轻型高压直流输电系统的动态建模及非线性解耦控制

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VSC-HVDC轻型直流输电PQ解耦研究与仿真

VSC-HVDC轻型直流输电PQ解耦研究与仿真
李一然;杜诗瑶;傅琪雯;汪小青;赵艺婷;马鸿文
【期刊名称】《煤矿现代化》
【年(卷),期】2017(000)006
【摘要】本文分析了轻型直流输电VSC-HVDC的工作原理、数学模型和电网电压矢量定向VOC控制策略,推导了电流内环的前馈解耦机理.基于Matlab仿真平台,搭建了2000MVA的VSC-HVDC轻型直流输电仿真模型,实验结果表明通过PQ解耦,实现了潮流控制、无功控制和两不同频率的交流电网互联等.
【总页数】5页(P89-93)
【作者】李一然;杜诗瑶;傅琪雯;汪小青;赵艺婷;马鸿文
【作者单位】中国矿业大学信息与控制工程学院,江苏徐州 221116;中国矿业大学电气与动力工程学院,江苏徐州221116;中国矿业大学电气与动力工程学院,江苏徐州221116;中国矿业大学电气与动力工程学院,江苏徐州221116;中国矿业大学电气与动力工程学院,江苏徐州221116;中国矿业大学电气与动力工程学院,江苏徐州221116
【正文语种】中文
【中图分类】TM721.1
【相关文献】
1.VSC-HVDC故障穿越控制策略的仿真模型的研究 [J], 程明;杜海超
2.基于轻型直流输电控制系统的VSC换流控制器仿真研究 [J], 曾琴;戴晓红;刘沛
立;刘明
3.轻型直流输电控制策略及仿真研究 [J], 毕晓龙;翟旭京
4.轻型直流输电系统的仿真研究 [J], 轩明利; 范永奎; 孔竞
5.基于背靠背VSC-HVDC电网间同期并列装置实现UPFC的仿真研究 [J], 刘家军; 王锟; 杨松
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(工业过程控制)10.解耦控制

动态解耦
在系统运行过程中，通过动态调整控制参数或策略，实现耦合的实时解耦。
解耦控制的方法与策略
状态反馈解耦
通过引入状态反馈控制器，对系统状态进行实时监测和调整，实现解
耦。
输入/输出解耦
通过合理设计输入和输出信号，降低变量之间
的耦合程度。
参数优化解耦
通过对系统参数进行优化调整，改善耦合状况，实现更好的解耦效果。
通过线性化模型，利用线性控制理论设计控制器，实现系统解耦。
非线性解耦控制
针对非线性系统，采用非线性控制方法，如滑模控制、反步法等，实现系统解耦。
状态反馈与动态补偿解耦控制
状态反馈解耦控制
通过状态反馈技术，将系统状态反馈到控制器中，实现系统解耦。
动态补偿解耦控制
通过动态补偿器对系统进行补偿，消除耦合项，实现系统解耦。
特点
解耦控制能够简化系统分析和设计过程，提高系统的可维护性和可扩展性，同时降低系统各部分之间的相互影响，增强系统的鲁棒性。
解耦控制的重要性
01
02
03
提高系统性能
通过解耦控制，可以减小系统各部分之间的相互干扰，提高系统的整体性能。
简化系统设计
解耦控制能够将复杂的系统分解为若干个独立的子系统，简化系统的分析和设计过程。
调试和维护困难
耦合问题增加了系统调试和维护的难度，提高了运营成本。
解耦控制在工业过程控制中的实施
建立数学模型
01
对工业过程进行数学建模，明确各变量之间的耦合关系。
选择合适的解耦策略
02
根据耦合程度和系统特性，选择合适的解耦策略，如状态反馈、
输出反馈等。
控制器设计
03

基于MATLAB的轻型高压直流输电系统仿真

基于MATLAB的轻型高压直流输电系统仿真
屈鹏
【期刊名称】《中国西部科技》
【年(卷),期】2009(8)22
【摘要】本文分析了轻型高压直流输电的基本原理,建立了基于MATLAB的轻型高压直流输电系统的仿真模型.通过对三相接地短路的分析,验证了所建立的仿真模型和控制系统的正确性和合理性,为进一步研究轻型高压直流输电系统的物理模型奠定了理论基础.
【总页数】2页(P25,36)
【作者】屈鹏
【作者单位】贵州大学电气工程学院,贵州,贵阳,550003
【正文语种】中文
【中图分类】TM7
【相关文献】
1.轻型高压直流输电系统的MATLAB仿真
2.基于PSCAD/EMTDC的背靠背高压直流输电系统仿真
3.基于PSCAD的云广特高压直流输电系统仿真模型建立
4.基于MATLAB/Simulink的高压直流输电系统仿真研究
5.基于MATLAB的超高压直流输电系统仿真研究
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基于状态反馈线性化法的多馈入高压直流输电系统控制器设计

