同步发电机的反馈-前馈迭代学习励磁控制

将一种反馈-前馈迭代学习控制算法引入发电机的励磁控制,设计了一种新型的励磁控制器,以调节发电机的功角和机端电压至稳态运行点的极小领域.该控制器采用迭代学习前馈和PID反馈相结合的控制方法,综合了二者的优点,具有在有限时间内迅速精确跟踪期望轨迹,鲁棒性强的特点.仿真结果表明所设计的控制器比采用单一控制方法设计的控制器具有更强的维持机端电压的能力,能有效提高发电机的功角稳定性.     

同步发电机的双重学习励磁控制

针对以往文献中的迭代学习励磁控制器都是基于单一目标而设计的,存在不能同时完成多个任务的缺陷,提出了双重学习励磁控制方案,以解决同步发电机励磁控制系统的多目标控制问题。该方案将迭代学习的机端电压补偿和角速度补偿结合起来,并分别与两种基于单一目标而设计的迭代学习励磁控制器作了对比研究,仿真结果表明,所设计励磁控制器不仅能很好地解决发电机机端电压的控制精度问题,而且有效地改善了系统的功角稳定性。     

改善机端电压的非线性励磁控制

为了提高发电机励磁控制器的控制效果,提出了一种将基于机端电压偏差的比例积分控制和基于微分几何理论的非线性励磁控制相结合的改善机端电压的非线性励磁控制器设计方法。为验证方法的有效性,用MATLAB进行仿真试验。仿真结果表明,所设计的非线性励磁控制器在小扰动和大扰动情况下不仅能较好地保证发电机角速度、功角的稳定,而且能改善机端电压的精度和稳定度。     

带电压反馈的非线性最优励磁控制器设计

传统非线性控制器对系统暂态时的角频率和功角的稳定具有显著效果,但对机端电压的控制却并不理想。为解决这一问题,将状态反馈精确线性化理论和最优控制理论相结合设计了一种非线性最优励磁控制器,并在控制中引入电压反馈,即将具有良好机端电压控制效果的基于电压偏差的PID控制和非线性最优控制相结合设计了一种新型励磁控制器。通过使用Matlab对算例进行仿真,验证了该控制器在小扰动和大扰动情况下不仅能够保证角频率、功角的稳定,还能很好地稳定机端电压,明显改善了传统控制器在机端电压控制方面的缺陷。     

带电压反馈的非线性最优励磁控制器设计

传统非线性控制器对系统暂态时的角频率和功角的稳定具有显著效果,但对机端电压的控制却并不理想.为解决这一问题,将状态反馈精确线性化理论和最优控制理论相结合设计了一种非线性最优励磁控制器,并在控制中引入电压反馈,即将具有良好机端电压控制效果的基于电压偏差的PID控制和非线性最优控制相结合设计了一种新型励磁控制器.通过使用Matlab对算例进行仿真,验证了该控制器在小扰动和大扰动情况下不仅能够保证角频率、功角的稳定,还能很好地稳定机端电压,明显改善了传统控制器在机端电压控制方面的缺陷.     

一种基于MAC的非线性预测励磁控制器的设计

提出了一种新的非线性系统控制设计方法。通过运用预测控制理论中的模型算法控制(MAC)的设计原理,同时引入机端电压偏差积分项,针对单机无穷大系统进行非线性预测控制设计,得到了一种基于模型算法控制的非线性预测励磁控制器。仿真结果表明:这种设计方法不仅能够有效解决由于原动机阶跃输入扰动带来的发电机机端电压偏差问题,而且改善了功角稳定性和发电机机端电压的动态特性。     

一种基于MAC的非线性预测励磁控制器的设计

提出了一种新的非线性系统控制设计方法.通过运用预测控制理论中的模型算法控制(MAC)的设计原理,同时引入机端电压偏差积分项,针对单机无穷大系统进行非线性预测控制设计,得到了一种基于模型算法控制的非线性预测励磁控制器.仿真结果表明:这种设计方法不仅能够有效解决由于原动机阶跃输入扰动带来的发电机机端电压偏差问题,而且改善了功角稳定性和发电机机端电压的动态特性.     

