基于龙芯2K1000LA分布式励磁控制器硬件平台的关键技术

励磁控制系统是同步发电机的核心控制设备,针对集中式励磁控制系统的不足及国外产品硬软件垄断,以龙芯2K1000LA芯片为核心设计自主可控分布式励磁控制器。控制器硬软件系统采用解耦设计,提供以太网通讯、逻辑控制与数据存储功能。硬件设计包括控制器供电、2K1000LA外设硬件设计、逻辑控制、IRIG-B码对时、模拟信号、开关量监视、光纤通讯、以太网通讯等单元。商业运行证明,分布式励磁控制器组成高冗余励磁控制系统是同步发电机控制系统智能化发展方向。

一种非线性自适应最优励磁控制器的设计

提出了一种非线性自适应最优励磁控制器。新的控制设计方法基于同步发电机的三阶双轴数学模型 ,其仅由代数运算实现的分散非线性反馈补偿律保证了系统在各种运行方式下具有足够的稳态调节精度。控制算法内置一个简单的在线自适应变增益策略以达到在各种工况下动态最优化控制的目的 ,通过求解闭环特征值优化问题来选取权矩阵的方法改善了系统受扰后的暂态响应性能。仿真计算结果表明 ,与传统的线性最优控制器相比 ,新的励磁控制器具有多方面优点。

葛洲坝二江电厂线性最优励磁控制器建模及参数优化

葛洲坝二江电厂线性最优励磁控制器以最优控制理论为基础,以机端电压、发电机有功出力和机端电量频率为状态量,以机组励磁电压为控制量。针对反馈增益的选择问题,在运用试探法进行仿真计算的基础上,从机组运行工况、转速测量和现场干扰等方面讨论了反馈增益的选择原则。仿真计算和现场试验表明,所提出的模型和最优反馈增益是正确的,对提高华中电网的电压稳定水平是有益的,可以减少切负荷量。

基于模糊神经网络的发电机励磁控制器的研究

在分析发电机励磁控制系统的基础上将模糊控制理论和神经网络技术有机结合,提出了基于模糊神经网络(Fuzzy Neural Network,FNN)的智能型励磁控制策略,构造了具有双FNN模型结构的励磁控制器。所构建的FNN励磁控制系统不仅保留了模糊控制的功能,而且具有体现励磁控制非线性特征的能力,能更精确地反映系统的动态变化过程,具有更强的鲁棒性和适应性。

多机电力系统分散鲁棒励磁控制器的研究

提出了一种能够有效提高多机电力系统稳定性的分散鲁棒控制策略。采用发电机机端电压的相角和幅值表示发电机与系统其他部分的相互联系 ,并且针对由调速器的不稳定调节造成的发电机输入机械功率的波动 ,以及由电网中无功功率和有功功率的突然变化引起的发电机机端电压幅值与相角的扰动 ,应用鲁棒控制原理设计励磁控制器 ,从而实现多机电力系统的分散协调控制。

多机电力系统神经网络最优励磁控制器

针对多机电力系统,提出了一种基于辨识的神经网络实时最优控制器(NNOEC),在所设计的控制器中,神经网络被用来根据系统状态量的变化实时调整最优控制的反馈增益矩阵,使控制器能够适应不同的运行点和干扰种类。并始终提供最优控制输出。针对多机系统中神经网络训练样本不易获得的问题,提出了一种等效的设计方法,并采用非线性最小二乘辨识法对系统参数进行辨识,在辨识的基础上通过线性最优控制理论计算出用于神经网络训练的样本。三机系统中的数字仿真结果表明,所训练出的NNOEC能够适应系统运行方式的大范围变化,在大小扰动下均表现出良好的控制性能。

基于模糊自调整PID技术的励磁控制器研究

结合模糊控制理论和常规PID励磁控制器,提出了模糊自调整PID励磁控制技术。选取自并励励磁模型作为对象,在MATLAB软件下对常规PID励磁控制与模糊自调整PID励磁控制进行仿真研究。结果表明,模糊自调整PID励磁控制能有效地改善系统的动态品质,提高系统的抗干扰能力,对运行状态改变时模型变化的鲁棒性有较大提高。

非线性励磁控制器改善华中电网稳定性的仿真分析

在华中电网中，由于湖北网与江西网之间的弱联系，当葛凤线（５００ｋＶ）发生三相短路故障时，系统会出现增幅的低频振荡。为寻找解决方案，华中网局与清华大学电机系采用电力部电科院《电力系统分析综合程序》，利用其用户自定义功能建立非线性最优励磁控制器模型，并进行了仿真计算。计算结果表明，在主要电厂的相关机组上装设非线性最优励磁控制器，能够解决上述低频振荡的问题和改善系统的暂态稳定性水平。

多机电力系统分散输出反馈励磁控制器研究之一:模型与算法

本文给出了一种含有多种输出量的多机电力系统输出反馈控制用数学模型,为控制器反馈变量的选取提供了基础。此外,本文还提出了一种求解分散输出反馈增益,亦即求解有控制结构约束的Levine—Athans方程组的新方法——直接送代解法,并证明了该算法的收敛性。计算结果表明,该算法与其它算法相比,在求解精度和计算速度方面具有十分显著的优越性。

