双馈风力发电机组协调多目标非线性控制

为平抑双馈风力发电机组额定风速以上的转速和功率波动,基于协调无源性方法,提出一种同时考虑桨距角和转子励磁控制的协调控制策略。首先,在分析风力机特性和双馈感应发电机基本电磁关系的基础上,给出风力发电机组桨距角调节、转子励磁控制的四阶系统非线性模型。特别对风能利用系数进行了关于桨距角的多项式拟合,并对拟合的不确定性建模,确保了模型的准确性。其次,由Lyapunov方法设计前两阶鲁棒控制器,得到桨距角控制输入,再用协调无源性方法设计励磁控制部分,使得整个系统达到反馈无源,既保证了系统的鲁棒性,又保证了整个系统的渐近稳定性。最后,通过仿真验证了控制策略的控制效果,并与其他控制策略进行了比较,验证了该控制策略的有效性。

充电模式下飞轮储能单元的协调无源控制器设计

针对非线性因素在飞轮储能单元之中产生的不利影响,文章基于双输入的飞轮储能系统提出了一种分步设计方法;通过Backstepping控制和无源性设计思想的有效结合,使系统转速和电流达到稳定输出。首先,基于双输入飞轮储能单元的充电模型,由Backstepping方法设计飞轮储能系统的q轴控制器;再者,利用协调无源性设计系统的d轴控制器,使得整个系统达到反馈无源,保证了系统的渐近稳定性。整个设计过程没有采用任何线性化处理,保证了整个控制律在非线性系统中的适用性,有效地提高了系统的稳定性能。通过仿真结果的对比可知,所提控制策略的有效性和正确性。

发电机励磁和SVC改进backstepping协调无源控制

基于改进backstepping方法和无源性理论研究了电力系统发电机励磁系统和静止无功补偿器的协调控制器设计问题。在设计过程中,没有对系统进行线性化,保留了电力系统的非线性特征,同时也考虑了电气阻尼系数不确定性问题。整个设计过程分两步完成:首先,在backstepping设计方法的基础上加入了?类函数,对无励磁控制系统SVC调节器的控制输入进行设计;然后,利用协调无源性方法,对发电机励磁控制电压进行控制器设计。从而保证整个系统功角和电压的双重稳定。最后,通过matlab仿真来验证所设计的协调控制器的有效性。

一种基于自适应反演算法的火电单元机组协调控制策略

为了克服火电单元机组的本质非线性和不确定性对控制系统品质的影响,解决它在大范围变工况时的协调控制问题,该文针对综合考虑锅炉-汽轮机-发电机动态特性的单元机组整体模型,计及系统参数的不确定性,基于自适应反演算法和协调无源性理论,设计了一种非线性协调控制策略。首先经过适当简化处理,将机组整体模型分解为两个低阶子系统;在子系统Ⅰ中,利用反演法得到主蒸汽阀门开度控制器,然后基于协调无源性理论设计励磁控制器;在子系统Ⅱ中,通过逐步递推设计燃料控制器。同时,基于李雅普诺夫稳定性方法,交错设计了模型不确定参数的自适应律,并通过在其中引入充分光滑投影算子,避免了系统不匹配参数可能发生的漂移问题。在实际工程应用中,为了获得良好的调节品质,总结了该控制器参数的设定规律。最后,针对某600MW单元机组非线性模型的仿真分析及在火电单元机组全范围仿真机上的变负荷实验均表明,文中提出的协调控制策略不仅保证了闭环系统的渐近稳定,而且具有较强的负荷指令跟踪性能、抗干扰能力和鲁棒性。

单元机组的非线性自适应反演综合控制

针对同时考虑参数不确定性和外界干扰的单元机组整体模型(锅炉–汽轮机–发电机模型),提出了一种基于自适应反演法和协调无源性理论的非线性综合控制策略.首先,针对预处理后的被控对象各子系统,采用反演法得到汽门控制输入,然后以高压侧电压为控制目标对励磁部分进行优化设计,最后逐步递推设计燃料控制器.在控制律设计过程中,为克服模型参数的不确定性,避免可能出现的参数漂移,通过引入充分光滑投影算子设计了参数自适应律.同时,借助在控制律中添加阻尼项,以有效抑制外界干扰对控制品质的影响.仿真分析和变负荷实验的结果表明,本文所设计的综合控制策略同时优化了单元机组的有功和无功响应特性,使其具有良好的负荷跟踪性能、抗干扰能力和对模型不确定参数的鲁棒性.