度.仿真结果表明所设计的控制器能够快速有效地改善系统在大干扰下的暂态稳定性.     

多机电力系统模糊自适应控制

发电机组的励磁控制对于提高电力系统的暂态稳定性起着至关重要的作用。针对多机电力系统励磁控制模型,设计模糊自适应控制器。考虑到电力系统的状态不可测及多变量、非线性等特点,设计状态观测器,而后根据多机电力系统互联的实际情况,运用蚁群算法的寻优功能优化模糊规则,一定程度上改善了多变量系统控制中模糊规则繁多的问题。此方法使系统在保证了良好暂态稳定性的同时,降低了控制器的设计难度。仿真结果表明所设计的控制器能够快速有效地改善系统在大干扰下的暂态稳定性。     

多机电力系统无源化反步控制研究

随着国内外电力工业改革和互联电网的发展,电力系统的安全性、可靠性、稳定性、经济性就显得尤为重要。研究表明,发电机组的励磁控制对于提高电力系统的暂态稳定性起着至关重要的作用,本文针对多机电力系统励磁控制模型,考虑到系统的多变量、强耦合、非线性等特性,设计使系统渐近稳定的无源化控制器。无源性和稳定性是密切相关的,系统无源可以保持其内部稳定。该方案物理意义明确,能有效简化控制器的结构,提高系统鲁棒性。对三相可恢复故障和三相永久性故障的仿真结果表明了所设计的控制器的有效性。     

多机系统多变量励磁控制下的阻尼守恒、阻尼竞争与阻尼协调

本文从多机电力系统总阻尼的概念出发,证明了多变量励磁控制并不增加电力系统总阻尼.在AVR的基础上附加转速、功角、功率,乃至于附加远方机组任意信号的复杂多变量励磁控制方式下,电力系统总阻尼保持守恒,其数值与单纯AVR控制时相等.由于电力系统所有模式阻尼之和为常数,所以在试图增加某一模式阻尼时必然导致削弱其他模式的阻尼.这是设计多变量励磁规律时的阻尼竞争现象.附加励磁控制的实质仅仅是在各模式阻尼相互竞争、彼此消长中寻求协调与平衡.当系统满足阻尼守恒条件时,给所有模式增加阻尼的企图是不可实现的.     

An adaptive neuro-control approach for multi-machine power systems

We investigate an adaptive neuro-control approach, namely goal representation heuristic dynamic programming (GrHDP), and study the nonlinear optimal control on the multi-machine power system. Compared with the conventional control approaches, the proposed controller conducts the adaptive learning control and assumes unknown of the power system mathematic model. Besides, the proposed design can provide an adaptive reward signal that guides the power system dynamic performance over time. In this paper, we integrate the novel neuro-controller into the multi-machine power system and provide adaptive supplementary control signals. For fair comparative studies, we include the control performance with the conventional heuristic dynamic programming (HDP) approach under the same conditions. The damping performances with and without the conventional power system stabilizer (PSS) are also presented for comparison. Simulation results verify that the investigated neuro-controller can achieve improved performance in terms of the transient stability and robustness under different fault conditions.     

基于灵敏度分析的谐波治理设备多目标优化配置方法

在非线性负荷和分布式电源大量接入配电网的背景下,配置有源电力滤波器是解决电压波形畸变、谐波损耗激增、电能质量下降等一系列谐波污染问题的有效措施之一。为合理选择配电网中有源电力滤波器安装位置与容量,协调谐波治理成本和效果之间的关系,文中提出一种基于灵敏度分析的有源电力滤波器多目标优化配置方法,实现了有源滤波器位置和容量的快速求解。建立配电网谐波潮流计算模型,使用灵敏度分析方法处理所有节点,获得了安装节点集合;考虑节点电压的谐波畸变率和投资成本,建立滤波器容量优化模型;通过分解多目标进化算法求解优化模型;对IEEE 18节点配电系统进行仿真计算,结果表明了文章所提方法的有效性。     

基于观测器的控制时滞线性系统的最优跟踪控制

研究了控制时滞线性系统的二次型最优跟踪控制问题.首先将控制时滞系统转化为无时滞系统,再将最优跟踪问题转化成等价系统的最优调节问题.然后,通过求解Riccati方程,设计含动态观测器的前馈-反馈最优跟踪控制律,利用构造参考输入观测器解决了前馈补偿器的状态物理不可实现问题.仿真实例验证了所设计的最优跟踪控制律的有效性.     

复转矩系数法应用于多机电力系统的修正

研究了复转矩系数法的过程 ,指出传统复转矩系数法研究多机系统存在的局限性 ,提出复转矩法的概念 ,推导出具一般性的SSR判据 ,求出非研究发电机的转子角增量 ,并以IEEESSR第二标准模型为基础 ,采用特征值分析和新的SSR判据对两机系统进行对比验证 ,认为发电机之间的相互作用主要影响低频部分 ,一般性的SSR判据能够反映多机系统的真实现象。