基于免疫网络理论的TCSC与PSS协调控制

电力系统稳定器(PSS)和可控串联补偿器(TCSC)被广泛用于电力系统的稳定控制,多个控制器之间的交互作用会影响彼此的控制效果.本文介绍了生物免疫系统中不同类型的抗体协调合作,共同清除抗原的协调机理.提出了基于免疫网络理论的协调控制方法,用于在线协调控制多个阻尼控制器,抑制电力系统的功率振荡.以装有多个PSS和TCSC的系统为例,对多个控制器进行在线协调阻尼控制.仿真结果表明该方法能够缩短抑制振荡所需的时间,具有有效性和鲁棒性.     

基于信赖域法的多运行方式下阻尼控制器参数协调

提出了一种多运行方式下电力系统阻尼控制器参数协调方法.在该方法中,采用多运行方式下所有机电振荡模式的阻尼比度量系统的小干扰稳定性,将所有阻尼控制器的参数协调表示为带不等式约束的非光滑优化问题,采用非光滑优化信赖域法求解该问题,求得的阻尼控制器协调参数对多种运行方式下系统的所有振荡模式具有总体最优的阻尼效果.算例分析中,Anderson 3机系统2.7 s收敛于最小阻尼比0.350 2,New England 10机系统28.8 s收敛于最小阻尼比0.177 6.结果表明,所提方法收敛速度快,能有效地抑制系统的低频振荡,适合于多机电力系统多种运行方式下的参数协调.     

UPFC附加阻尼和PSS控制器参数协调优化方法研究

电力系统稳定器(PSS)与统一潮流控制器(UPFC)附加阻尼控制(POD),在抑制系统低频振荡方面得到了广泛的关注,PSS与POD控制器参数对其抑制能力具有决定作用.建立了UPFC及POD和PSS的数学模型,在PowerFactory平台搭建了UPFC并网并含有POD和PSS的四机两区系统仿真模型;根据模态分析理论,建立了量化控制器参数对系统阻尼和阻尼比影响的目标函数,通过改进惯性权重粒子群(PSO)算法寻找满足目标函数最小值的最优控制器参数组合,并通过特征值分析和时域仿真验证了参数优化方法可以有效地提高系统抑制振荡、保持稳定运行的能力.     

用于阻尼互联系统区域间振荡的TCSC控制器设计

将留数方法应用于线性的电力系统方程,得到了适用于不同的控制器输入输出的一般形式,可用于各种控制装置。它和模型灵敏度法一起用于TCSC,则可确定装置的安装地点、反馈信号、控制器的设计。比较阻尼率的变化和传输能力的提高来说明TCSC阻尼区域间振荡的有效性。     

基于模拟退火-单纯形法的模型参数估计研究

针对模型参数估计问题难以准确求解的不足,提出了一种模拟退火和单纯形算法结合的混合优化算法.该算法利用模拟退火的随机全局搜索能力和单纯形算法的确定性多面体搜索策略,把这2种算法进行结构上的组合,通过采用新的反射操作,构成了模拟退火单纯形算法用来求解带有约束的优化问题.对7种测试函数的实验结果表明:该混合优化算法比传统模拟退火算法和单纯形算法有着更好的搜索精度.最后将该算法运用在了模型参数估计问题上,能够准确地辨识出模型参数,证明了该算法在模型参数估计问题中的有效性.     

交直流电力系统中附加控制器与稳定器的协调设计

交直流电力系统低频振荡是运行中的一个严重问题.在交流系统中装设电力系统稳定器PSS,在直流系统中配置附加的控制器DCM可以有效地抑制低频振荡.本文应用分散控制器的参数设计思想,提出一种适用于交直流电力系统中装设DCM与PSS及其参数协调的设计方法,对抑制低频振荡可以达到预期的效果.     

分散H∞低阶控制器在不确定电力系统中的应用

提出了一种新的方法为具有不确定性的实际电力系统设计分散鲁棒H∞阻尼控制器。采用多胞型模型将系统运行状态的各种变化描述为以若干个典型运行参数为顶点的凸集。分散H∞控制器的设计可以归结为基于同伦参数法的两个线性矩阵不等式的求解问题。所提的方法可以得出较低阶的鲁棒控制器，具有工程实用性。将其与系统模型降阶法相结合，可进一步减轻计算负担，进而适用于实际电力系统的控制器求解。算法分别用于SVC的分散附加阻尼控制器和19机IEEE标准测试系统的PSS设计。算例结果表明，分散控制器相互协调，不但显著地提升系统的阻尼比，使其具有良好的抗干扰能力，且对于严重故障后产生的持续振荡具有很好的抑制作用。     

基于双层优化结构的统一潮流控制器阻尼控制策略

针对统一潮流控制器(UPFC)阻尼控制器在镇定信号传输存在时滞时会导致电力系统阻尼性能降低甚至失稳的问题,建立计及信号传输时滞的UPFC阻尼控制模型,提出综合考虑阻尼比和时滞稳定裕度的UPFC阻尼控制策略设计方法,将该设计问题转化为约束优化问题,并提出求解该问题的双层优化结构算法(TLOSA),其内层采用基于自由权矩阵的线性矩阵不等式(LMI)方法求解电力系统时滞稳定裕度,外层采用粒子群优化算法获取最优阻尼控制策略。研究结果表明:该算法具有保守性低和易于实现等优点;利用该方法可以获得最优的UPFC阻尼控制策略,使得电力系统既能有效阻尼低频振荡,又能容忍一定的信号传输时滞。     

