高压直流输电系统自适应粒度控制

高压直流输电系统(HVDC)的常规控制普遍采用PI控制策略,该策略是基于固定增益的稳定运行状态进行控制器设计。由于HVDC系统的响应随运行状态的变化而改变,使得电压互感器控制器的性能很难实现最优。本文将粗糙集理论与粒度计算技术相结合,提出了高压直流输电自适应粒度控制器,该控制器可根据HVDC系统运行参数的动态变化对增益大小进行调节,从而使系统的控制性能得到优化,仿真试验结果证明了这一结论。     

交直流电力系统鲁棒H∞控制器设计

随着西电东送战略的实施,我国南方电网已成为较大规模交直流互联电力系统,其控制系统多采用PI控制策略。由于交直流电力系统是一个具有模型不确定性的复杂动态系统,基于精确数学模型的传统的PI控制器常难以达到预期的性能指标。为此,提出了一种可以在不同运行条件下增加系统阻尼的HVDC联络线H∞阻尼控制器设计方案。针对系统模型的不确定性和运行状态的变化,采用分子分母双扰动表达式和部分极点配置技术相结合的方法,通过选择合适的权函数对系统的某些特定不确定性进行处理,以克服传统HVDC控制策略的局限性。仿真实验结果表明:在将交直流系统的高度非线性特性作为模型的不确定性处理后,设计出的控制器有效提高了区域间模式的阻尼比,确保了闭环系统的稳定性,具有很好的鲁棒性。     

抑制HVDC系统换相失败的自适应PI控制方法

换相失败在高压直流输电系统(high voltage direct current power transmission,HVDC)中时有发生。针对现有自校正控制器依赖参考模型的局限性和模糊自适应PI控制器运算复杂且需先判断出故障类型再选择最优控制方式的局限性,采用一种基于比例积分运算式离散化推导的自适应PI控制器,提出抑制HVDC系统换相失败的自适应PI控制方法。通过对原始CIGRE HVDC标准模型和含直流电流预测控制和换相失败预防控制(commutation failure prevention,CFPREV)模块的CIGRE HVDC系统的仿真,结果表明:在40组测试中,有37组的临界换相失败电抗得到降低。相比现有系统中参数固定的PI控制器,该自适应PI控制方法能够有效抑制HVDC系统的换相失败。     

基于PI-D结构的高压直流输电定电流控制器设计

设计了一种具有PI-D结构的HVDC定电流控制器并提出了相应的控制器参数整定方法,在避免了控制器参数整定盲目性的同时提高了其控制性能。在传统PI控制器的反馈通路上增加了具有提高阻尼作用的微分环节,通过推导包含控制器参数的直流系统传递函数表达式绘制出控制参数变化时系统Bode图的变化规律,根据上述规律和系统的时域响应要求对控制器参数进行整定。通过上述方法设计了CIGRE HVDC标准模型整流侧的PI-D定电流控制器,同时设计了传统的PI和PID控制器进行比较。仿真实验表明,相对于传统PI和PID控制系统,采用PI-D控制器的直流系统具有更好的时域响应特性和抗干扰能力。     

高压直流输电系统模糊自适应控制器的设计

提出了模糊和PI复合控制策略,即模糊自适应PI控制器,讨论了模糊和PI控制结合形式。结合典型12脉冲桥HVDC系统模型,采用Matlab在传统PI控制和模糊自适应PI控制下分别进行仿真。结果表明,与传统控制方法相比,发生单相交流线路接地故障时,由于模糊自适应PI控制器能在线调整PI参数,因而模糊自适应PI控制器能改善系统直流电流和直流电压的恒定性,并且具有更好的适应性和更强的鲁棒性。     

交直流电力系统鲁棒H∞控制器设计

本文提出了一种可以在不同运行条件下增加系统阻尼的HVDC联络线H∞阻尼控制器设计方案。针对系统模型的不确定性和运行状态的变化,采用分子分母双扰动表达式和部分极点配置技术相结合的方法,以克服传统HVDC控制策略的局限性。在将交直流系统的高度非线性特性作为模型的“不确定性”处理后,设计出的控制器具有很好的鲁棒性。     

基于扩张状态观测器和Terminal滑模的HVDC非线性鲁棒控制器设计

针对高压直流输电系统(HVDC)强非线性和模型不确定性的特点,提出了一种基于扩张状态观测器(extended stateobserver,ESO)和Terminal滑模的HVDC非线性鲁棒控制策略。首先利用Terminal滑模设计出系统的虚拟控制输入,再由ESO来估计系统的内、外扰动以及不确定因素,并将其动态补偿到系统中,设计出了整流侧定电流和逆变侧定关断角非线性控制器。仿真结果表明,与常规的PI控制器相比,该控制器表现出良好的动态性能和稳态性能,提高了系统的鲁棒性。     

基于RAFL非线性系统控制的研究及在HVDC系统中的应用

研究非线性系统的控制问题具有重要的理论意义和实用价值。高压直流输电系统(简称HVDC系统)是典型非线性系统,HVDC系统是高度可控的,其中控制系统是直流输电技术的核心。HVDC系统能否正常运行与其基本控制器的性能息息相关。论文对鲁棒近似反馈线性化控制方法进行了研究,研究结果解决了一类非线性系统的控制问题,同时应用到HVDC系统中,并设计了相应的控制器。     

