基于ERGA和混合H_2/H_∞方法的交直流并联系统分散控制

提出一种基于有效相对增益阵列和混合H_2/H_∞方法的交直流并联系统分散控制方法。该方法首先根据有效相对增益阵列(ERGA)指标和总体最小二乘-旋转不变技术确定附加阻尼控制器安装地点和反馈信号配对方案,再基于混合H_2/H_∞控制理论设计分散控制器,抑制交直流并联输电系统中存在的区域间和区域内低频振荡。有效相对增益阵列指标考虑了传递函数矩阵的动态和静态过程,混合H_2/H_∞控制理论可计及控制代价和系统的不确定性。EMTDC/PSCAD实例仿真证明了控制器的有效性。     

高压直流输电系统的H2/H∞附加控制器设计

基于直接反馈线性化和H2／H∞控制理论,研究交直流联合输电系统中高压直流输电（HVDC）系统的附加控制器设计,时含有交直流联络线路的两区域系统建立了鲁棒控制模型,采用线性矩阵不等式（LMI）方法,利用MATLAB软件的LMI工具箱得出H2／H∞控制律。仿真表明这种控制方法兼有鲁棒性能和最优性能,提高了交流输电系统的稳定性。     

交直流混合输电系统的无功优化

提出了交直流混合系统的无功优化模型,优化控制变量不仅包含传统的交流部分的发电机无功输出、补偿电容器容量、变压器分接头,而且还引入直流部分换流器的控制电压、控制电流、控制功率以及换流变压器变比.模型运用PSO算法进行优化求解.引用IEEE中9节点算例表明该模型是正确的,该算法是收敛、有效的.     

交直流混合输电系统的无功优化

提出了交直流混合系统的无功优化模型,优化控制变量不仅包含传统的交流部分的发电机无功输出、补偿电容器容量、变压器分接头,而且还引入直流部分换流器的控制电压、控制电流、控制功率以及换流变压器变比。模型运用PSO算法进行优化求解。引用IEEE中9节点算例表明该模型是正确的,该算法是收敛、有效的。     

基于H ∞混合灵敏度的交直流混合微网频率控制

微网中高比例风力、光伏发电的输出功率具有随机性、波动性,同时负荷功率具有随机时变性,这些特性易引起微网中频率波动。微网运行方式的改变,将导致网络等值参数和运行参数的变化。针对交直流混合微网中频率波动及控制对象参数摄动的问题,提出了一种基于H_∞混合灵敏度的交直流混合微网频率控制方法,控制交流区域频率并使之保持稳定。通过将实际控制问题转换为混合灵敏度问题,构建S/R/T函数,设计了频率鲁棒控制器,增强了频率对参数摄动的鲁棒性。通过将鲁棒控制问题转换为用Riccati方程表示,利用线性矩阵不等式方法求解该方程得到H_∞频率控制器。最后,通过MATLAB/Simulink仿真平台,验证了所设计频率控制方法的正确性和可行性。     

基于灵敏度的呼辽交直流混合输电系统电压稳定性分析

结合呼辽直流输电系统,基于灵敏度分析方法研究了该系统的电压静态稳定性问题。首先,推导了交直流混合输电系统的灵敏度计算方法,在此基础上分别计算交流输电系统几个重要节点电压幅值对直流通道和交流通道输送的有功和消耗的无功的灵敏度矩阵,直流系统不同控制方式对直流系统输送的有功和消耗的无功的灵敏度矩阵以及不同控制方式下几个重要节点的电压灵敏度。结合上述电压静态稳定的灵敏度指标,研究了呼辽交直流混合输电系统的运行控制方式和提高电压稳定性的措施,为呼辽交直流混合输电系统的安全、稳定运行提供技术参考。     

具有区域极点配置的水轮机调速系统的H2/H∞混合控制

对水轮机调速系统采用具有区域极点配置的H_2/H_∞混合控制进行研究,以实例说明应用线性矩阵不等式(LMI)进行设计的方法。仿真及分析表明,所设计的控制器不仅具有良好的动态品质,并且能抑制振荡,提高电力系统的暂态稳定性。     

基于H∞滤波器和迭代算法的HVDC系统故障诊断

介绍了一种可有效检测而且能估计出高压直流输电(HVDC)系统中故障的方法.首先根据HVDC系统模型,构建故障观测器,形成广义残差模型.然后通过线性矩阵不等式(LMI)的方法,将HVDC故障检测问题转化为鲁棒稳定性分析问题,并给出了解存在的LMI条件和求法.为有效地对检测出的故障进行分类,建立了一种基于迭代学习算法的新型故障诊断滤波器,可估计出HVDC系统中发生的故障,从而达到对其进行分类的目的.仿真结果验证了文中所提出的算法能有效检测出发生的故障,且对不同的故障能正确地分类.     

