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.     

提高送端多直流落点系统暂态稳定性的非线性控制策略

为改善送端多直流落点系统暂态稳定性,提出了一种高压直流输电（HVDC）与发电机励磁协调的非线性控制策略。通过建立送端多直流落点系统非线性微分代数方程模型,将结构保持模型下的能量函数与广义拟Hamilton理论结合,同时兼顾发电机励磁与HVDC控制的协同作用,设计出一种HVDC与发电机励磁的综合控制规律。该方法从能量的角度出发,充分考虑电力系统的强非线性特性,而且得到的控制器结构简单,易于工程实现。仿真结果表明,该控制规律能够有效提高系统阻尼,起到功率支援的作用,改善系统的暂态稳定性。     

Lagrange力学在含TCSC电力系统Hamilton实现中的应用

Hamilton系统实现理论在电力系统的稳定分析与控制设计中起到了重要的作用,分析力学的Lagrange化能够为系统Hamilton实现及稳定控制设计提供有效的解决方法。将含有TCSC的单机无穷大系统动态模型延拓为偶数阶系统, 并在满足自伴随条件的基础上推导出系统相应的Hamilton函数及其Hamilton实现形式。 基于非保守分析力学思想设计出能够使得该系统在Lyapunov 意义下平衡点邻域内趋于渐近稳定的控制器, 并利用Matlab编程对含TCSC的单机无穷大系统进行暂态仿真,进而在三相短路接地故障下验证所设计控制器的暂态响应效果,大大缩短了系统动态响应的时间并降低了响应曲线的波动幅值。该Hamilton系统的实现方法与控制策略的设计思路具有广泛的应用和发展前景。     

基于Hamilton理论改善多机系统暂态稳定性的励磁与SVC协调控制

基于伪广义哈密尔顿(Hamilton)理论设计了一般仿射非线性系统的镇定控制器,进而将包含静止无功补偿器(SVC)和发电机励磁的多机系统表示为伪广义Hamilton形式,该系统考虑了转移电导和SVC动态过程的影响.从能量的观点出发,利用鲁棒L2方法设计了发电机励磁和SVC非线性协调控制策略,并将该控制策略表示为易于量测...     

含STATCOM多机系统的广义Hamilton非线性控制设计

为提高系统电压的稳定性,针对电力系统非线性微分代数系统,在含STATCOM的结构保持多机系统中设计了相应的非线性稳定控制器,提出了有利于控制设计的功率注入STATCOM新模型;运用广义Hamilton系统理论设计了含STATCOM的结构保持多机系统的控制策略,并提高系统对扰动的鲁棒性。对含有STATCOM的典型3机9节点系统进行仿真的结果表明了所提出控制策略延长了系统临界故障时间,证明该策略可提高系统暂态稳定性。     

基于结构保留模型的静止无功补偿器鲁棒非线性控制

采用Hamilton函数方法研究了静止无功补偿器(SVC)的鲁棒非线性控制问题。首先基于系统网络结构特点,建立了包含SVC、恒功率负荷和有界外部扰动的电力系统的结构保留不确定非线性控制数学模型,然后通过坐标变换和预置状态反馈控制完成了系统的耗散Hamilton实现。最后,基于该耗散实现设计了鲁棒控制器,并分析了闭环系统的渐近稳定性。由于充分利用了系统的内在耗散结构特性,所设计的鲁棒控制器物理意义明确,易于实现。与常规PID控制器的仿真比较表明,该鲁棒控制器作用下系统的超调量小、响应速度快,能有效抑制外部干扰对系统暂态稳定性的影响,有效提高了系统的动态性能。     

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...     

基于Hamilton系统理论的结构保持多机电力系统非线性励磁控制

基于广义Hamilton系统理论,提出了将非线性微分-代数系统表示为广义耗散Hamilton系统的实现方法,并证明可通过适当的控制策略镇定该动态系统.文中应用Hamilton实现方法进行了结构保持多机电力系统的非线性励磁控制器的设计,仿真结果验证了文中所提出方法的正确性和控制策略的有效性.     

