互联电力系统分散负荷—频率控制

本文提出了一个数值方法来解决由互联区域组成的电力系统负荷－频率控制问题，分析了控制律的两种结构，分解反馈控制和输出反馈控制。此方法在于经典黎卡提（Riccati)方程的特性：闭环渐近稳定性和次最优度，文中给出了将此方法应用于两互联区域电力系统的示例，并对闭环系统的性能做了分析。     

互联电力系统负荷频率分散变换控制

本文研究了一种适于离散系统的新型次最优控制方法——变换控制法．它比其他次最优控制及最优控制有更鲜明的特点及优越性,特别适于互联电力系统负荷频率分散控制的设计．     

基于滑模控制的含风储多域电力系统负荷频率控制

建立含风储多域互联电力系统负荷频率控制(LFC)模型,同时考虑系统参数不确定性、储能系统和传统机组控制信道延时问题.为提高系统鲁棒性,降低储能系统的容量配置,针对含风储的LFC模型,设计滑模负荷频率控制器,并提出滑模负荷频率控制器和储能协调的控制策略.算例分析表明,所提出的协调控制策略在新能源大规模渗透和系统负荷波动情况下能够有效减小系统频率偏差和区域控制偏差,同时降低储能系统的配置容量,提高电力系统安全稳定运行的经济性.     

改进多区域互联电力系统负荷频率滑模控制

提出了一种基于辅助反馈多区域互联电力系统负荷频率改进的PI切换面滑模控制器的设计方法,实现对多区域互联电力系统负荷频率的优化控制.该方法对滑模控制算法中的比例积分切换面进行改进,得到新的控制规律,从而能够在多区域互联电力系统存在区域负荷干扰和参数变化的情况下,实现负荷频率在规定范围内最小化波动.以两区域电力系统参数为模...     

基于事件触发的互联电力系统分布式负荷频率预测控制

针对具有约束和扰动的多区域互联电力系统负荷频率控制(load frequency control, LFC)问题,本文提出了一种事件触发分布式模型预测控制(event-triggered distributed model predictive control,ET-DMPC)策略.将大规模互联电力系统分解成多个动态耦合的子系统,考虑发电机变化率约束(generation rate constraint, GRC)和调速器阀门位置限制,建立分布式预测控制优化问题.为了降低系统计算负担,减少计算资源的消耗和浪费,基于预测值和系统实际状态的误差构造事件触发条件.在事件触发机制下,只有子系统满足相应的事件触发条件时,控制器才传输状态信息和求解优化问题,并与邻域子系统交互最优解作用下的关联信息.仿真结果表明,本文提出的控制策略在负荷扰动和系统参数不确定的情况下具有良好的鲁棒性,同时极大地降低了系统的计算负担.     

多区域互联电力系统的自适应滑模负载频率控制(英文)

本文研究了一类计及电动汽车的电力系统中的负荷频率控制问题, 首先, 将电动汽车模型与传统的负载频率控制模型相结合,在未知扰动波动范围的条件下设计了自适应滑模控制律. 其次, 分别考虑了电网调频中的匹配扰动和不匹配扰动问题, 并利用李亚普诺夫稳定性理论导出了匹配和不匹配条件下的系统稳定的充分条件. 最后, 两个区域电力系统的仿真结果表明, 电动汽车作为电源和负载都可以提高电网的频率稳定性, 所设计的控制器可以有效地调节电网的频率波动.     

基于滑模控制的多区域V2G系统的负荷频率控制

新能源背景下,电动汽车(EV)作为可调度的储能装置能够辅助参与电力系统的负荷频率控制。以含风电及电动汽车的多区域互联电力系统作为对象,对多系统的负荷频率控制问题展开研究。首先,针对风电与电动汽车并网(V2G)引起的系统状态难以准确监测的问题,设计状态观测器对系统状态进行估计;然后,设计了基于观测器的积分滑模控制器,并利用线性矩阵不等式求解控制器参数;最后,以两个区域的电力系统为例进行仿真实验,仿真结果表明所设计的控制器能够有效克服负荷需求扰动对系统造成的影响,验证了电动汽车参与辅助调频的有效性。     

基于滑模控制的单域电力系统负荷频率控制

针对一类包含非匹配参数不确定和负荷干扰的电力系统,提出一种负荷频率滑模控制器的设计方法.所设计的积分型切换面有效地改善了系统到达阶段的动态性能,提高了系统的鲁棒性;基于趋近律方法设计了滑模控制器,以保证系统运动轨线在有限时间内到达滑动模态;给出了单区域电力系统仿真模型,分别考虑了不同参数不确定条件下的仿真问题.仿真结果表明了所设计的控制器的有效性和鲁棒性.     

