可控串联补偿控制系统的设计及实现

介绍了可控串联补偿装置的基本结构及其对控制系统的要求 ,设计并实现了符合控制要求的可控串联补偿控制系统 ,系统包括触发器和控制器的软硬件 ,TCSC控制系统的功能采用模块化设计 ,具有较高的通用性和可扩展性。设计实现了可控串联补偿装置在 3种不同的工作模式下灵活快速地转换。给出了此控制器的实验结果。

基于自适应反步滑模与死区逆补偿的闭式泵控系统位置输出控制策略

为了解决电液伺服闭式泵控系统位置控制过程中系统参数不确定性和系统死区问题,提出了一种自适应反步滑模控制与死区逆补偿控制相结合的串联控制策略。首先,阐述了电液伺服闭式泵控系统的原理,在此基础上构建了电液伺服闭式泵控系统的数学模型和仿真模型;其次,基于自适应反步控制与滑模控制消除了系统非匹配不确定性及避免参数嵌套,设计了自适应反步滑模控制器;接着,利用平滑连续指标函数构造了光滑死区逆函数,设计了死区逆补偿控制器,并将两者组成串联控制器;最后,利用MATLAB/Simulink软件构建了系统仿真模型,并进行了相应的分析。研究结果表明:采用串联控制器的系统位移跟随精度可以达到±0.6μm,稳态精度则可以达到±0.3μm,系统在0.6 s左右时到达稳态;同时,参数自适应律在系统位置控制过程中可对系统不确定性参数进行实时调整,提高系统稳态控制精度;仿真结果验证了所提串联控制策略的有效性。

采用本地信号的可控串联电容补偿神经网络逆系统控制方法

选取可控串联电容补偿(TCSC)上传输的有功功率作为被控量,本文提出了采用本地信号的TCSC神经网络逆系统控制方法。该方法基于较完整的TCSC非线性动态模型,实现了TCSC系统的精确线性化,同时所设计的控制策略适用于任意的电力系统结构。控制器的设计使用神经网络逆系统方法,使得所设计的控制策略不依赖于系统的精确模型和参数。针对两区域四机电力系统的仿真结果表明所设计的控制策略能达到直接控制TCSC传输功率,间接控制远端发电机功角的目的。

可控串联补偿(TCSC)的分析研究(下)──TCSC 的触发控制方式对电力系统暂态特性的影响

在文献［１］基础上，描述了ＴＣＳＣ触发控制方式，分析比较了各种控制方式下ＴＣＳＣ对系统暂态行为的影响，提出了ＴＣＳＣ新的等间隔触发控制策略。与固定触发角的分相控制方式相比，等间隔触发控制能有效地提高系统的动态性能，减少过冲，且更快地趋于稳定。仿真研究还表明：采用电容电压过零时刻为基准的触发控制方式比以线路电流过零时刻为基准的控制方式具有更好的阻尼系统振荡的性能。这一点在以往许多研究文章中，由于采用电流源作为其分析ＴＣＳＣ动态特性的基础，因而没有被揭示。

含静止同步串联补偿器的单机系统非线性综合控制器设计

本文考虑含静止同步串联补偿器(SSSC)的单机无穷大系统、汽门、励磁各变量间的相互作用建立了4阶多变量3输入3输出非线性模型,在此模型基础上,运用动态逆系统方法完成解耦和线性化,构造出3个单输入单输出的伪线性系统,并采用变结构控制理论分别设计控制器.根据MATLAB仿真结果验证了该控制方法对发电机功角,机端电压和传输功率这3个控制指标有很好的控制效果.