基于GA、PSO结合算法的交直流系统无功优化

提出了交直流混合输电系统的无功优化模型,求得考虑到电压指标、有功网损等因素的综合效益最佳方案。优化控制变量不仅包含交流部分的发电机无功输出、补偿电容器容量、变压器分接头,还引入直流部分换流器的控制电压、控制电流、控制功率,以及换流变压器变比。根据遗传算法(GA)收敛效果好以及粒子群算法(PSO)收敛速度快的特点,将两者结合对模型优化求解。计算结果表明:该模型是正确的,算法是收敛、有效的。     

基于遗传算法的超导磁储能装置H2/H∞鲁棒控制器设计

提出了应用GA(遗传算法)设计H₂/H_∞鲁棒控制器的一般方法。使得在满足闭环系统的H_∞范数小于指定的工程要求的条件下误差信号的H₂范数最小。该问题可归结为一个带约束条件的极小值优化问题，并通过一种改进的遗传算法加以解决。该设计方法能对具有任意控制器结构的控制系统进行参数优化。与传统的鲁棒控制器设计方法相比，所提出的方法不仅可以提高控制器的鲁棒性，还具有易于进行参数优化的优点。将所提出的方法应用于超导磁储能装置（SMES）PI型鲁棒控制器的设计，时域仿真结果表明所设计的控制器具有很好的鲁棒性，在不同的运行工况下均能有效阻尼电力系统的振荡。此外，控制器还具有结构简单、易于工程实现的优点。     

基于PCHD模型的VSC-HVDC系统的L2增益控制

基于轻型高压直流输电系统的端口受控哈密顿系统(PCHD)模型,提出了一种针对基于电压源换流器的轻型高压直流(VSC-HVDC)输电系统的L2增益控制新方法。首先根据VSC-HVDC的不同控制方式,确定相应的dq坐标下的电流参考值。在此基础上,根据控制目标和能量平衡的关系设计误差系统的能量存储函数,通过L2增益控制的方法设计控制器,实现对参考电流的渐近追踪和对外界干扰的抑制。仿真结果验证了所提出的控制策略的正确性和有效性。     

基于PRONY辨识的交直流并联输电系统直流阻尼控制的研究

发展了一种用Prony算法辨识互联电力系统等线性模型的方法，将其用于天广交直流并联输电系统低频功率振荡的研究，并设计出用于抑制区域功率振荡的直流阻尼控制，仿真结果证明了该方法用于电力系统模式分析的有效性及所设计的直流阻尼控制的有效性和鲁棒性。     

基于H∞鲁棒控制理论的高压直流输电系统附加次同步振荡阻尼控制设计

对含串联电容补偿的交直流并联输电系统,通过在整流站附加相应的控制信号可以削弱次同步振荡,以往在设计高压直流输电系统附加次同步振荡阻尼控制器时忽略了逆变侧对次同步振荡特性的影响。实际分析表明,逆变侧交流母线的强弱以及逆变站不同的控制方式对次同步振荡阻尼特性有显著影响。作者运用H∞鲁棒控制理论设计了高压直流输电系统次同步振荡阻尼控制器,把逆变侧交流短路阻抗变化、逆变站控制方式的改变以及系统运行条件变化所引起的系统模型幅频特性差异看作系统模型的不确定性,并把在可行变化范围内对应的不确定界用相对简单的频域函数描述,把设计次同步振荡阻尼控制器归结为求解H∞鲁棒控制理论的混合灵敏度问题。特征根分析与时域仿真计算表明所设计的阻尼控制器能在较大的运行条件变化范围内可有效地抑制次同步振荡。     

