全数字式非线性最优励磁控制器的原理及应用

阐述了我国自主开发的高科技工业产品———大型发电机组全数字式非线性励磁控制器的设计理论、装置结构以及对电力系统安全稳定性改善和提高方面的仿真结果。由于理论和装置的先进性，这种励磁控制装置已在我国各大电力系统中推广应用，发挥着良好的作用。

用非线性最优励磁控制器改善西北电网动态特性的研究

采用非线性最优励磁控制器(NOEC)以图改善系统的动态特性,并通过大扰动仿真计算证明,西北电网在目前网架下采用NOEC对系统阻尼特性及大扰动后摇摆曲线的波形有一定的改善。

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。

同步发电机最优非线性自适应励磁控制器设计

设计了一款最优非线性自适应励磁控制器(Optimal Nonlinear Adaptive Excitation Controller,ONAEC)用于多机电力系统以提升系统故障恢复能力。首先,通过一个高增益扰动观测器(High-Gain Perturbation Observer,HGPO)对由发电机的非线性、不确定性、未建模动态等效聚合而来的扰动进行实时快速估计。随后,该扰动由ONAEC进行在线完全补偿并通过改进樽海鞘群算法(Modified Salp Swarm Algorithm,MSSA)获取其最优控制参数。另外ONAEC具备结构简单、易于实现等优点,且仅需测量发电机功角一个状态量便可实现全局一致的控制性能。最后,进行了两种算例研究,即标称模型以及参数不确定下的三相短路。其仿真结果表明,与比例-积分-微分(Proportional-Integral-Derivative,PID)控制和反馈线性化控制(Feedback Linearization Control,FLC)相比,ONAEC能在各种工况下实现最佳的动态性能,有利于系统受到较大扰动后快速恢复稳定运行。

基于Hamilton能量理论的发电机汽门与励磁非线性稳定控制器的设计

基于Hamilton能量理论,该文提出了一种新的非线性稳定控制器的设计方法。文中详细阐述了该方法的理论依据并给出了控制器的具体设计步骤。应用此方法设计了发电机汽门与励磁稳定控制器,仿真结果验证了理论分析的正确性与控制律的有效性。由于在控制器设计中未用到任何线性化方法,因而所得控制器充分利用了系统的非线性特性;考虑到Hamilton能量函数实际上是动态系统的Lyapunov函数,因此,该文也给出了一种从能量角度设计电力系统非线性稳定控制器的新方法。

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。

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。

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．

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·

电压调节和功角稳定的非线性励磁控制器

介绍使用电力系统输入－输出反馈线性化模型的非线性励磁控制器的设计，该控制器的设计与运行点无关。仿真结果表明。

改善电压稳定性的发电机非线性最优变目标励磁控制

为了提高电力系统电压稳定性，本文提出了一种最优变目标励磁控制策略。当发电机升压变压器高压侧母嵪叩缪褂捎谑艿酱笕哦陆荡佣＜暗缪刮榷ㄐ允保庵謲控制策略可以较大地提高发电机的送电电压，从而提高系统嵉牡缪顾胶透纳频缪刮榷ㄐ裕⑶夷芴岣呦低车淖枘帷Ｓ玫机无穷大系统进行数字仿真，验证了该控制策略的有效性。

非线性H_∞励磁控制器的设计

对单机无穷大系统进行非线性H∞励磁控制器的设计。应用直接反馈线性化方法,直接指定虚拟控制量,简化了计算;采用△d、△w、△Pe和△Vt的积分量为状态变量,以同时改善电力系统的稳定性和调压精度;应用H∞控制理论和MATLAB的m -综合工具箱完成权函数的优化,直接解决鲁棒控制设计;对控制律进行实用化处理,并利用Powersys工具箱进行了仿真分析,收到了较好的效果。

非线性最优励磁控制对冲击负荷影响的改善

由于重型工业企业及大型用电设备的不断增多，对电网形成了越来越强烈的冲击负荷，严重影响电力系统的稳定性。提出用大型发电机的非线性最优励磁控制这种新型的控制手段，抑制冲击负荷的影响。对四川电网的仿真计算结果表明，非线性最优励磁控制能迅速抑制冲击负荷引起的系统振荡，提高输电线路传送的有功功率，良好地改善冲击负荷对电力系统稳定性的影响。

基于PLC的多指标非线性励磁控制器的设计

提出一种以PLC为工作平台的多指标非线性励磁控制器,理论上,该控制器能够在有效控制发电机端电压的前提下提高系统的动态稳定性。介绍了基于西门子PLC的励磁控制器的实现方法。仿真和试验结果表明,该控制器实现了对系统动、静态性能的综合协调,从而提高了系统的整体性能。

线性最优励磁控制器的综合阻尼力矩解法原理初探

讨论了使用综合阻尼力矩求解线性最优励磁控制器的状态反馈系数的原理，它较经典的庞特里亚金法易懂。该方法从能量吸收与耗散的观点出发，对性能指标作出了新的解释，从而使性能指标中权阵Ｑ中的元素取值范围放宽，使得到的最优解更合理，更具有实际意义。

微机非线性励磁控制器的应用研究

非线性控制理论应用于电力系统稳定性的研究，已经引起了广泛的关注。但极少有在实际系统中应用的。文中针对采用直接反馈线性化理论设计的非线性励磁控制器，进行了全面的数字仿真动模试验和现场试验的研究，并在此基础上成功地使新研制的非线性励磁控制器进入实际应用，取得了很好的效果。

发电机励磁与TCSC非线性最优控制研究

针对含有可控串联补偿器(TCSC)设备的多机电力系统,研究了TCSC与发电机励磁的最优控制规律。首先,建立了含TCSC的多机电力系统非线性动态模型,该模型具有多输入多输出放射非线性系统的形式。然后,利用非线性系统几何线性化理论中的完全反馈线性化方法,将含TCSC的多机非线性数学模型进行精确线性化得到相应的线性控制系统,根据线性系统的最优控制理论和最优指标,得到反馈最优控制输入,进而得出发电机励磁与TCSC的最优控制规律。两机系统的动态仿真分析表明,该非线性最优控制系统具有很好的鲁棒性,能有效提高电力系统的稳定性。

微机非线性励磁控制器实验样机的研制

总结了微机非线性励磁控制器实验样机的硬件设计方法以及对装置各项性能的测试结果。经过动态模拟实验的检测，证明装置的各项性能指标符合电力系统运行的要求，能够长期可靠地运行。

基于单个神经元的线性最优励磁控制器

线性最优励磁控制采用固定反馈增益矩阵来完成对发电机在电力系统运行时的控制 ,由于发电机功角特性的非线性 ,因而在不同运行点是不能一直满足最优控制的目的 .提出了一种基于神经网络的线性最优励磁控制器 ,将两者的优点结合在一起 ,利用神经网络在线调整控制变量 ,使同步发电机在不同运行点的动态。

一类串级非线性系统的最优滑模控制器设计(英文)

对一类串级不确定非线性系统提出了一种基于SDRE控制的最优滑模控制方法.该方法采用2环控制结构,外环控制器的设计采用基于依赖状态的Riccati方程最优控制器,用以产生最优滑模面;内环控制器的设计采用滑动模控制以减小控制系统对参数变化、模型误差、外部干扰的敏感.设计的最优滑模控制器能使一类串级不确定系统具有鲁棒稳定性.同时,提出了2种求解依赖于状态的Riccati方程的方法.最后,通过仿真实例验证了该控制方法的有效性.