用于抑制低频振荡的TCSC鲁棒控制设计
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SEDC与TCSC联合抑制次同步振荡的研究吴熙;蒋平【摘要】可控串联补偿(TCSC)工作在调节模式时,可以连续调节线路串补度,从而改变次同步振荡的条件;此外,TCSC所产生的谐波频带非常宽,足以使次同步频率的信号通过,在某些情况下可能激发次同步振荡。
因此,当系统中包含TCSC时,次同步振荡问题的研究尤为复杂。
本文提出使用附加励磁阻尼控制器(SEDC)与TCSC联合运行抑制次同步振荡,分析了TCSC不同运行状态对次同步振荡产生的影响,针对TCSC的运行特性,分段设计了两组SEDC参数,并模拟实现了SEDC参数间的切换。
结果表明:通过切换控制参数,SEDC获得了更好的鲁棒性,TCSC的安全运行范围大大增加。
%Operating in vernier mode thyristor-controlled series capacitor(TCSC) can control the degree of series compensation consistently,and changes sub-synchronous oscillation(SSO) conditions as a result.Besides,band width of the harmonic created by TCSC is wide enough to allow signals at subsynchronous oscillation frequency to pass.And this could excite SSO under certain conditions.Because of these reasons,study of subsynchronous oscillation problems on systems operating with TCSC is much more complicated.This paper focuses on using SEDC and TCSC operating in combination to suppress SSO.The impact of different TCSC operating conditions on SSO was studied.2 sets of SEDC parameters were given respectively based on the operating characteristics of TCSC.And switching between 2 sets of parameters was carried out by simulation.Our results show that by switching controlparameters we can have a better robustness on SEDC and increase the safety operating range of TCSC greatly.【期刊名称】《电工技术学报》【年(卷),期】2012(027)004【总页数】7页(P179-184,239)【关键词】次同步振荡;可控串联补偿(TCSC);附加励磁阻尼控制器(SEDC);阻尼特性【作者】吴熙;蒋平【作者单位】东南大学电气工程学院南京210096;东南大学电气工程学院南京210096【正文语种】中文【中图分类】TM7121 引言电力系统次同步振荡[1](Sub-Synchronous Oscillation, SSO)是指电力系统的一种不稳定运行状态,在这种状态下,电气系统和汽轮发电机组以低于系统同步频率的某个或多个振荡频率交换显著的能量,长期处于这种状态会导致系统发电机组大轴疲劳积累,甚至断裂,从而严重威胁电力系统的安全运行。
由于在特定情况下系统提供的负阻尼作用抵消了系统电机、励磁绕组和机械等所产生的正阻尼,在欠阻尼的情况下扰动将逐渐被放大,从而引起系统功率的振荡。
还有一种比拟特殊的欠阻尼情况,假设系统阻尼为零或者较小,那么由于扰动的影响,出现不平衡转矩,使得系统的解为一等幅振荡形式,当扰动的频率和系统固有频率相等或接近时,这一响应就会因共振而被放大,从而引起共振型的低频振荡。