风电介入下的多区域互联电力系统分布式经济模型预测负荷频率控制

针对风电介入下的多区域互联电力系统,提出一种分布式经济模型预测负荷频率控制策略.通过将大规模互联电力系统分解成若干个动态耦合的子系统,这些子系统能够利用网络交流并共享信息,使得各区域的控制器实现各自优化问题的求解.同时,在满足状态约束和控制输入约束的前提下,遵循传统火力发电优先、风力发电配合的原则,通过在线求解优化问题,实现风电介入下的多区域互联电力系统的负荷频率控制.为了提高系统整体运行经济性,所提出的分布式经济模型预测控制器将负荷调频成本、燃料消耗成本以及风力发电成本等经济性指标考虑在内.仿真结果表明,在阶跃负荷扰动下,所设计的控制器不仅可以满足调频要求,在降低计算负担和提高经济性能方面也具有一定优势.     

风能转换系统执行器故障重构与容错控制

针对风能转换系统中执行器故障,论文提出了一种新型的主动容错控制策略.设计滑模故障观测器,实时动态采集执行器故障前后数据信息,对执行器故障进行重构,达到故障诊断的目的.通过补偿控制,保证了滑模控制器对风能转换系统的可靠控制输入,以达到对执行器故障主动容错的功能.仿真结果表明,滑模故障观测器模块能够实时精确地重构风能转换系统执行器故障,主动补偿容错控制器在不影响风能转换系统动态性能的情况下,仍能实现系统的最大风能的捕获.     

基于观测器的高速列车半主动悬架滑模容错控制

高速列车长期处于高强度、强干扰、长距离的运行环境中,悬架系统出现执行器故障等情况都会影响列车运行过程中的安全。针对此问题,提出了一种基于滑模观测器的滑模容错控制方法。首先,构建了含有执行器故障的高速列车横向动力学模型,设计了滑模观测器,对执行器未知故障值进行实时估计;然后,将故障估计值输入滑模控制器,设计了滑模变结构容错控制器,计算得出列车姿态平稳所需的等效输出阻尼力,以实现包含执行器故障的半主动悬架系统容错控制,并且结合Lyapunov稳定性理论对滑模容错控制器的稳定性进行了分析;最后,通过实验验证了所设计的滑模观测器能够使各变量观测值在0.3 s左右跟踪上实际值,跟踪精度达到90%左右,并且同样验证了所设计的滑模控制器相较于传统PID控制器在悬架发生执行器故障的情况下有更好的鲁棒性。     

基于滑模观测器和广义观测器的故障估计方法

针对受未知干扰影响的一类非线性系统,提出一种基于滑模观测器和广义观测器的执行器故障和传感器故障估计方法.首先通过线性变换将原系统解耦为两个降阶的子系统,其中一个子系统受执行器故障和干扰的影响,另一个含有传感器故障和干扰,进一步将后一个子系统转化为广义系统.对两类子系统分别设计滑模观测器和广义观测器,给出估计误差一致最终有界的条件,得到系统状态和未知干扰的估计值.然后,利用等效输出控制原理重构执行器故障,引入干扰补偿保证重构算法的鲁棒性,再根据广义观测器的结果获得传感器故障的估计值.最后,通过计算机仿真验证了本文方法的有效性.     

一类非线性系统的故障重构与容错控制

针对一类满足Lipschitz条件的仿射非线性系统,提出一种执行器故障重构与容错控制方法。通过非奇异变化矩阵对系统进行降阶,设计出滑模故障重构观测器,优化滑模策略,使滑模故障重构观测器渐进估计系统的状态,并给出稳定性分析。运用等价输出控制方法直接获取故障信息,实现执行器故障的检测与重构。设计出主动容错控制器,通过补偿控制,完成执行器故障的容错控制。最后通过数值仿真验证了方法的可行性与有效性。     

基于滑模控制的独立光伏发电系统控制策略

针对独立运行的光伏发电系统,提出了基于滑模控制的最大功率跟踪(MPPT)策略;针对光伏微源输出功率随机性引起的逆变器输入侧直流母线电压波动,通过储能控制实现电压稳定;针对负载变化引起的系统输出电压波动,设计了系统输出电压电流双闭环控制器。通过MatLab/Simulink对提出控制策略进行了仿真验证。分析结果表明,所提出滑模控制策略可实现光伏电池的MPPT;储能控制策略可有效抑制光伏微源输出功率波动引起的直流母线电压波动;输出电压控制策略能稳定系统电压,确保安全可靠运行。