提高系统稳定性的可控串联补偿控制策略

可控串联补偿装置(thyristor controlled series capacitor,TCSC)可以阻尼系统的振荡,提高系统的暂态稳定性。为了研究可控串联补偿装置提高系统暂态稳定性的控制策略,分析了TCSC对系统暂态稳定性的影响。以单机无穷大系统为例详细推导出TCSC的控制策略,该控制策略以网络能量函数为依据仅依赖于支路信息,并将此控制策略推广至多机系统,最后用自适应滤波的时间序列自回归(AR)模型预测算法实现此控制策略。仿真计算结果表明了所提出的控制策略能有效提高系统稳定性,预测方法能保证控制策略的有效实施。

多机系统中电力系统稳定器与可控串联补偿器阻尼控制器的协调设计

针对电力系统稳定器(power system stabilizer,PSS)和可控串联补偿器(thyristor controlled series compensa- tors,TCSC)的附加阻尼控制器能分别有效阻尼机间振荡和区域振荡的特点,提出一种采用单纯形-模拟退火法对PSS和TCSC阻尼控制器进行协调优化的设计方法．该方法结合单纯形算法局部搜索速度快和模拟退火算法全局搜索能力强的优点,将单纯形算法作为模拟退火算法的局部寻优算子,以增强算法的搜索能力和效率．同时,优化中使用的目标函数考虑了系统多种典型运行方式下的机电振荡模态性能,因而设计出的阻尼控制器具有较强的鲁棒性．在4机11节点电力系统上运用该优化方法完成了阻尼控制器的协调设计．特征值分析和非线性时域仿真结果显示,使用该方法设计的PSS和TCSC阻尼控制器对不同的运行方式都能有效抑制系统低频振荡．此外,算例分析结果证实了单纯形-模拟退火算法搜寻能力高、不强烈依赖初始值选择的优点．

一种基于48脉波电压源逆变器的静止同步串联补偿器及其控制系统的设计与建模(上)

本文详细阐述了基于 4 8脉波电压源逆变器的静止同步串联补偿器 ( SSSC)的实现、控制系统设计及建模 ,在 8个三相逆变器的输出电压回路中增加了一个电磁回路 ,该回路由 1 8个单相三绕组变压器和 6个单相双绕组变压器组成 ,基于这个电路设计 ,提出了对应的等值回路模型及相应的比例积分 ( PI)控制方案 ,比例积分控制器的增益是通过对 IEEE第一个次同步谐振分析模型 ( FBM)进行特征根分析而确定的 ,仿真结果表明控制器的增益选择至关重要 。

可控串联补偿神经网络广义逆系统控制方法的数字仿真研究

本文介绍了提高电力系统暂态稳定性的可控串联补偿 (TCSC)神经网络广义逆系统控制方法 ,以及该方法在数字仿真软件 NETOMAC○R中的实现过程 ,并对含有 TCSC的实际多机电力系统进行了数字仿真。结果表明 ,这种方法具有良好的暂态稳定控制效果 ,而

多区域互联电力系统静止同步串联补偿器自适应反步滑模控制器设计

针对含静止同步串联补偿器(static synchronous series compensator,SSSC)的多区域互联电力系统,基于反步法,进一步应用自适应控制以及滑模控制中的指数趋近律,设计了含SSSC的非线性控制律。首先,建立了含SSSC的两区域互联电力系统模型,将其简化为两机系统进行研究。其次,引入非线性阻尼算法(nonlinear damping algorithm,NDA)改进反步法,减小了'计算膨胀'问题,设计过程简单可行,并且闭环系统仍然是渐近稳定的;另外,对不确定参数设计了自适应律,并引入指数趋近律设计了反馈控制律,增强了SSSC控制器的鲁棒性。最后,使用MATLAB软件,对含SSSC的两区域四机系统进行研究。仿真结果表明文中提出的控制策略是可行的,并且优于传统的反步法。

一种基于48脉波电压源逆变器的静止同步串联补偿器及其控制系统的设计与建模(下)

本文对基于 4 8脉波电压源逆变器的静止同步串联补偿器 ( SSSC)进行了特征根分析 ,仿真结果表明控制器的增益选择至关重要 。

万全500kV串联补偿设备控制系统

介绍了万全 5 0 0 k V串补站诺基亚串补设备的整体结构和控制保护系统的基本组成 ,并对串补保护做了较为详细的描述 。

牵引变电所串联电容补偿装置动态控制系统

根据牵引变电所在机车密集运行时母线电压过低和空载或小负荷时母线电压过高等现象,提出采用串联电容补偿装置(SCC)进行投切控制的措施,并介绍该系统动态控制的原理和仿真情况。该装置已经通过试验并投入现场运行。运行结果证明,该装置的使用大大提高了铁路牵引供电的安全性。

