水轮机调速系统的非线性自适应控制

水门开度控制不仅对电力系统暂态稳定性的改善有极其重要的作用,而且对抑制电力系统低频振荡、改善动态品质也有不可低估的作用。国内外水轮机调速器的控制器设计通常是基于具有准确参数的理想水轮机模型。论文考虑了水轮发电机固有的非线性以及水轮机参数的不确定性,基于微分几何理论和自适应控制方法推导了水轮机调速的非线性自适应控制律(NAC)。数字仿真试验表明,所设计的调速器控制律具有较强的参数自适应能力,在改善系统动态特性和提高系统大干扰稳定性方面优于未考虑参数不确定的非线性控制律(CNGC)。

基于水轮发电机综合非线性模型的调速器控制

为了提高大型水轮机组远距离输电的安全稳定性,在具有刚性水锤的一类水轮发电机的综合非线性模型的基础上,根据非线性微分几何控制理论,提出了新的调节输出设计法。该方法可以克服现有调速器非线性控制面临的零动态设计瓶颈,从而推导出调速器的一种新型非线性控制律——综合非线性调速器控制器(CNGC)。同时,论证了理想水轮机模型是该综合非线性模型在额定运行点线性化近似的结果。数字仿真实验表明,所提出的CNGC不但效果远好于常规控制律,而且优于现有的基于理想水轮机模型推导的非线性控制律(GNOPSS)。

多机系统水轮机调速器鲁棒非线性协调控制

现代电网具有强非线性、受外界干扰严重和耦合性强3个特征。鲁棒非线性协调控制方法是提高和改善以多机系统为背景的现代电网稳定性最有效、最经济的手段之一。文中应用上述先进控制方法,构造了多机系统水轮机调速器非线性分散控制策略。该策略表达式中的参数只与局部可测量有关,与网络参数无关,因而具备良好的工程可实现性。此外,通过多机电网36节点系统仿真表明,所构造的策略可有效抑制干扰,显著提高电力系统的暂态稳定性。