水轮发电机组励磁与水门协调控制设计

针对水轮发电机组的励磁与水门协调控制问题,运用目标全息反馈法,进行非线性控制设计。首先,以微分几何法为例,分析了目前水轮发电机组控制设计中存在的问题,并阐述其存在该问题的根本原因。其次,将水轮机及引水系统的二阶模型,用状态空间描述,进行零动态稳定性分析,以便将水轮发电机组控制系统降阶处理。然后,在分析水轮发电机组控制需求的基础上,构建控制目标方程,进行目标全息反馈非线性控制设计,提出水轮发电机组励磁与水门非线性协调控制方案,确保水轮发电机组的电压调节特性和功率调节特性。最后,通过仿真验证所提方案的有效性。

基于Hamilton能量理论的水轮发电机水门与励磁非线性L_2控制

针对水轮发电机控制问题,进行了水门调节与励磁控制双输入设计,使系统达到功角和输出电压稳定性。对于五阶双输入水轮发电机模型,采用Ham ilton能量设计方法,在无外部扰动时,系统达到渐近稳定;有外部扰动时,系统具有有限增益L2稳定性。仿真结果验证了设计方法的有效性。

水轮机水门的分数阶PID控制策略研究

针对水轮机调速系统的强非线性及易受各种内外部干扰影响,基于分数阶PID控制策略提出了一种新型的水门非线性控制器。通过对水轮机水门开度模型进行反馈线性化,结合分数阶PID控制理论约束自定义的控制变量,且利用遗传算法在线调节控制器的参数。仿真结果证明,与常规PID控制方式相比,所设计的水门分数阶PID控制器能有效地阻尼系统振荡,调速系统的鲁棒性得到较好的改善。

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)。