同步发电机非线性协同励磁控制器设计

针对同步发电机的非线性和运行状态的多变性,为提高其机端电压的可调性同时保证系统的稳定性,基于协同控制理论设计了一种同步发电机非线性励磁控制器。在同步发电机数学模型的基础上以转子角速度、有功功率和机端电压偏差的线性组合构成流形,得到了非线性协同励磁控制器的控制律。基于DSP设计了一种同步发电机励磁控制系统,详细介绍了系统的硬件结构和软件设计方法。以4机2区域系统为例进行了仿真实验。仿真结果表明:所述非线性协同励磁控制器不但可以维持机端电压恒定,而且可保证功角稳定,具有较强的鲁棒性,有助于提高电力系统的稳定性。该控制器能够兼顾机端电压调节和稳定控制,在很大程度上提高了系统励磁控制器性能。     

多目标励磁控制的神经网络逆系统方法

根据逆系统理论分别分析了以机端电压和功角为被控量的励磁系统的可逆性，并采用不同的神经网络逆系统结构实现了对单目标量的励磁控制，针对单目标励磁控制不能够同时改善功角稳定性和机端电压稳定性的不足，在以机端电压为被控量的神经网络逆系统结构中引入功角偏差反馈信号，设计了多目标神经网络励磁控制器，研究结果表明，应用该系统能够实现多目标励磁控制，综合性能优于目标的神经网络逆系统控制方法和常规PSS控制方法。     

基于预测函数与线性多变量反馈控制的同步发电机励磁控制

基于预测函数设计了励磁控制器对发电机端电压进行控制。同时设计一种以发电机功角偏差、角速度偏差以及有功功率偏差的线性组合作为控制目标的线性多变量励磁控制器。将2种励磁控制器进行结合,以实现预测函数和线性多变量并行励磁控制,在有效提高电力系统稳定性的前提下还能解决发电机端电压的稳定问题。最后通过MATLAB／Simulink仿真证明了改进后的励磁控制器的有效性。     

一种新型变结构励磁控制器的设计

提出了综合考虑电力系统功角稳定和发电机端电压动态特性的变结构励磁控制规律的设计方 法，这种方法能同时改善系统的功角稳定和发电机端电压的动态特性。控制规律对系统工作 点的变化具有鲁棒性。计算机仿真结果表明：所设计的变结构励磁控制器能有效地改善电力 系统的动态响应。     

基于线性最优控制和积分控制的励磁控制器设计

为了进一步改善传统线性最优励磁控制中的动态性能和调节精度,基于同步发电机的派克模型推导出了供设计线性最优励磁控制规律用的单机无穷大系统的线性化状态空间方程。以该方程为基础,设计了一种同时以机端电压、有功功率、无功功率、角速度、功角作为反馈量的线性最优励磁控制器,将发电机功角、无功功率这两个与稳定性和品质密切相关的重要参量引入控制规律。同时,为了提高机端电压的调节精度,基于稳态调整与动态调节区分开来的思想,将积分调节引入励磁控制规律。通过Matlab进行算例仿真,结果表明所设计的励磁控制规律与传统规律相比,能够有效地提高电力系统在大、小扰动下的稳定性,同时在电压调节精度方面亦有所改善。     

采用输出反馈方式的电力系统非线性励磁控制

现有的电力系统非线性励磁控制器多基于状态反馈设计,需要测量同步发电机的转子角和部分变量的微分,并且控制器以发电机相对转子角驱至参考值为控制目标,在系统的网络参数或运行方式变化时无法维持机端电压恒定。采用输出反馈的方式提出一种新的非线性励磁控制器设计方法。分别针对单机无穷大系统及多机系统,对系统的非线性数学模型提出了新的变换方法,将其转换为以机端电压偏差、角速度偏差和有功功率偏差为状态变量的不确定线性系统,进而应用一种基于线性矩阵不等式（linear matrix inequality,LMI）的鲁棒控制理论设计出控制器。该控制器不需要测量发电机转子角及任何变量的微分,不依赖于电力系统某个特定运行点,能适应系统网络参数与运行方式变化,较好地抑制扰动并实现机端电压调节功能。仿真结果验证了所得结论。     

