加速功率型电力系统稳定器整定方法研究

为了给加速功率型电力系统稳定器(PSS2A)现场试验提供参考整定值,减少反复试验对发电机及电力系统的影响,使励磁控制器在低频振荡下具有较好的鲁棒性,提出一种基于加速功率信号拟合的在线整定的方法。运用TLS-ESPRIT算法对PSS2A加速功率信号进行拟合得到系统的相频特性,根据留数法算出PSS2A超前环节需要补偿角度的整定参数。利用该方法对南方电网某水电厂机组实测数据进行建模仿真,与现场采用频谱仪测量计算得到的整定值进行仿真比较分析。数值仿真及实例分析表明该方法得到的整定参数具有较好的参考价值,可给现场调试带来方便。     

VMD算法效果及特性分析

本文针对电力系统的量测信号,讨论不同频带距离、不同相位及信号衰减系数对VMD算法的影响。通过VMD分解法对非密频强衰减与密频强衰减信号进行预处理,观察预处理得到信号模态混叠程度及端点效应的程度,得出影响VMD分解法效果的主要非噪声因素为信号各分量频带的重叠程度。测试表明VMD算法更适用于对频带重叠程度低的信号进行预处理。     

基于模糊协调控制策略的同步发电机励磁系统研究

安全稳定是电力系统运行的基本条件,提高励磁系统的控制性能,对同步发电机和电力系统的安全稳定运行都有着重要意义。利用PID良好的电压调节特性,并结合线性最优励磁控制器（LOEC）良好的动态和阻尼特性,建立了PID+LOEC模糊协调励磁控制器。根据系统状态的变化,模糊控制器可以通过加权系数协调控制PID和LOEC的输出,从而提高对系统状态变化的自适应能力。通过在Simulink中建立系统仿真模型,把基于模糊控制器的PID+LOEC协调控制分别和PID、LOEC做了比较,结果显示,基于模糊控制的协调控制策略,具     

输出函数在多输入多输出非线性控制系统设计中的重要作用

针对多输入多输出系统研究了输出函数在非线性控制设计中的作用,指出输出函数在非线性控制设计中的一个重要功能是对闭环系统进行极点配置,并提出了一个对非线性控制系统具有一定普适性的输出函数形式。讨论了通过将输出函数选取为多状态量的线性组合形式来实现对系统闭环极点进行配置的方法。在多输入多输出系统中,针对凝汽式汽轮发电机给出应用实例。举例中讨论了通过将输出函数选取为发电机端电压Uf、转子角速度ω、转子角加速度ω、输出有功Pe等状态量的线性组合来设计出具有多性能指标的非线性控制律,以改善系统的动、静态性能。仿真结果表明所提出的控制律不仅能明显地提高发电机的动态稳定性,而且能准确地将发电机的端电压Uf和输出有功Pe控制在其给定值上运行,不会因受扰而发生偏移。这表明所提出的控制律能很好地协调系统的动、静态性能。     

基于微分代数系统的STATCOM与发电机励磁的多指标非线性协调控制(英文)

从静止同步补偿器(static synchronous compensator,STATCOM)的内部结构入手,选用STATCOM的脉冲控制角??和STATCOM超前系统电压角???为控制量,提出一种新型的STATCOM控制模型,可有效克服以往STATCOM模型需假设强约束条件的缺点。基于微分代数系统,结合多指标非线性控制(multi-index nonlinear control,MNC)设计理念,完成STATCOM与凸极式发电机励磁的协调控制策略的设计,并通过单机无穷大系统对其进行暂态仿真。仿真结果同线性最优控制法进行对比,表明本文所设计的6阶协调控制模型是合理而有效的;利用MNC法设计的协调控制策略能有效提升系统的动、静态性能。     

非线性励磁控制中输出函数对系统性能的影响

发现在进行非线性系统的非线性控制设计时，状态方程中输出函数的选取对线性化以后系统状态方程的形式有很大的影响，进而影响到所设计的控制器性能。在此研究结果的基础上，改进了电力系统非线性控制器的设计方法，可以在统一的非线性控制设计框架下同时对多个状态量的性能指标提出要求，兼顾受控系统多个状态量的响应特性，使系统的动态性能和静态性能能够很好地协调，实现高性能的非线性控制。将改进的设计方法应用于发电机组的励磁控制，采用逆系统非线性控制原理设计了一种具有综合性能指标的非线性励磁控制规律。将所设计的多指标非线性励磁控制律用于单机无穷大电力系统的同步发电机组中进行仿真实验，其结果表明所提出的控制器不仅能明显地提高发电机的动态稳定性，而且能准确地将发电机的端电压控制在其给定值上运行，不会因受扰而发生偏移。     

不平衡工况下四桥臂VSG控制策略研究*

针对微网中虚拟同步发电机的不平衡运行工况,以四桥臂逆变器构成三相四线制微网结构,采用QPIR电压控制器有效避免了对输出电压的正负零序分离.考虑到微网多处于配电网侧,输电线路阻抗通常呈阻感性,存在功率耦合和母线电压不平衡度升高的问题,基于DCCF和SOGI提出了构造分序负阻抗特性的虚拟定子阻抗,实现了不平衡工况下有功、无功的解耦并有效降低了微网母线电压的不平衡度.     

直驱永磁风电机组轴系扭振的非线性控制

从抑制轴系扭振的角度,以直驱永磁同步风力发电机组为对象,建立了包括风力机、传动系统、发电机和电网的数学模型,提出了协调控制的非线性控制策略,有效处理风电系统受到扰动时永磁风机轴系扭振的问题。将设计的非线性控制方法与线性最优控制方法做仿真对比,结果表明当系统受到短路扰动,功率变化扰动和端电压扰动时,非线性控制方法能更好地抑制风力机和发电机之间功角位移偏差的振荡,减少轴系扭振事故的发生,提高系统稳定运行的能力。     

一种具有储能功能的新型电气制动装置研究

基于超级电容储能原理,具有储能功能的水轮机组电气制动装置,即超级电容储能制动装置(Super Capacitor energy storage Brake Device,SCBD),SCBD可以在发电机故障情况下甩负荷时用于调节发电机转子动能量,以提高机组暂态运行的稳定性,还可在发电机正常停机过程中用于制动发电机转子,辅助水轮机组快速停机。为了验证SCBD在水轮机组暂态运行中所起的作用,采用微分代数多指标非线性控制(Differential Algebraic Multi-index Nonlinear Control,DAMNC)方法对水轮机励磁系统与SCBD进行非线性协调控制设计。仿真结果表明:SCBD具有良好的电气制动效果,明显提高了系统暂态稳定性,动态、静态性能均能得到很好协调。     

输出函数在单输入单输出非线性控制系统设计中的重要作用

深入研究了输出函数在非线性控制设计中的作用，指出输出函数在非线性控制设计中的一个重要功能是对闭环系统进行极点配置。并提出了一个对非线性控制系统具有一定普适性的输出函数形式。讨论了如何选择和确定该输出函数以及如何通过该输出函数来实现对系统闭环极点进行配置的方法。文中主要针对单输入单输出系统进行讨论，并以发电机励磁控制系统为例，给出应用实例。仿真结果表明按文中提出的观点选择输出函数，所设计的控制律能很好地协调发电机励磁控制系统各状态量的动、静态性能，不仅提高了发电机的动态稳定性，而且能准确地将发电机的端电压Uf控制在其给定值上运行，不会因受扰而发生静态偏移。