这种低频振荡具有起振快、起振后保持同步的等幅振荡和失去振荡源后振荡很快衰减等特点,是一种值得注意的振荡产生机理。
2、模态谐振机理电力系统的线性与模态性质随系统参数的变化而变化,当两个或多个阻尼振荡模态变化至接近或相同状态,以至相互影响,导致其中一个模态变得不稳定,假设此时系统线性化模型是非对角化的,就称之为强谐振状态;反之为弱谐振状态。
强谐振状态是导致发生低频振荡的先导因素。
当出现或接近强谐振状态时,系统模态变得非常敏感,反响在复平面上,随着参数变化,特征值迅速移动,变化接近,这样,对于频率接近的系统特征值在强谐振之后,阻尼很快变得不同,其中一个特征值穿过虚轴,从而引起振荡。
3、发电机的电磁惯性引起的低频振荡由于发电机励磁绕组具有电感,那么由励磁电压在励磁绕组中产生的励磁电流将是一个比它滞后的励磁电流强迫分量,这种滞后将产生一个滞后的控制,而这种滞后的控制在一定条件下将引起振荡。
而且由于发电机的转速变化,引起了电磁力矩变化与电气回路藕合产生机电振荡,其频率为0.2-2 Hz。
4、过于灵敏的励磁调节引起低频振荡为了提高系统稳定,在电力系统中广泛采用了数字式、高增益、强励磁倍数的快速励磁系统,使励磁系统的时间常数大大减小。
这些快速励磁系统可以对系统运行变化快速作出反响,从而对其进行灵敏快速的调节控制,从控制方面来看,过于灵敏的调节,会对较小的扰动做出过大的反响,这些过大的反响将对系统进行超出要求的调节,这种调节又对系统产生进一步的扰动,如此循环,必将导致系统的振荡。
自动化控制系统的鲁棒优化算法论文素材自动化控制系统是现代工业和科技领域中的重要组成部分。
鲁棒优化算法是自动化控制系统中的关键技术之一,它能够提高系统性能并增强其鲁棒性。
本文将提供关于自动化控制系统的鲁棒优化算法的论文素材,以供参考。
1. 引言自动化控制系统是指利用计算机和电子技术对工业过程进行监测、控制和优化的系统。
随着科技的不断发展,自动化控制系统在各个领域得到广泛应用,如工业生产、交通运输、能源管理等。
然而,由于外界环境的复杂性和工业过程的不确定性,自动化控制系统的稳定性和鲁棒性成为了研究的重点。
2. 鲁棒优化算法的概述鲁棒优化算法是一种针对系统不确定性和环境变化的优化方法。
它通过考虑系统模型的不确定性来有效地提高控制系统的性能和稳定性。
鲁棒优化算法的主要目标是在保证系统稳定性的前提下,最大化系统的性能指标。
3. 鲁棒性分析在鲁棒优化算法中,鲁棒性分析是一个关键的步骤。
它通过分析系统不确定性对系统性能的影响,确定系统的鲁棒性界限。
鲁棒性分析可以基于不确定性理论和鲁棒控制理论进行,为后续的优化算法提供基础。
4. 鲁棒优化算法的应用鲁棒优化算法在自动化控制系统中的应用非常广泛。
例如,鲁棒PID控制算法可以提高PID控制器对系统参数变化的适应性,增强系统的鲁棒性;鲁棒优化算法也可以应用于优化微分进化算法的参数设置,提高优化算法的收敛速度和优化性能。
5. 鲁棒优化算法的案例研究本节将介绍几个鲁棒优化算法在自动化控制系统中的案例研究。
例如,一种基于鲁棒优化算法的智能调度算法可以在多目标工业生产中实现资源的最优分配;另外,基于鲁棒优化算法的多智能体系统可以实现多个机器人之间的协同控制。
6. 结论本文简要介绍了自动化控制系统的鲁棒优化算法,并且提供了相关的论文素材供读者参考。
鲁棒优化算法在自动化控制系统中具有重要的应用价值,能够提高系统的鲁棒性和性能。
未来的研究可以进一步深入挖掘鲁棒优化算法在自动化控制系统中的潜力,为工业和科技领域的发展做出更大的贡献。
基于自适应Backstepping设计的TCSC非线性鲁棒控制器李文磊;张智焕;井元伟;刘晓平【期刊名称】《控制理论与应用》【年(卷),期】2005(22)1【摘要】电力系统是强非线性的动态大系统,在运行中总要受到外部干扰和内部干扰的影响,从而对其稳定运行造成严重威胁.本文针对带有TCSC单机无穷大母线系统的三阶鲁棒模型,在考虑阻尼系数未知及系统受外部扰动的情况下,将自适应backstepping方法与非线性L2增益干扰抑制理论融合,构造出系统的存贮函数,并获得非线性自适应鲁棒控制器及参数替换律.所得控制器不仅能够保证系统状态有界,而且能够有效抑制干扰对系统输出的影响.通过对单机系统的仿真结果表明采用该方法的控制器优于传统的控制器.