大型光伏储能电站与同步发电机励磁的非线性协调控制策略

在大规模光伏储能电站接入系统的容量和比重不断增加的情况下,光伏电站应具备一定的电压和功率调节能力来支撑电网的稳定运行。以大型光伏储能电站接入的多机电力系统为研究对象,推导其微分代数系统结构模型,提出了采用光伏储能电站逆变器与同步发电机励磁协调来提高系统稳定水平的非线性控制策略。该策略避免了不同控制器单独设计造成的配合不协调问题,同时可以对电压和有功等多个目标量进行控制。由于采用非线性设计方法,控制器可在大范围适用而不局限于设计点附近。仿真结果表明,所设计的控制器可以有效提高系统的电压和功率调节能力,保障系统安全稳定运行。     

基于双自适应参数混合微网虚拟同步机控制策略∗

交直流混合微网中AC/DC接口变换器通常采用下垂控制,常规下垂控制不具备惯性和阻尼环节,对此提出一种基于交、直流微网功率传输原则的虚拟同步机控制(Virtual Synchronous Generation,VSG)策略,建立其小信号模型,分析转动惯量及阻尼系数对控制系统稳定性能的影响.针对传统VSG无法抑制交直流微网功率交换过程中的功率振荡,提出一种采用双自适应虚拟参数的VSG控制策略用于交直流混合微网AC/DC接口变换器控制系统,并通过小信号模型分析法确定额定虚拟参数取值范围.最后通过MATLAB/Simulink仿真,验证了所提方案可有效提高混合微网AC/DC接口变换器控制系统性能.     

基于摄动法电力系统暂态稳定计算研究

摄动理论,是研究流体力学和非线性力学的传统工具,主要用于研究含有小参数的动态系统。摄动法求解的过程简单而且结果有效,在电力系统中也得以应用。在电力系统动态仿真计算中,算法的精度和计算速度有着关键性的作用。此算法可以代替牛顿法求解电力系统微分-代数方程组,在保证精度的同时,可以减少计算量,实现快速仿真,提高求解的速度,对于电力系统的实时仿真和在线安全分析等方面有着重要的意义。结合算例进行仿真,进一步证明摄动法的有效性和实用性。     

发电机励磁与SVC的改进自适应反步无源协调控制

考虑了阻尼系数的不确定性,提出了一种改进自适应反步无源协调控制策略,设计了发电机励磁与静止无功补偿器(SVC)的非线性协调控制器。采用浸入与不变(I & I)自适应控制设计了阻尼系数的自适应估计律,提高了控制器的自适应能力。基于反步法逐步递推,设计了SVC的控制律,并结合无源性理论,得到了发电机励磁的控制律。在反步法设计过程中,为了减小“微分爆炸”,将虚拟控制量的导数看作不确定项,并引入非线性阻尼算法对其进行处理。仿真结果表明,所设计的协调控制器明显地改善了电力系统的稳定性,并且具备较强的自适应性和鲁棒性。     

轴流转桨水轮机多指标非线性调速器设计

为了改善轴流转桨水轮机调速器的控制性能,在考虑调速系统非线性因素的基础上,提出了一种多指标非线性控制策略。通过分析轴流转桨水轮机机械特性,给出了水轮机调速系统各环节数学模型,在此基础上建立了轴流转桨水轮机调速系统的非线性模型。并基于多指标非线性控制理论,针对轴流转桨水轮机的刚性水锤效应,设计了非线性控制器。仿真结果表明,文中所建立的调速系统模型,能有效反映轴流转桨水轮机非线性特征;所提出的控制策略与工程实际中应用的PID策略相比,能更好地改善系统的稳定性和运行特性,控制目标品质更为优秀,使得系统具有很高的可靠性和抗干扰能力。     

变速恒频双馈风电机组恒功率非线性控制

为了有效减少变速恒频双馈风电机组额定风速以上时的功率和转速波动,提出了一种同时考虑桨距角和双馈感应发电机转子励磁电压调节的新型恒功率控制策略。在分析风力机特性和双馈感应发电机基本电磁关系的基础上,建立了变速恒频双馈风电机组的非线性数学模型,并利用反馈线性化理论设计了非线性控制器。仿真结果表明,所提出的控制策略与现存的仅...     

同步发电机多步预测自校正励磁调节器

将多步预测自校正控制（Multi-step Predictive Self-Tuning Control）理论用于同步发电机励磁控制中来,选取多个状态量偏差的组合做为输出,用渐消记忆递推最小二乘法在线辨识同步发电机三阶非线性方程经线性化和离散化后的模型参数,并采用一种简单有效的方法离线确定b0（b0是前面提到的模型参数之一）。针对单机无穷大系统,设计出多步预测自校正励磁调节器（Multi-step Predictive Self-Tuning Excitation Regulator,MPSTER）。数字     

大型汽轮发电机组目标全息反馈非线性综合控制设计

应用目标全息反馈法(NCOHF)来处理大型汽轮发电机组的非线性综合控制问题.根据NCOHF的原理,非线性控制设计过程并没有涉及高压缸,中压缸、低压缸和中间再热器的动态方程,因而设计十分简单.同时指出,高压缸、中压缸、低压缸和中间再热器的动态方程组成了稳定的零动态子系统,因此无需被非线性设计过程考虑.在设计中,通过反馈系数的选择,提出的控制规律能有效配置系统在平衡点附近的极点.仿真结果进一步证实了提出方案的有效性.     

伴随系统理论和正规形理论在电力系统暂态稳定中的应用

提出了一种基于伴随系统理论与正规形理论的计算多机电力系统临界切除点方法。对于一大类非线性自治动力系统,可以构造原系统的伴随系统,该伴随系统是一个梯度系统,原始系统的所有平衡点都是伴随系统的渐近稳定平衡点,并且每一稳定平衡点存在解析形式的Lyapunov函数。通过研究故障轨线在伴随系统中的势能变化,可求得一个沿故障中轨迹分部的不稳定平衡点的集合,进而采用切平面筛选法可以快速求解与故障中轨线相关的主导不稳定平衡点,然后通过正规形变换求得临界出口点。     

有效滤除偶次谐波的改进半波傅立叶算法

目前的改进半波傅立叶算法,能有效滤除电力系统故障时暂态电信号中的直流分量及奇次谐波分量,从而比较准确地算出基波分量.但信号中若含有较大成分的偶次谐波,算法将出现较大误差.提出一种新的改进半波傅立叶算法,即通过适当增加采样点数,来进一步有效滤除偶次谐波,从而较好地提高算法精度.改进后的算法可应用于快速和准确的微机保护.