非线性状态PI励磁控制器

利用扩张状态观测将原来的非线性系统变换成线性系统,然后用状态PI控制器的设计思想设计了非线性状态PI控制器;并将其用于发民机励磁控制,以及解决电力系统的强非线性和不确定性问题,避免了反馈线性化非线性励磁控制由于数学模型的误差而影响控制器性能的特点。所得控制规律与系统运行点和网络结构完全无关,同时控制器结构简单。仿真计算表明,非线性状态PI励磁控制器对系统运行点和网络结构变化具有良好的适应能力,可以有效地改善系统的稳定性。     

基于RAFL非线性系统控制的研究及在HVDC系统中的应用

研究非线性系统的控制问题具有重要的理论意义和实用价值.高压直流输电系统(简称HVDC 系统)是典型非线性系统,HVDC系统是高度可控的,其中控制系统是直流输电技术的核心.HVDC系统能否正常运行与其基本控制器的性能息息相关.论文对鲁棒近似反馈线性化控制方法进行了研究,研究结果解决了-类非线性系统的控制问题,同时应用到HVDC系统中,并设计了相应的控制器.     

水电孤岛高压直流送出协调控制策略

高压直流输电送端处于孤岛模式时,系统稳定性较差.由于送端与交流主网没有电气联系,在遭受故障的情况下,功率的不平衡可能导致发电机超速.针对水电孤岛高压直流送出系统提出了一种协调控制策略.基于高压直流功率调制机制和水轮机调速系统的研究,在提升高压直流输送功率的基础上,通过注入一个经 PI 环节优化的输送功率减少量,对原有的闭环控制策略进行了修改.在 PSCAD/EMTDC 电磁暂态仿真环境下搭建了水电孤岛高压直流送出的模型,并通过仿真验证了所提出的协调控制策略的有效性     

多馈入直流输电系统的协调恢复策略

针对大扰动情形，提出了一种多馈入直流输电系统的协调恢复策略。该策略具有如下的特点：在原有的PI控制器中加入一个前馈回路以便在直流系统2个控制端的被控量间实现协调控制；在交流故障被切除后的某一短时间内，采取定交流电压控制；在不同的直流子系统间实施渐变的恢复策略，并利用最大梯度下降法对各直流子系统的重启动时间进行优化。以一个三馈入直流输电系统为对象，给出了该协调控制器的设计过程及仿真结果。仿真结果表明，与常规的PI控制策略相比，该协调恢复策略可使多馈入直流输电系统的恢复性能得到很好的改善。     

基于电压源型换流器的三端直流输电系统控制仿真研究

VSC-HVDC技术是指采用全控型功率半导体器件的电压源换流器的直流输电技术,致力于研究基于VSC换流器的高压直流输电以及三端直流输电系统的运行与控制问题.建立了VSC换流器静态模型并设计了PI控制器,分析了适用于VSC-MTDC的电压下降和主从式控制两种运行模式的特点,并由此设计了一种与有源网络以及无源网络相连的并联...     

基于Simulink的HVDC PI控制器参数优化方法

为了提高高压直流输电系统的抗干扰能力,提出了基于Simulink的HVDC系统PI控制器参数离线和在线的优化方法。离线优化法是利用Simulink内置Signal Constraint模块确定出满足条件的PI控制器参数;在线优化法是采用非线性PI和自适应模糊控制相结合的方式对PI控制器参数进行优化。以整流侧定电流控制为例,首先利用模糊控制能够在线优化控制器参数的特点,缩小了PI参数的优化范围;然后利用fal函数进一步修正了其优化精度。仿真结果表明,离线优化法具有简单实用的优点,在线优化法能够提高系统的优化精度,使系统具有良好的控制性能。     

SVC与发电机励磁的非线性状态PI协调控制

针对电力系统的强非线性和不确定性,运用非线性状态比例积分（PI）解控制直接对其非线性不确定对象设计了静止无功补偿器（SVC）与发电机励磁的协调控制器。该控制器避免了基于反馈线性化理论的非线性协调控制器由于数学模型的误差而影响控制器性能的缺点,所得的控制规律与系统运行点和网络结构完全无关。仿真计算表明,SVC与发电机励磁非线性状态PI协调控制器能有效地提高系统的暂态稳定性。     

Bacteria foraging optimization algorithm based load frequency controller for interconnected power system

Social foraging behavior of Escherichia coli bacteria has recently been explored to develop a novel algorithm for distributed optimization and control. The Bacterial Foraging Optimization Algorithm (BFOA), as it is called now, is currently gaining popularity in the community of researchers, for its effectiveness in solving certain difficult real world optimization problems. This paper proposes BFOA based Load Frequency Control (LFC) for the suppression of oscillations in power system. A two area non-reheat thermal system is considered to be equipped with proportional plus integral (PI) controllers. BFOA is employed to search for optimal controller parameters by minimizing the time domain objective function. The performance of the proposed controller has been evaluated with the performance of the conventional PI controller and PI controller tuned by genetic algorithm (GA) in order to demonstrate the superior efficiency of the proposed BFOA in tuning PI controller. Simulation results emphasis on the better performance of the optimized PI controller based on BFOA in compare to optimized PI controller based on GA and conventional one over wide range of operating conditions, and system parameters variations.     

基于智能PI控制的多电机同步传动系统

设计了一种智能PI控制器,并用作多电机同步传动系统的同步转速控制器.智能PI控制器能根据系统运行状态动态地改变调节器结构和参数,有效地缓解了普通PI控制系统快速性和平稳性的矛盾,改善了调速系统的动态性能.仿真与实验结果表明:在相同扰动条件下,智能PI控制系统的动态调速和恢复时间均明显小于普通PI控制系统.