TCSC与SVC用于提高输电系统暂态稳定性的仿真研究

针对电力系统中存在的暂态稳定性问题，为保证足够的传输功率且不必在故障时切机，考虑同时采用晶闸管控串联补偿器(TCSC)和静止无功补偿器(SVC)来提高系统保持同步的能力。采用多机系统中TCSC和SVC以能量函数法为指导的控制策略，不仅能提高系统功角稳定，而且与网络参数无关，具有较强的鲁棒性。对于典型的高压远距离交流输电系统，采用NETOMAC仿真软件进行了仿真，研究了TCSC和SVC以及一些辅助措施在各种严重故障下对提高系统暂态稳定性的作用。通过比较证实了所采用的控制策略具有有效性和优越性。     

TCSC与SVC用于提高输电系统暂态稳定性的仿真研究

针对电力系统中存在的暂态稳定性问题，为保证足够的传输功率且不必在故障时切机，考虑同时采用晶闸管控串联补偿器（TCSC）和静止无功补偿器（SVC）来提高系统保持同步的能力。采用多机系统中TCSC和SVC以能量函数法为指导的控制策略，不仅能提高系统功角稳定，而且与网络参数无关，具有较强的鲁棒性。对于典型的高压远距离交流输电系统，采用NETOMAC仿真软件进行了仿真，研究了TCSC和SVC以及一些辅助措施在各种严重故障下对提高系统暂态稳定性的作用。通过比较证实了所采用的控制策略具有有效性和优越性。     

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...     

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。     

多机系统中励磁与SVC的协调控制

主要研究基于结构保持模型的多机电力系统的暂态稳定性。将连接与阻尼分配?无源控制方法进行从常微分方程到微分代数方程的拓展,求解一类仿射非线性微分代数系统的调节问题。并用所提方法设计多机系统中的发电机励磁与静止无功补偿器的协调控制器,不再拘泥于单机系统的协调控制研究。该方法充分利用整个系统的物理结构,通过引入电气与机械动态之间的耦合项进行能量整形,加强两者之间的联系,保证闭环系统的渐近稳定性。仿真结果说明了协调控制器在阻尼振荡和增强电压稳定性上的有效性。     

Energy-based coordinated nonlinear control of synchronous generator and static var compensator

Using the Hamiltonian function method, this paper investigates the coordinated control of the synchronous generator and static var compensator (SVC) in power systems with constant power loads. First, via a proper variable transformation and pre-feedback control, the dissipative Hamiltonian realization of the power system is completed. Then, based on the obtained dissipative Hamiltonian realization, an energy-based coordinated stabilization controller is constructed. The guaranteed L₂ performance property of the closed loop system is analyzed as well. Simulation results indicate that the proposed coordinated control scheme can effectively improve both the transient stability and voltage regulation performance of the power system.     

基于Hamilton能量函数含SVC的电力系统非线性控制

考虑电力系统的非线性特性,基于H am ilton能量函数理论,设计了一种新的非线性稳定控制器。阐述了广义哈密顿系统理论及H am ilton能量函数理论,然后针对包含静止无功补偿器的单机无穷大系统建立非线性数学模型,并应用哈密顿系统理论对其进行实现,再从能量的观点出发,利用能量函数法设计系统稳定控制器。单机无穷大系统数字仿真结果验证了该控制律的有效性。     

发电机单机无穷大系统动力学模型的理论研究

将动力学方法用于发电机及电力系统分析和控制时,能量函数的物理意义不明确。根据分析动力学原理,分析单机无穷大系统的能量关系,分别给出了各子系统的拉格朗日函数、耗散函数和广义外力形式,进而导出了整个系统的拉格朗日-麦克斯韦方程组,用统一的动力学观点描述系统的运动。导出了系统的哈密顿函数,并将系统转化为广义哈密顿控制系统。最后,给出了相应于传统3阶发电机模型的哈密顿函数和控制模型,并进行了仿真对比。仿真结果表明,这种方法获得的哈密顿模型能提供更多的信息。     

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Based on the generalized Hamiltonian system theory, a new approach to dissipative Hamiltonian realization of nonlinear differential algebraic system is proposed in this paper, and a simple control strategy to stabilize the dynamic system without linearization treatment is designed. The new approach is applied to the nonlinear excitation controller design of structure preserving multi-machine power system. Simulation results demonstrate that the approach proposed in this paper is correct, and the control strategy designed is effective.