【总页数】5页(P153-156,160)【作者】李文磊;张智焕;井元伟;刘晓平【作者单位】宁波大学,信息科学与工程学院,浙江,宁波,315211;宁波大学,信息科学与工程学院,浙江,宁波,315211;东北大学,信息科学与工程学院,辽宁,沈阳,110004;东北大学,信息科学与工程学院,辽宁,沈阳,110004【正文语种】中文【中图分类】TM712【相关文献】1.基于Backstepping设计的非线性鲁棒自适应控制 [J], 陈芳;田有先2.基于Backstepping设计的非线性大系统模糊自适应输出反馈分散控制 [J], 刘长亮;佟绍成3.基于Backstepping设计的非线性系统自适应模糊输出反馈控制 [J], 贺向雷;佟绍成4.基于扩展自适应Backstepping设计的TCSC非线性控制的新方法 [J], 付俊;赵军5.TCSC非线性自适应鲁棒控制器设计 [J], 王艳;井元伟;赵韦仑;杨秀敏因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
TCSC用于抑制次同步谐振的研究摘要:本文以南方电网百色串补为研究对象,先对电网采用静态等值法进行等值简化,然后采用时域仿真法进行次同步谐振分析,并通过TCSC主电路参数的选择和基于相位补偿法的TCSC附加阻尼控制器设计来有效抑制次同步谐振。
关键词:晶闸管控制的串联电容补偿器(TCSC) 次同步谐振(SSR) 相位补偿法次同步阻尼控制器(SSDC)1 引言随着我国大区域电网的形成和特高压直流输电系统的广泛应用,交直流混合输电已成为必然趋势,对含有串补的交直流混合输电系统进行次同步谐振问题的研究,以确保电网的安全稳定运行具有重要的意义。
我国正处在电力发展的高峰期,大型汽轮机采用多级汽缸串联布置的结构,能否避免串补所带来的次同步谐振对汽轮机轴系的损坏问题,将关系到我国电网运行的安全性和稳定性问题。
TCSC是串联补偿装置的一种,作为柔性交流输电系统(FACTS)家族中重要的一员,TCSC用于抑制次同步谐振(SSR)的研究一直得到学术界和工程界的重视[1]。
本文针对百色串补周边电网进行系统等值和简化,采用时域仿真分析法对次同步谐振问题进行风险评估,并用TCSC来代替部分固定串补,通过TCSC主电路参数的选择和控制器的设计来达到抑制次同步谐振的目的。
2 百色串补及待研究机组的选择(1) 百色串补作为南方电网西电东送建设的天广四回工程的重要配套项目,百色固定串补工程按线路电容50%串补度分别在500kV天广四回罗百线上安装670MVar线路串补装置,在天广三回马百线上安装542MVar线路串补装置。
百色串补仅经过罗平变电站就可与滇东大型火电机组相连且距离较近。
(2) 待研究汽轮机组的选择与百色串联补偿装置距离较近的且容量较大的机组是滇东电厂,地处云南曲靖市富源县黄泥河镇,一期建设4台600MW火电机组,于2006~2007年建成投产。
(3) 轴系模型在PSCAD/EMTDC中研究次同步谐振问题进行时域仿真时,需要填写发电机轴系的相关参数,具体参数如表1所示。
TCSC与发电机励磁的自适应鲁棒协调控制方法张蕾;张爱民;景军锋;李鹏飞【期刊名称】《电力系统及其自动化学报》【年(卷),期】2017(029)005【摘要】输电系统的暂态稳定性极易受到不确定参数和未知扰动的影响,而基于某一工作点的线性化模型的控制方法无法解决这些不确定因素带来的问题.因此,提出了一种晶闸管控制串联补偿装置TCSC(thyristor con?trolled series compensation)与发电机励磁的自适应鲁棒协调控制方法,将自适应反步(adaptive backstepping)算法和L2增益控制相结合.首先对系统进行降阶;然后递推地构造每个子系统的耗散不等式,通过自适应律和子系统控制律的设计,让子系统满足耗散性,从而保证子系统的鲁棒扰动抑制能力;最后,对装设TCSC的单机无穷大输电系统模型故障情况进行仿真.结果表明,所设计的ARCC方法可以明显改善发电机功角和TCSC接入点电压的动态响应,从而提高电力输电系统的暂态稳定性.