基于状态反馈线性化法的多馈入高压直流输电系统控制器设计殷琦;李国庆;刘赟静【摘要】高压直流输电(HVDC)系统的附加控制器可以改善系统的稳定性.针对多馈入高压直流输电系统,应用非线性控制理论中的状态反馈线性化法设计了直流系统的附加控制器.首先建立了多馈入高压直流输电系统的数学模型,然后推导出稳定控制规律,推导过程中考虑了2条直流系统附加控制的相互影响,最后以一个3机和2条直流线路构成的系统为例进行了仿真研究.研究结果表明:与传统控制器相比,该控制器能更好地改善系统的稳定性.【期刊名称】《东北电力大学学报》【年(卷),期】2014(034)002【总页数】5页(P38-42)【关键词】非线性附加控制器;多馈入直流系统;状态反馈精确线性化【作者】殷琦;李国庆;刘赟静【作者单位】东北电力大学电气工程学院,吉林吉林132012;东北电力大学电气工程学院,吉林吉林132012;吉林供电公司,吉林吉林132001【正文语种】中文【中图分类】TM733通常直流系统的容量很大，若能控制直流系统的传输容量，便可以为相联的交流系统提供有力的支持，也就是说通过直流调制来改善交直流系统的阻尼特性，同时提高整个系统的暂态稳定性。

直流调制的原理是在已有的直流输电控制系统中加入非线性附加控制，从两端交流系统中提取反映系统异常的信号，如大幅度的功率突变，或者大的频率变动，以此来改变直流线路上的传输功率［1-2］。

随着我国电网长距离高压直流输电工程建设的越来越完善，对多馈入HVDC系统的研究也越来越深入，其中的换流器控制对保证系统的性能起到非常重要的作用。

本文将非线性控制理论，即将状态反馈线性化法应用于多馈入HVDC系统附加控制器的设计中，以包含2条直流输电线路的3机系统为例，研究多馈入系统中非线性附加控制策略的设计方法。

该方法选取三端等值系统的功角差为控制目标，以此判定系统的暂态稳定性是否有所提高。

由于该方法需要针对整个系统的结构来推导控制策略，下面将根据具体的系统结构来建立控制系统的数学模型。

轻型直流输电系统鲁棒非脆弱H∞控制器设计

轻型直流输电系统鲁棒非脆弱H∞控制器设计王鹏;王奔;常晓【摘要】建立了轻型直流输电系统dg0坐标系下的电压源型换流器被控对象的状态空间方程,考虑到模型参数的不确定性和不确定系统的控制器参数在一定范围内发生加性范数有界摄动的情况.利用线形矩阵不等式(LMI)方法对鲁棒非脆弱H∞状态反馈控制器的设计进行了研究,然后分别对输电系统整流侧和逆变侧设计了鲁棒非脆弱H∞控制器.最后建立了MATLAB仿真模型,将所设计的控制器与H∞控制器进行仿真分析,仿真结果表明所设计的控制器具有良好的非脆弱性和鲁棒性.【期刊名称】《电力自动化设备》【年(卷),期】2013(033)012【总页数】5页(P128-132)【关键词】轻型直流输电;H∞控制器;非脆弱性;电压源型换流器;线形矩阵不等式;鲁棒控制;模型【作者】王鹏;王奔;常晓【作者单位】西南交通大学电气工程学院,四川成都610031;西南交通大学电气工程学院,四川成都610031;西南交通大学电气工程学院,四川成都610031【正文语种】中文【中图分类】TM721.10 引言轻型高压直流输电（HVDC Light）是新一代输电技术，其主要特点是采用全控型电力电子器件构成的电压源型换流器VSC（Voltage Source Converter），取代常规直流输电中基于半控型晶闸管器件的电流源型换流器［1］。