基于混合H2/H∞控制理论的交直流并联系统机网阻尼协调控制

针对交直流并联运行系统阻尼不足、存在区域间低频振荡的问题,文中提出一种基于混合H_2/H_∞控制理论的交直流并联系统的机网阻尼协调控制策略。首先采用最小二乘-旋转不变算法辨识出系统振荡模式和开环降阶模型,结合混合H_2/H_∞控制理论,在高压直流输电和发电机中设计了附加鲁棒阻尼控制器,该控制器采用线性矩阵不等式的求解方法和输出反馈构造,求解容易,控制器构造简单,具有较强的鲁棒性。最后在PSCAD/EMTDC中搭建四机两区域测试系统,并与传统附加阻尼控制器对比,仿真结果验证了机网阻尼协调控制的有效性、鲁棒性。     

复杂交直流系统的双时标混合协调仿真

现代复杂交直流电网的发展对电力系统的建模技术提出了更高的要求,模型应表现出大规模系统的动态特性,又可对系统的重要元件进行精确分析。为此,文中提出了用于交直流系统的双时标混合协调仿真算法。综合机电暂态和电磁暂态分析方法的优点,在空间上针对复杂交直流系统分析的特点对系统模型进行合理分割,子系统之间采用双向反馈数据接口。利用多速计算、虚拟支路等技术,应用于通用的仿真软件平台上。文中采用双时标混合协调仿真法对南方电网的实际工程数据进行了分析和计算,仿真中可以体现大系统内的晶闸管等非线性元件的特性。试验结果表明了该仿真手段的可行性和有效性。     

具有区域极点配置的电力系统稳定器的H2/H∞混合控制

对具有区域极点配置的电力系统稳定器的H2/H∞混合控制进行了研究.利用MATLAB/LMI工具箱,以实例说明应用线性矩阵不等式进行设计的方法.仿真及分析表明,所设计的控制器不仅具有良好的动态品质,并且能抑制振荡,提高电力系统的暂态稳定.     

差分进化改进微电网负荷频率混合H2/H∞ 鲁棒控制

针对外部扰动及系统参数摄动引起微电网负荷频率波动问题,设计了混合H_2/H_∞鲁棒控制器对系统负荷频率进行控制。建立了包含电池的柴油发电机组二次频率控制模型,引入低通滤波器,使电池对系统高频扰动信号具有较好的抑制能力。以误差平方的积分最小作为系统的目标函数,在综合H_2范数表征的系统性能和H_∞范数表征的鲁棒性能下,设计具有多目标约束条件的混合H_2/H_∞鲁棒控制器。采用差分进化算法对控制器加权函数参数进行寻优,使控制器在满足约束条件下达到最优。仿真实验结果表明所提出方法在满足系统鲁棒性能的基础上,同时具备较好的控制输出,保证微电网频率在外部功率扰动和系统参数摄动情况下具有较好的动态性能。     

励磁系统的H_2/H_∞保性能控制器

基于H2/H∞保性能控制理论和直接反馈线性化研究了单机-无穷大电力系统的励磁控制器设计。建立了含不确定因素的数学模型,采用解线性矩阵不等式(LM I)方法,利用MATLAB/LM I工具箱得出发电机励磁的H2/H∞保性能控制律。分析表明这种控制方法兼有鲁棒性能和最优性能,使H∞控制具有较小的保守性,提高了电力系统的稳定性,并能满足电压精度的要求。     

基于混合换流器的多端交直流系统潮流计算

基于电网换相换流器(LCC)和基于电压源换流器(VSC)在稳态模型和工作原理上有本质的不同,当这2种换流器混合运用于同一个多端直流输电系统,系统的稳态数学模型和潮流计算方法也发生了相应的变化。首先描述了该混合多端交直流系统的稳态模型,然后在综合考虑2种换流器工作原理的基础上,导出了该混合系统的潮流计算数学模型。为实现系统的功率平衡和保证各换流器有一定的裕度配合运行,分析了混合系统控制方式的配置原则,利用牛顿法得到了一种适用于该系统的交替求解算法,并给出了算法的具体实现步骤。最后,分别通过两端和多端的混合直流输电系统算例验证了该算法的准确性和有效性。     

励磁系统的H2/H∞保性能控制器

基于H2/H∞保性能控制理论和直接反馈线性化研究了单机-无穷大电力系统的励磁控制器设计.建立了含不确定因素的数学模型,采用解线性矩阵不等式(LMI)方法,利用MATLAB/LMI工具箱得出发电机励磁的H2/H∞保性能控制律.分析表明这种控制方法兼有鲁棒性能和最优性能,使H∞控制具有较小的保守性,提高了电力系统的稳定性,并能满足电压精度的要求.