基于FOPI+FOPD控制器的单区域电力系统频率控制及电压调节

为了解决电力系统发生扰动时频率及电压波动持续时间较长的问题,在FOPID控制器以及PI+PD级联控制器的基础上提出了FOPI+FOPD控制器,将其应用于单区域电力系统的负荷频率控制及自动电压调节中,并通过基于Levy变异的帝国竞争算法对负荷频率控制器及自动电压调节控制器的参数进行寻优.仿真结果验证了FOPI+FOPD控...     

基于分数阶PI~λ控制器的单容水箱液位控制

讨论分数阶PIλ控制器在单容水箱液位控制中的应用问题,给出了一种基于图解稳定性准则的PIλ控制器的设计方法.研究了PIλ控制器的参数稳定域,然后在稳定域内进行系统性能的设计,并提出具体的设计算法.通过Matlab仿真和水箱液位控制系统的实际操作实验,对分数阶PIλ控制器、整数阶PI控制器和常规Ziegler-Nichols参数整定方法进行比较,说明了本文设计方法的有效性和分数阶PIλ控制器的优越性.     

多区域互联电网的分散式模糊PID负荷频率控制

为了有效改善多区域互联电网的动态稳定性,提出一种分散式模糊PID负荷频率控制方法.该方法为互联电网每个区域设计一个模糊PID控制器,以区域频率偏差和联络线功率偏差为控制目标,根据区域控制偏差的变化量,运用模糊推理,在线修正PID调节参数,从而控制互联电网快速趋于动态稳定.针对三区域环型互联电网,考虑发电速率的限制,对其负荷扰动和模型参数摄动进行仿真.结果表明:与传统PID算法相比较,所提出的方法具有更强的适应性、鲁棒性及扰动抑制能力,能使系统取得更好的动态控制性能.     

考虑风电不确定性的自适应MPC负荷频率控制方法

对风电不确定性引起的电力系统负荷频率控制变化问题展开研究.首先,对双馈风机(DFIG)虚拟惯性控制特征进行分析,构建风电参与的自动发电控制(AGC)系统模型;其次,讨论系统等效惯性时间常数H与风速变化的关联关系,描述风电不确定性对自动发电控制系统参数的影响;最后,进行自适应模型预测控制策略的设计,保证在风电输出不确定的情况下,控制器能够针对系统参数变化进行自适应调整,以保证最优的负荷频率控制效果.仿真结果表明:当风速变化而导致系统参数发生改变时,所提方法能够有效抑制高风速带来的等效惯性时间常数下降对频率控制的不利影响,并且具有更好的负荷频率控制能力.     

基于自适应滑模的多区域时滞电力系统负荷频率控制

针对电力系统存在频率偏差的问题,以多区域互联电力系统为研究对象,提出自适应滑模控制方法。考虑电力系统存在通信时滞,建立互联电力系统的负荷频率控制模型。在已知扰动上下界时设计一般的滑模控制器,并在此基础上通过在线估计参数,设计自适应滑模控制器,最后通过MATLAB软件进行仿真验证。仿真结果表明,自适应滑模控制器能够有效地抑制通信时滞及扰动对系统性能造成的不良影响,实现电力系统的负荷频率控制。     

基于模糊自适应PI控制和模型预测控制的MMC-HVDC控制方法

模块化多电平换流器的高压直流输电(modular multilevel converter-high voltage direct current, MMC-HVDC)系统包含外环控制器和内环控制器,是柔性直流输电系统的重要组成部分。传统的外环比例-积分(proportional-integral, PI)控制器的参数固定,没有自适应能力,稳定性和抗干扰性能较差;同时传统的内环控制器是在dq旋转坐标系下的解耦控制系统,其结构复杂,容易出现超调。因此,提出一种基于模糊自适应PI控制和模型预测控制(model predictive control, MPC)的MMC-HVDC控制方法,以简化系统结构,增强动态响应性能,进而使用准比例谐振(proportional resonance, PR)环流抑制控制器来替换传统环流抑制控制器,消除静差值。在Power Systems Computer Aided Design(PSCAD)仿真平台搭建MMC-HVDC系统模型,分别对比了改进前后内外环控制器的性能和环流抑制控制器的环流抑制效果,结果验证了所提方法的有效性和实用性。     