含有可控串联补偿电容的电力系统次同步谐振研究

根据采用复数力矩系数法分析次同步振荡的要求 ,在分析TCSC的物理特性的基础上 ,建立了可控串联补偿电容(TCSC)的数学模型 ,推导出适用于复数力矩系数法的TCSC的复频域等效端口导纳矩阵 ,在此基础上可方便地利用复频域扫描法分析TCSC对电力系统次同步谐振的影响。对 1个 2机 5节点系统用所提方法进行了次同步谐振分析 ,同时进行了全时域数字仿真 ,数字仿真结果验证了所提方法的有效性。

基于采样—数据模型方法的可控串联补偿系统对次同步振荡抑制作用的计算分析

采用TCSC的采样 数据模型 ,可方便地分析较大规模电力系统在不同TCSC控制策略下的动态特性。该模型考虑了晶闸管开关的非线性和时变因素 ,在汽轮发电机组轴系频率范围内足够精确。通过分析IEEE次同步振荡用的第一基准模型和伊敏 大庆 5 0 0kV带可控串联补偿的输电系统 ,用定量计算从理论上说明了只有当晶闸管导通角在一定范围内或大于一定的数值时 ,才能有效地抑制次同步振荡。

基于能量函数的可控串联补偿稳定控制策略

将暂态能量函数 (TEF)值作为系统稳定的指标 ,并用TEF对时间的导数来决定可控串联补偿 (TCSC)装置在暂态稳定过程中的控制策略 ,可以有效地改善系统暂稳特性并迅速平息后续振荡。文中还推导了多机系统下 TEF对时间的导数的一般公式 ,并以单机无穷大系统为例 ,图示说明了所设计的 TCSC稳定控制策略的效果。针对三相短路故障 ,用数字仿真和动态模拟实验对控制策略进行了验证 。

静止同步串联补偿器的变结构控制器设计

为了提高静止同步串联补偿器的稳态性能和补偿灵活性,采用变结构控制设计其控制器,整个设计基于对输电线路电流的锁相。由于SSSC的数学模型在dq坐标下是一个非线性强耦合系统,文中采用基于非线性反馈的逆系统方法将原系统进行线性化解耦,构造出其伪线性模型,设计出伪线系统的变结构控制律,对直流侧的隐动态采取PI控制。最后建立SSSC的仿真模型对其进行仿真试验并同PI控制进行了比较。结果表明本控制策略的高效性。

伊冯可控串联补偿阻抗控制暂态特性的数字仿真

本文介绍东北地区伊敏至冯屯500kV可控串联补偿装置阻抗控制暂态特性的数字仿真结果。其中包括容抗均匀调节特性、害抗阶跃响应特性、开环阻抗控制和闭环阻抗控制特性以及感性电抗和容性电抗之间的相互转换过程。

可控串联电容补偿非线性PID控制器

论述了一种应用非线性控制理论为可控串补装置设计的新型控制器。这种控制器不依赖于被控系统的模型，采用当地信号实现控制，结构简单。仿真结果表明：这种控制器不但能快速调节容抗，增加系统阻尼，改善系统稳定性，并且有较强的适应性、鲁棒性。

可控串联补偿的滑模PID控制器设计

为抑制电力系统中可控串联补偿装置的非线性及外部扰动影响,文中应用直接反馈线性化方法和滑模比例–积分–微分(proportional-integral-differential,PID)控制理论,设计了可控串联补偿的新型非线性控制器。利用直接反馈线性化方法对非线性模型精确线性化,采用滑模变结构理论与常规PID的复合控制策略,设计的可控串联补偿控制规律简洁,易于工程实现且鲁棒性好。仿真结果表明,与传统的控制方式相比,滑模PID控制器能有效地阻尼系统振荡,提高系统的暂态稳定性,对运行点变化也具有较好的适应性。