%The transient stability of power transmission system is vulnerable to uncertain parameter and unknown distur?bances,while the control methods based on linearized model on some operation points cannot deal with these uncertain?ties. In order to solve this problem,an adaptive robust coordinated control(ARCC),which combines adaptive backstep?ping algorithm and L2-gain control,is proposed for thyristor controlled series compensation(TCSC)and generator exci?tation. First,the system order is reduced. Then,dissipation inequation is constructed recursively,and the adaptive law and the control law of sub-system are also designed to makethe subsystem satisfy dissipativeness,which guarantees the robustness of disturbance suppression of the subsystem. Finally,the simulation results on the single-machine infinite-bus system with TCSC under fault demonstrate that the proposed ARCC method can improve the transient performance of the generator power angle and the dynamic response of voltage at the injection point of TCSC effectively ,which indi?cates that the transient stability of the power transmission system can be enhanced.【总页数】6页(P48-53)【作者】张蕾;张爱民;景军锋;李鹏飞【作者单位】西安工程大学电子信息学院,西安 710048;西安交通大学电子信息学院,西安 710049;西安工程大学电子信息学院,西安 710048;西安工程大学电子信息学院,西安 710048【正文语种】中文【中图分类】TP273;TM761【相关文献】1.SVC与发电机励磁鲁棒非线性协调控制 [J], 兰海;李殿璞2.多机系统发电机时滞反馈励磁与STATCOM的非线性鲁棒协调控制 [J], 刘青;张立娜3.发电机励磁与TCSC的非线性协调控制 [J], 杨培宏;刘文颖;魏毅立;张继红;赵岩4.SVC与发电机励磁鲁棒非线性协调控制 [J], 张靠社;杨宝杰;滕夏晨5.I&I自适应的STATCOM与发电机励磁鲁棒协调控制 [J], 杜超凡;张蕾;孙崧强;朱家豪因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
《鲁棒控制与鲁棒控制器设计》鲁棒控制是指在系统存在不确定性和外部干扰的情况下仍然能够保证系统稳定性和性能的控制方法。
在现实生活中,控制系统往往会受到各种不确定因素的影响,如参数变化、外部扰动、测量误差等。
鲁棒控制的目标就是在这些不确定性的情况下,保持系统的稳定性和性能。
鲁棒控制器设计是实现鲁棒控制的关键环节。
其设计目标是要求控制器能够在不确定性和外部干扰的情况下仍然能够保持系统的稳定性和性能。
鲁棒控制器设计的方法有很多种,下面介绍两种常见的设计方法:1.H∞鲁棒控制H∞鲁棒控制是一种基于频域的鲁棒控制方法。
它通过最小化系统输入输出的γ范数来设计控制器,使系统对不确定性和外部干扰具有鲁棒稳定性和鲁棒性能。
H∞鲁棒控制的设计流程一般包括以下几个步骤:首先,建立系统模型,获取系统的传递函数;然后,根据系统模型设计一个传递函数为V的鲁棒性能权值V;接着,利用V来计算问题的解;最后,根据问题的解设计出最优的鲁棒控制器。
2.μ合成鲁棒控制μ合成鲁棒控制是一种基于频域分析的鲁棒控制方法。
它通过合成满足一定性能要求的不确定性权值函数,来设计鲁棒控制器。