基于模型预测控制的孤岛微电网频率二次控制策略

在多逆变器并联的孤岛微电网系统中,由于线路阻抗以及负荷分布不均等因素的影响,采用传统的下垂控制会导致稳态下系统频率偏离额定值.为了消除频率偏差,通常采用分层控制方法,但二次层中采用PI控制无法解决不确定通信延时对系统稳定性的影响.为此,在分层控制的基础上,提出了一种基于模型预测控制的孤岛微电网频率二次控制策略,在二次控制系统设计中采用模型预测控制方法,以此解决不确定延时对系统频率的影响;并采用小信号模型和参与因子分析系统的稳定性.最后,通过Matlab/Simulink仿真验证采用所提控制方法的分层控制系统对不确定延时具有较强的鲁棒性,验证了所提控制方法的有效性和可行性.     

模型预测控制(MPC)系统仿真软件开发与实现

介绍了基于PC机平台的模型预测控制(MPC)系统仿真软件的开发与实现过程。该软件包含MAC、IMAC、DMC、DDMC和GPC五种预测控制算法，可以用不同的方法实现对预测控制系统的综合性仿真，包括扰动对系统性能的影响以及控制器参数调整的作用等。利用该软件可对模型预测控制系统的作用机理做进一步仿真分析，并有助于定性分析各种算法中设计参数对系统性能的影响以及不同算法之间的区别。     

基于动态优化的多模型广义预测控制器设计

针对工业控制过程中广泛存在系统参数突变的问题,将多模型切换的广义预测控制器引至动态优化策略下的分层式控制系统中,设计了基于动态优化的多模型广义预测控制器.该模型预测控制结构以获取最大经济效益为目标,上层结构对经济目标函数进行动态优化,得到使经济利益最大的关键变量设定值;下层结构中MPC层采用多模型广义预测控制器代替传统单模型广义预测控制器追踪上层得到的设定值,即采用多个固定模型和自适应模型并行辨识系统的动态特性,提高系统暂态性能和模型参数跳变时系统的调节能力;底层为PID控制器用于抑制过程中的扰动.通过仿真验证了该方法的可行性和有效性.     

改进SFLA算法在负荷恢复优化中的应用

针对负荷恢复是一个多约束、非线性的多目标优化问题,在综合考虑多负荷点恢复优化及电压、频率、机组出力等多个约束条件的基础上,建立了负荷恢复优化模型,通过参数初始化、适应值函数等措施对蛙跳算法进行改进,然后对模型进行求解得出电力系统最大允许负荷恢复量,最后通过IEEE-19节点系统进行验证,结果表明了该算法的有效性、可行性.     

多区域互联电力系统负荷频率的分散控制

通过引入实时可测量,给出了一种多区域互联电力系统负荷频率控制的动态解耦模型。在大系统关联预估法的基础上,导出了一种仅需本区域的状态信息和在该区域内可测信息的实用有效的分散控制方法。通过实例计算和动态数字仿真,表明用该法设计的分散控制系统,在提高系统的稳定性和动态品质方面,其效果与集中最优控制系统几乎一致。     

基于Anytime算法的模型预测控制器的优化反馈调度

模型预测控制器可以实现为具有Anytime算法特征的模型预测控制（MPC）任务，它允许在执行时间和控制性能之间进行折衷．文中针对一组MPC任务，提出一种优化反馈调度算法（FS-CBS），在有限处理器时间约束范围内使全局控制性能最大化．该算法为每个MPC任务分配了一个恒定带宽服务器（CBS），并对CBS所预定的处理器时间进行动态调节，同时通过约束条件保证整个任务集的可调度性和各组分的稳定性．仿真结果表明，该算法对MPC运行时的执行时间变化不敏感，明显优于基本的CBS算法．     

基于PI控制不同解耦补偿控制器的铝合金MIG焊过程MIMO解耦控制仿真

针对铝合金脉冲MIG焊存在多参数强烈耦合并严重影响过程控制稳定性的问题,建立其多输入多输出(MIMO)控制模型.运用多变量控制理论分析系统的耦合程度,基于PI控制器设计前馈补偿解耦、反馈补偿解耦和对角矩阵解耦3种结构的解耦控制系统.介绍它们的结构和算法,分析控制对象的特点,对铝合金脉冲MIG焊过程进行仿真.仿真结果表明,采用对角矩阵解耦PI控制铝合金MIG焊接过程,能取得满意的动态和稳态性能.     