与常规直流输电技术相比，轻型直流输电技术具有有功功率和无功功率可快速独立控制、潮流翻转方便快捷以及可向无源负载供电等诸多优点［2-3］。

近年来，轻型直流输电技术被广泛用于电网互联、海岛供电和风电并网等领域，取得了很大的成功并日益受到重视［4-6］。

众多学者对轻型直流输电系统的建模与控制等进行了大量且富有成效的研究［7-10］。

然而，这些研究没有考虑建模过程中模型参数的不确定性，所设计控制器大都采用了简单的PI控制，没有考虑干扰的影响。

在实际工程中，干扰是确实存在的，它会影响控制器的控制精度甚至导致整个系统的不稳定。

一种新的MIMO非线性系统动态解耦控制方法_段翀

1. 2. 2. 2 算法收敛性、稳定性以及步长自适应调整分析取李雅普诺夫函数为 E ( k ) = 到: 1 2 e ( k ) , 则可得 2 ( 11)
T
( 1) ( 2) ( 3) ( 4) ( 5)
1 2 2 $ E ( k ) = 2 ( e( k + 1) - e( k ) ) e ( k + 1) = e ( k ) + $ e( k ) = e( k ) + 由梯度下降法的原理可知 : 9 e( k ) 9 y( k) $W = - Ge( k ) = - Ge( k ) 9W 9W 结合式( 11) ～式 ( 13) 可得 : e ( k + 1) = e ( k ) + e ( k ) 1- G 9 e( k ) 9W
K [ 17]
图 1 解耦控制系统的结构图
( 1) 两个 PID 控制器采用神经网络 PID 调节规律 , 根据输出 y 1 , y 2 与各自给定输入 R 1, R 2 之间的差值以及各自解耦辨识器反馈的灵敏度信息调整相应 PID 控制器的输出 u 1, u 2, 同时实现 PID 控制器参数的自整定。 ( 2) 回归小波解耦辨识器则利用回归小波网络的非线性动态映射能力 , 对耦合系统完成在线准确建模以及灵敏度信息的回馈, 通过学习算法与控制器共同作用完成对指定通道的准确跟踪, 从而实现对整个系统的实时解耦操作。 1. 1 回归小波网络回归小波神经网络的结构如图 2 所示 , 设输入层有K 个节点 , 输入向量为x = [ x 1, x 2, … , x K ] , 隐层有 H 个节点, W Iij 表示输入层第 i 个节点到隐层第 j 个节点的连接 , W j 表示隐层第 j 个节点至输出层的连接权, W D j 表示隐层输出到递归层的连接权值。 1. 2 解耦机理及改进算法多层回归小波网络是由小波基函数组成的反馈

《解耦控制系统》课件

绿色化：解耦控制系统将更加绿色化，能够实现节能减排和环保要求
安全性：解耦控制系统将更加安全性，能够实现故障诊断和预警功能
标准化：解耦控制系统将更加标准化，能够实现不同厂家产品的互操作性
技术挑战：如何实现更高效、更精确的解耦控制
应用挑战：如何将解耦控制系统应用于更多领域
市场机遇：随着智能化、自动化的发展，解耦控制系统的市场需求将不断增加
解耦控制系统
汇报人：PPT
目录
添加目录标题
解耦控制系统的基本概念
解耦控制系统的设计方法
解耦控制系统的实现过程
解耦控制系统的优缺点分析
解耦控制系统的未来发展与展望
添加章节标题
解耦控制系统的基本概念
解耦控制系统是一种能够将多个输入信号分离，并分别控制各个输出信号的控制系统。解耦控制系统的主要目的是实现多个输入信号的独立控制，避免相互干扰。解耦控制系统通常包括解耦器、控制器和执行器等部分。解耦控制系统的应用广泛，如工业自动化、航空航天、机器人等领域。
其他控制系统的缺点：无法有效消除耦合效应，系统的稳定性和准确
性较差
解耦控制系统的未来发展与展望
智能化：解耦控制系统将更加智能化，能够自动识别和控制各种复杂工况
网络化：解耦控制系统将更加网络化，能够实现远程监控和诊断
集成化：解耦控制系统将更加集成化，能够实现多种功能的集成和协同工作
优点：能够实现系统的解耦，提高系统的稳定性和性能
解耦控制系统的设计方法：参数优化解耦控制参数优化解耦控制的原理：通过调整系统参数，实现系统的解耦控制参数优化解耦控制的步骤：确定系统参数、优化参数、实现解耦控制参数优化解耦控制的应用：在电力系统、自动化控制等领域有广泛应用

解耦控制系统PPT课件模板

不当的解耦控制策略可能导致系统出现新的稳定性问题，如振荡或发散。
解耦控制系统的未来发展方向
智能化解耦控制
多目标优化解耦控制
利用人工智能和机器学习技术，实现自适应、自学习的解耦控制策略。
研究如何同时优化多个性能指标，实现更全面的系统性能提升。
网络化解耦控制
鲁棒性解耦控制
针对网络化控制系统，研究如何实现有效的解耦控制策略。
多变量系统问题
在许多实际工业过程中，系统常常存在多个输入和输出变量，这些变量之间可能存在耦合关系，导致系统难以控制。解耦控制系统旨在解决这一问题。
解耦控制系统的定义
控制策略
解耦控制系统是一种通过某种控制策略，使得多变量系统中的各个变量之间尽可能减少耦合关系的控制系统。
目的
解耦控制系统的目的是提高系统的可控制性和可观测性，使得各个输出变量能够独立地被控制，从而更好地实现系统的性能优化和稳定运行。
06
结论
解耦控制系统的重要性和意义
提高系统性能解耦控制系统能够将耦合的多个过程或子系统进行解耦，从而提高每个子系统的性能和稳定性。
增强系统可靠性解耦控制系统能够降低子系统之间的耦合程度，减少系统故障的传播和扩散，统的设计能够简化系统结构，降低系统复杂性和控制难度，提高系统的可维护性和可扩展性。
详细描述
在能源领域中，解耦控制系统主要用于控制各种能源设备和系统，如风力发电、太阳能发电、火力发电等。通过解耦控制技术，可以实现能源设备的快速响应和精确控制，提高能源的产出和利用率，降低能耗和环境污染。
04
解耦控制系统的优势与挑战
解耦控制系统的优势
提高系统性能
解耦控制系统能够将复杂系统分解为多个独立的子系统，从

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