基于迭代学习控制理论的励磁控制研究

将迭代学习控制推广应用到具有强非线性的电力系统中,针对单机-无穷大系统的三阶微分动态方程,对混合型迭代学习控制律的收敛性进行了分析,并首次将其用于同步发电机的励磁控制,通过迭代学习改善励磁控制器的性能,具有结构简单,收敛速度快,鲁棒性强的特点,改善了机端电压的品质。采用Matlab/Simulink仿真软件在单机-无穷大系统中进行了暂态稳定的仿真研究,结果表明该励磁控制方式鲁棒性强,收敛速度快,有利于提高电力系统的暂态稳定性。     

基于迭代学习控制理论的励磁控制研究

将迭代学习控制推广应用到具有强非线性的电力系统中,针对单机-无穷大系统的三阶微分动态方程,对混合型迭代学习控制律的收敛性进行了分析,并首次将其用于同步发电机的励磁控制,通过迭代学习改善励磁控制器的性能,具有结构简单,收敛速度快,鲁棒性强的特点,改善了机端电压的品质.采用Matlab/Simulink仿真软件在单机-无穷大系统中进行了暂态稳定的仿真研究,结果表明该励磁控制方式鲁棒性强,收敛速度快,有利于提高电力系统的暂态稳定性.     

同步发电机的串级非线性PID励磁控制

将一种非线性PID控制方法和串级控制思想引入发电机的励磁控制。跟踪—微分器和 基于非线性度α变换组成的非线性PID控制,改善了常规PID控制器受一点线性化影响产 生的稳定范围局限性。串级控制有效地实现了功角稳定和机端电压稳定的统一。通过对单机 无穷大系统的数值仿真表明,该励磁控制方式鲁棒性强,控制品质好,有利于提高系统的暂 态稳定性。     

基于目标状态方程的非线性预测励磁控制器的设计

提出了一种新的非线性系统控制设计方法：定义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,并以此状态方程为基础,运用预测控制理论,针对单机无穷大系统进行非线性预测控制设计,得到了一种以机端电压、有功功率和角速度为反馈变量的非线性预测励磁控制规律.该控制规律包含了跟踪误差的未来信息,以便提高跟踪速度和改善控制效果.仿真结果表明：该方法不仅能有效地解决发电机机端电压静态偏移问题,而且能很好地镇定发电机的机械振荡,比以功角偏差为输出函数和以机端电压偏差为输出函数的非线性微分几何控制法更有效、更易于实现.     

同步发电机的非线性鲁棒电压控制

提出了一种同步发电机非线性鲁棒电压控制器设计方法,解决了目前多数非线性励磁控制方法依赖于系统的特定运行点并且难以考虑电压调节精度的局限。针对发电机经变压器接入电力系统的数学模型,将其转换为以机端电压偏差、角速度偏差和有功功率偏差为状态变量的不确定线性系统,进而采用基于LMI的鲁棒控制理论设计出非线性电压控制器。与现有的非线性励磁控制器相比,所提出的电压控制器不依赖于系统的特定运行点,能适应网络参数与运行方式变化,实现机端电压调节功能。控制器对模型干扰有强鲁棒性,无须针对单机无穷大系统和多机电力系统分别设计。此外,控制器无须测量发电机转子角及任何变量的微分与积分。利用PSCAD/EMTDC对某单机无穷大系统及WSCC四机系统分别测试,仿真结果验证了控制器的良好性能。     

基于Adams多步法预测的励磁控制器的设计

本文介绍了一种新的励磁非线性控制器设计方法,该方法使用预测控制理论以单机无穷大系统励磁控制为对象,以功角、角速度和有功功率作为变量,以发电机转子角速度为输出函数,用Adams四阶预测法展开输出函数,幵迚行在线滚动优化,最后得到了预测励磁控制规律。仿真结果表明,该方法与泰勒级数方法比较,既能改善发电机的机械稳定性,又能改善发电机端电压的动态特性,具有较高的控制品质。     

综合智能型电力系统稳定器的研究

提出了一种综合智能化的控制系统设计思想,并将其应用在发电机的励磁控制上,所设计的综合智能型电力系统器兼顾对发电机端电压动态调节特性和功角稳定的要求,具有良好的顺采用模糊神经元网络的结构形式,而遗传算法和再励学习与设计过程的有机结合使控制器具有更高的智能化水平,较好的控制效果和简便合理的设计过程,在理论和实践两方面都具有应用潜力。