拒绝服务攻击下多区域互联电力系统负荷频率控制

文章研究拒绝服务攻击(Denial-of-service,DoS)下含有负荷扰动的多区域互联电力系统的负荷频率控制(Load frequency control,LFC)问题.首先,将可再生能源与电动汽车充电系统引入电力系统中,有效补偿负荷扰动对电力系统稳定性的影响.考虑到经通讯网络传输的控制信号易遭受时延和DoS攻击...     

基于Ackermann公式的分散滑模负荷频率控制

提出了一种分散滑模负荷频率控制方法,该方法使用Ackermann公式可使滑模控制的不连续超面以非常简单、明显的方式获得;并将基于Ackermann公式的滑模控制方法推广应用到多区域互联电力系统的负荷频率控制中·对于互联系统各区域控制器的设计只与本区域的状态有关,不需要其他区域的状态反馈信息;该方法在滑模上具有所希望的动态响应,并且对于系统参数变化和外部干扰具有很强的鲁棒性·在该方法中符号函数的幅值对系统的动态有一定的影响;该方法是简单的、有效的,并且能够确保整个系统是渐近稳定的·仿真结果显示了该方法的有效性     

基于模糊PI控制的超声波换能器谐振频率跟踪系统仿真

对于超声波换能器谐振系统,利用传统谐振频率跟踪方法动态性能不甚理想,故而采用模糊控制与PI控制相结合的模糊PI控制方法.首先对超声波发生器系统进行建模,再由模糊规则表、模糊化、反模糊化以及在线仿真整定,确定PI控制器参数,最后以相位差作为模糊PI控制器的输入量,进而得到新的驱动频率控制量,新的驱动频率信号驱动逆变器得到换能器此时所需要的控制频率,即换能器谐振频率.计算机仿真结果表明,模糊PI控制方法使整个系统具有更好的动态和静态性能,能有效地使换能器工作在谐振频率.     

多区域环型结构电力系统鲁棒重叠分散控制

研究一类多区域环型结构互联电力系统的鲁棒分散控制问题.利用大系统包含原理的约束条件,在有机结构控制的基础上提出一种新的电力系统鲁棒分散控制方法.将其应用到三区域环型结构电力系统的自动发电控制(AGC)中进行仿真,结果表明应用该方法设计的控制器较直接使用有机结构控制方法具有更令人满意的控制效果.     

基于复杂系统的短期负荷预测研究及系统设计

运用复杂系统理论分析电力系统.采用聚类方法对用电区域进行子系统划分,并通过改进的神经元网络算法和增加天气因素的预测方法进行短期负荷预测.通过算例和电力系统应用,证实了该算法的可行性,较显著地提高了负荷预测的准确率.     

基于模型预测控制的三相四桥臂有源电力滤波器

针对现有有源电力滤波器数字化控制方法对模型依赖性较强的缺点, 在介绍了正负序系统和零序系统解耦控制的基础上, 提出了一种三相四桥臂有源电力滤波器的模型预测控制(MPC)方法, 以差分方程作为预测模型, 保留了常规MPC中的反馈校正和滚动优化环节, 推导出了最优控制率. 与常用的预测电流控制方法做了对比, 得出了带电源电压观测器的预测电流控制只是模型预测控制的一个特例的结论; 详细分析了参数对稳定性的影响, 修改MPC的参数, 可以在省略带通滤波器的情况下, 允许更大的连接电抗参数建模误差, 鲁棒性比预测电流控制更高.此外, MPC和重复控制相结合消除了MPC所固有的稳态误差. 仿真结果验证了所提方法的有效性和正确性.     

欺骗攻击下多区域互联电力系统的事件触发滑模负荷频率控制（英文）

主要研究了多区域互联电力系统下遭受欺骗攻击的滑模负荷频率控制(load frequency control, LFC)问题.在考虑欺骗攻击的情况下,设计了一个龙伯格观测器来观测系统的状态,利用Lyapunov-Krasovskii (L-K)泛函法构造了一个积分滑模面,并且给出了系统渐进稳定的充分条件.然后,基于观测器的滑模控制器将系统运动轨迹驱使到预先设计的滑模面上,并使系统最终稳定.在此基础上,还引入了事件触发机制,用以减少控制器更新和节点间通信的频率.最后,以一个三区域互联网络电力系统仿真验证了设计方案的有效性.