发电机组非线性预测综合控制设计

定义状态变量和它们的参考轨迹之间的偏差为目标状态方程,并以此状态方程为基础,运用预测控制理论知识进行非线性预测控制设计,找到了一种新的非线性控制设计方法.针对单机无穷大系统,对发电机进行非线性预测综合控制设计,得到了新的发电机组非线性综合控制规律.反馈系统包含了跟踪误差的未来信息,以便改善发电机的跟踪速度和控制效果.仿真结果表明,该方法能很好地协调发电机的动、静态性能,解决了由于电压调节或有功功率调节而引起的有功功率或发电机机端电压对给定值的偏移,改善了发电机的动态响应特性.     

基于Crowbar保护的双馈风力发电机低电压控制策略研究

针对双馈风力发电机在电压大幅骤降时投入Crowbar电路后引起直流侧过电压和动态无功补偿的问题,基于反馈线性化理论,提出了对网侧变频器进行非线性控制策略。通过协调控制STATCOM对电网进行动态无功补偿。仿真表明:网侧非线性控制器在电压骤降过程中能很好地抑制直流侧过电压;通过引入STATCOM补偿装置,很好地满足系统无功需求,证实了所提出控制策略的正确性,提高了系统的低电压穿越能力。     

碳素厂回转窑负压排烟风机变频控制设计

碳素厂回转窑系统排烟风机负压控制的传统方法无法实现平滑调节,故障率高,维修困难,浪费能源,负压调节性能差。为解决此问题,应用变频器对回转窑系统的风机负压调节系统进行改造。实践证明,经过改造后,回转窑系统负压操作性能大幅度提高,风机运行稳定,噪音明显降低,大大延长了使用寿命,故障明显减少,达到了提高系统性能和节能的目的,经济效益和综合效益显著。本文讨论了系统改造方案的设计、调试以及系统投入运行的效果。     

基于分数阶LCL滤波器的风力发电网侧控制研究

为提高并网电能质量,提出采用分数阶PI（PI^λ）控制器来实现网侧控制、采用分数阶LCL（FOLCL）滤波器进行滤波的方案。首先通过理论推导得出FOLCL滤波器能从根本上避免谐振的特性,然后建立网侧逆变系统分数阶数学模型,并推导分数阶双闭环控制结构,最后在网侧引入PI^λ控制器并对其参数进行设计。仿真实验结果表明：FOLCL滤波器可从根本上避免谐振;所设计的FOLCL滤波器效果明显优于传统的整数阶LCL（IOLCL）滤波器;所建全分数阶逆变并网系统各项指标均明显优于传统方案。     

水轮机水门、励磁与电气制动系统非线性综合控制

针对混流式水轮机水门、励磁及电阻制动控制系统非线性时变、非最小相位的特性,建立了动态扩展的综合控制系统微分代数模型,采用微分代数多指标非线性控制方法求取反馈解耦控制律。通过哈特曼-格鲁勃曼定理,适当选择输出函数参数矩阵配置闭环控制系统特征根来使非线性系统渐近稳定,将扰动解耦,从而使系统得到优良控制性能。仿真结果表明该控制模型能很好地协调水轮机系统的动、静态性能,增强其抗强干扰的能力,有效地提高水电站输电系统的静态和暂态稳定性。     

单输入单输出微分代数系统的多指标非线性控制方法

针对含隐函数的单输入单输出微分代数系统,提出多指标非线性控制设计方法,以确保各状态量均具有良好的动、静态性能。借助于哈特曼–格鲁勃曼(Hartman-Grobman)定理推证非线性微分代数系统对应的一次近似系统的特征根与输出函数中参数矩阵(c1,c2)之间的关系,从而揭示了该方法的实质。将该方法应用于非线性微分代数模型的发电机单机无穷大系统中,设计了一个多指标的非线性励磁控制律。仿真表明:该控制律既能增强系统的稳定性,又能提高发电机机端电压控制精度,使各个状态量快速地追踪其给定值。说明该方法能有效地解决微分代数系统的动、静态性能的协调问题。     

水轮机尼科尔斯比例–积分–微分调速器设计

根据闭环系统谐振峰值 Mr 与系统响应最大峰值 Mp之间的关系,构建一个与系统参数及控制器参数都相关的优化问题,通过该问题的求解获得控制器参数与系统参数之间的数学关系.针对线性水轮机模型,设计了基于尼科尔斯曲线的 PID 控制器.系统负荷干扰及参数摄动的仿真结果表明:所设计的 PID 控制器对系统参数摄动及外部有界干扰信号具有很好的鲁棒性能,系统过渡过程性能明显优于传统PID 调节器结果.     

UPFC新型多指标控制设计

针对统一潮流控制器(UPFC)控制系统模型及其控制性能中动、静态品质协调不足的问题,提出一种基于微分代数系统控制理论下的UPFC新型控制系统模型。并结合非线性控制设计中多指标控制设计理念,选取多个目标状态量线性组合为输出函数,运用微分代数系统控制设计方法,设计了统一潮流控制器(UPFC)的新控制策略。最后在单机无穷大系统上对其进行暂态仿真。仿真结果表明,所设计的微分代数控制系统能够很好地解决接入点静态偏移的问题,并有效地控制节点电压和线路的潮流,改善了电力系统的暂态稳定性。     

基于非饱和区波形正弦度的涌流识别算法研究

提出了一种基于波形正弦度的改进算法来识别变压器励磁涌流和故障电流.该方法通过比较动态差流短数据窗波形覆盖面积的大小,来确定短路故障或励磁涌流下变压器的差流非饱和区短窗波形,并计算该短窗差流波形的非正弦度来识别励磁涌流和故障电流.理论分析及仿真实验表明该涌流识别方法在带故障空载合闸及变压器运行中发生故障时,能够正确开放纵差保护;在正常空载合闸时,能可靠闭锁纵差保护.     

多机电力系统中基于目标状态方程的非线性励磁预测控制研究

以系统的状态变量与其参考轨迹之间的偏差为目标状态方程,运用预测．控制理论,对多机电力系统进行非线性励磁控制设计,从而得到了以机端电压、有功功率和角速度为状态变量的非线性励磁预测控制规律．