μ合成鲁棒控制的基本思想是先构造正向控制律,使得系统的输出能够满足给定性能要求;然后,构造反向控制律,抵消系统的不确定性和外界干扰,使得系统具有鲁棒稳定性。
以上是两种常见的鲁棒控制器设计方法,它们都能够有效地确保系统在不确定性和外部干扰的情况下仍能保持稳定性和性能。
在实际应用中,根据具体系统的特点和需求,可以选择合适的鲁棒控制器设计方法来解决问题。
总结起来,鲁棒控制器设计是鲁棒控制的关键环节之一、通过合适的设计方法,能够使系统在面对不确定性和外部干扰的情况下仍然能够保持稳定性和性能。
在实际应用中,我们应根据具体情况选择合适的鲁棒控制器设计方法,以满足系统的要求。
鲁棒控制器设计及其在飞行器中的应用随着人类科技的不断进步,无人飞行器已经成为了军事、民用方面的较为常见的设备之一。
这些机器飞行员不仅可以完成军事侦查、侦察和攻击任务,而且还可以实现太空研究、天气预报、火灾监测、海洋测绘等民用任务。
在无人飞行器的控制系统中,控制器的作用至关重要。
本文将简单介绍鲁棒控制器的设计和应用以及在飞行器中的实际应用。
一、鲁棒控制器的设计鲁棒控制器是指能够控制系统在面对各种不确定性和摄动情况下依然能够保持稳定的控制器。
鲁棒控制的一个重要应用就是处理非线性系统的控制问题。
非线性系统通常表现为系统响应与输入之间不是简单的线性关系,而是非线性关系,这种非线性关系可能会导致系统出现不稳定的情况。
因此,对于非线性系统,需要使用一种特殊的控制策略,即鲁棒控制器。
鲁棒控制器的设计分为两个主要阶段:1、模型的建立。
在鲁棒控制器的设计中,首先需要将非线性系统转化为带有不确定性的线性模型。
然后根据这个线性模型来进行控制器设计。
2、控制器的设计。
在控制器设计中,需要结合通常使用的PID控制器的基础上进行设计,通过引入增强性能、预测、后续控制和优化等先进的控制方法来实现鲁棒控制性能。
二、鲁棒控制器在飞行器中的应用无人飞行器作为一种新兴的高科技产品,被广泛应用于军事和民用领域。
在飞行器中,鲁棒控制器的主要作用是使智能飞行器可以在不同环境下保持稳定性,降低成本和风险,提高各种任务的精度和效率。
在无人机的控制方面,导航控制和姿态控制是非常重要的两个方面。
在导航控制中,需要鲁棒控制器对飞机位置和轨迹进行控制,保证飞机能够按照设定的轨迹飞行。
在姿态控制中,需要鲁棒控制器控制飞机的倾斜角度,以保持飞机平衡。
此外,鲁棒控制器在飞行器传感器系统的研究中也起着非常重要的作用。
在飞行器传感器系统中,鲁棒控制器可以通过分析不同材料的特性、温度的影响等来减小传感器系统中诸如混杂误差干扰等问题。
这样可以提高传感器的性能和精度,提高飞行器的可控性和安全性。
利用LMI技术设计多机系统TCSC鲁棒控制器
杨洋;张建成
【期刊名称】《电力自动化设备》
【年(卷),期】2007(027)005
【摘要】可控串联电容补偿器(TCSC)装设在高压线路上可改善系统的暂态稳定性,提高线路的传输容量.指出传统的H∞控制理论在电力系统中的应用需要计算Gamma迭代的优化问题,而线性矩阵不等式(LMI)技术为多个目标控制器的设计提供了新途径,设计指标与约束条件等可表达成LMI形式,可用有效的凸优化算法得到精确解答.提出了借鉴有极点区域配置约束的混合H2/H∞问题的LMI解法,设计了应用于多机系统的TCSC的鲁棒控制器.应用安德森3机9节点系统模型测试了所提方法的鲁棒性,在测试了小规模突发事件仿真、小规模突发事件的鲁棒TCSC控制器性能的结果后表明,TCSC控制器利用LMI方法可实现鲁棒稳定和快速反应.【总页数】5页(P105-109)
【作者】杨洋;张建成
【作者单位】华北电力大学,电气工程学院,河北,保定,071003;江西工业工程职业技术学院,电子工程系,江西,萍乡,337055;华北电力大学,电气工程学院,河北,保
定,071003
【正文语种】中文
【中图分类】TM762
【相关文献】
1.多机系统TCSC非线性PID控制器研究 [J], 王克文;朱永胜;董燕
2.多机系统TCSC逆推鲁棒控制器设计 [J], 王宝华;杨成梧;张强
3.极点约束下TCSC的LMI鲁棒控制器设计 [J], 吴春芳;钟云
4.含TCSC的多机系统非线性最优控制 [J], 唐丽
5.利用LMI技术设计鲁棒电力系统稳定器 [J], 杨秀;王西田;陈陈
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