自动励磁控制器移相触发电路的研究

在同步发电机的自动励磁调节装置中,移相触发模块用来触发整流桥中的晶闸管,使其控制角随着发电机端电压的变化而改变,从而达到自动调节励磁的目的,因此移相触发技术是自动励磁调节装置的一项关键技术。在简要介绍自动励磁控制器的主功能和辅功能构成的基础上,较详细地叙述了三相晶闸管数字移相触发电路的各个组成单元的原理、抗扰动技术和脉冲故障检测技术,以及移相触发模块的研究现状,并预测了自动励磁调节装置的发展趋势。

基于在线辨识的实时最优励磁控制器

设计了一种在线实时最优励磁控制器 (RTOEC) ,其辨识器能够由发电机运行状态的变化采用非线性最小二乘法辨识法准确辨识出单机无穷大模型中的系统参数 ,从而可根据辨识结果及其系统所遭受的扰动 ,通过线性最优控制理论实时计算出线性最优励磁控制的反馈增益矩阵 ,以适应系统当前的运行点和所遭受的干扰。仿真结果表明 ,所设计的 RTOEC能够适应系统运行状态的大范围变化 ,在大小扰动下均表现出良好的控制性能 。

基于直接反馈线性化理论的微机非线性励磁控制器

应用直接反馈线性化（DFL）理论，为发电机励磁系统设计了非线性控制器，该控制器已在平度热电厂投入实际运行，为本文研制的励磁控制器的应用提供了具说服力的实例．

H_∞滑模鲁棒励磁控制器设计

电力系统的鲁棒励磁控制模型具有非线性和不确定性等特点。并且,其不确定性不满足匹配条件。该文结合反馈线性化、H干扰抑制和滑模变结构控制,利用反馈线性化技术, 将鲁棒励磁控制模型转化为线性不确定模型;利用H干扰抑制技术, 获得了具有抑制不满足匹配条件干扰能力的动态滑动模态;利用滑模变结构控制,获得了具有完全抑制满足匹配条件干扰的控制律。并设计了H滑模鲁棒励磁控制器。仿真结果表明:文中所设计的控制器能够有效地稳定电力系统。

用直接大范围线性化方法设计发电机的励磁控制器 第一部 分基本理论

传统的励磁控制器基本上都是按照局部线性化的模型来设计的,不能适应电力系统的要求。针对这一缺陷,本文把非线性控制理论中比微分几何法更简明、更适合于工程应用的直接大范围线性化方法引入电力系统,解决了电力系统强非线性给设计所带来的困难,并使得实现线性化的过程变得极为简捷。全文分为两个部分:第一部分叙述的是直接大范围线性化方法的基本理论,并在此基础上,提出了动态反馈补偿的概念和理论,使所设计的控制器对电力系统结构工况的多变性也能够具有很好的鲁棒性;第二部分应用第一部分的基本理论为励磁系统设计了非线性反馈补偿控制器,并针对单机无穷大系统进行了数字仿真和动模实验,从而证明了所提出方法的有效性。

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。

DWLK-2型单片机励磁控制器的设计

本文介绍一种用单片机构成的励磁控制器的设计和实施问题。控制器采用PID控制规律。由于采用了微机变送器、多机系统和较简单的硬件电路,因此结构简单、成本低,同时提高了可靠性和控制性能。

一类鲁棒非线性励磁控制器设计的新方法

运用控制领域的新成果非线性控制理论的H J不等式,针对一类鲁棒非线性励磁控制的单机无穷大电力系统,给出了非线性励磁控制器·它既考虑了电力系统的非线性,又顾及了干扰的影响,因此,具有广泛性·由于在控制器设计过程中未用到任何线性化方法,因而能完整地保留系统的非线性特性·且该设计方法使H∞控制理论在电力系统控制研究中得到了进一步的应用·与传统的线性化方法设计的控制器相比,新的励磁控制器具有结构简单,有效改善系统稳定性等多方面优点·

多机电力系统分散输出反馈励磁控制器研究——第三部分:反馈量的选择及控制器装设地点的确定

本文对多机电力系统分散输出反馈励磁控制器的建模、设计、计算、权矩阵的选择、反馈量及装设地点的确定等问题进行了较为系统深入的研究,并相应提出一整套方法。数学仿真和动模试验结果表明,这种励磁控制方式对于提高系统的静、动态稳定性具有显著的效果。

一种基于PCC的励磁控制器实现方案

本文提出了一种基于可编程计算机控制器(PCC)的励磁实现方案。PCC的硬件继承了PLC的高可靠性,同时具备实现高速任务的能力。本文介绍了使用PCC的IP161模块实现交流采样、周期测量和形成移相脉冲的方法。动模实验验证了这种方案的可行性。

新型模糊逻辑励磁控制器的研究

研究了一种新型模糊逻辑励磁控制器，它有一个电压控制模块和一个阻尼控制模块，两个模块的输入信号分别为发电机端电压和电功率，采用相同的模糊逻辑控制规律。仿真研究表明，它比常规及线性最优励磁控制器具有更好的控制性能，易于实际应用。