基于粒子交叉融合算法的PSS参数优化

基于单机无穷大系统模型,通过采用一种新的粒子融合算法对电力系统稳定器（PSS）进行参数优化,以达到更好的低频振荡抑制效果。引入交叉操作的粒子融合算法是一种应用于连续空间的、具有较好的全局搜索能力和寻优速度的改进粒子群算法（PSO）。用Matlab软件进行仿真,结果表明,该方法设计的PSS稳定性有较大提高。     

基于零动态原理的TCSC非线性控制器

基于微分几何控制理论,利用零动态响应方法设计TCSC(thyristor-controlled series compensation)控制器,用于抑制线路的功率振荡．设计的控制器只需要依赖于TCSC自身的动态方程,包括装置的固定和可调电抗参数,装置的动态时间常数,并只须反馈本地的测量信息,实现简单,鲁棒性强,能够适应系统的运行方式的变化．仿真结果表明,该非线性控制器具有较好的抑制线路功率振荡的作用,能够提高系统运行的稳定性．     

基于线性二次型最优控制理论的多频段高压直流附加阻尼控制器设计

针对交直流混合输电系统中存在的低频振荡和次同步振荡共存的问题,采用总体最小二乘-旋转不变技术对低频振荡和次同步振荡进行分析,获得系统的相关振荡频率、阻尼比以及系统降阶模型;再基于二次最优控制原理设计多频段高压直流附加控制器。利用直流功率快速调节的特点,对交流系统中因功率不平衡引起的振荡进行抑制;并引入极大极小值原理和改进粒子群算法来对控制器参数进行优化,最终达到同时抑制低频振荡和次同步振荡。最后在PSCAD/EMTDC中搭建某实际电网模型进行仿真验证;同时设计传统PI控制器进行分析对比。结果表明所设计的控制器具有更好的抑制效果和较强的鲁棒性。     

基于多目标混合进化算法的多台TCSC控制器协调设计

将多台可控串联补偿器(TCSC)之间的协调运行问题转化为多目标优化问题,详细介绍了一种基于进化规划和粒子群优的多目标混合进化算法(MOEPPSO),提出了基于MOEPPSO的协调控制器设计方法.采用多目标混合进化算法优化控制器参数,得到一组Pareto参数解集,为运行人员提供更丰富、准确的信息.在装有两台TCSC的IEEE典型四机两区域系统研究实例中,非线性时域仿真验证了所提方法的有效性.与单独设计控制器的方法相比较,所提方法能够更好地提高互联系统的稳定性.     

TCSC非线性自校正控制策略的研究

针对扰动对TCSC(Thyristor Controlled Series Compensator)系统动态性能的影响,提出了含TCSC系统的非线性自校正自适应控制策略.利用微分几何法和最小方差自校正原理,设计了TCSC非线性自校正自适应控制器.这种控制器能实时检测系统的外扰,并通过控制扰动后系统发电机的功角摇摆曲线来进行自动校正.仿真表明:这种控制器对系统发电机摇摆具有良好的阻尼作用,不但能快速调节容抗、改善系统的稳定性,并且具有较强的自适应性和鲁棒性.     

Self-learning Fuzzy Controllers Based On a Real-time Reinforcement Genetic Algorithm

ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎＳｉｎｃｅｔｈｅｐｉｏｎｅｅｒｉｎｇｒｅｓｅａｒｃｈｏｆＭａｍｄａｎｉａｎｄｈｉｓｃｏｌｌｅａｇｕｅｓｏｎｆｕｚｚｙｃｏｎｔｒｏｌ[1] ,ａｓａｐｏｗｅｒｆｕｌａｐｐｒｏａｃｈｔｏｃｏｎｔｒｏｌｓｙｓｔｅｍｓｗｉｔｈｅｘｐｅｒｉｅｎｃｅｋｎｏｗｌｅｄｇｅ,ｉｔｈａｓｂｅｅｎｗｉｄｅｌｙａｎｄｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙａｐ ｐｌｉｅｄｔｏｔｈｅｃｏｎｔｒｏｌｏｒｍａｎｙｓｙｓｔｅｍｓ,ｉｎｃｌｕｄｉｎｇａｎｕｍｂｅｒｏｆｒｅａｌｗｏｒｌｄｐｈｙｓｉｃａｌｐｒｏｂｌｅｍｓ Ｔｈｅｓｅｓ…     

采用神经网络和遗传算法组合的自学习模糊控制器

本文提出一种新型的、采用神经网络和遗传算法组合自学习构造模糊控制器的方法。该方法将神经网络的实时增强学习能力融合于遗传算法的全局搜索中,提高了系统的收敛速度、实时学习能力和控制性能,而不需要提供系统动力学知识和先验控制经验。作者以倒立摆系统和家用空调器作为控制对象,通过仿真计算检验了该方法的有效性。     

可控串联补偿的非线性模糊PID控制

分析了模糊自适应PID控制和可控串联补偿的非线性控制规律,并针对电力系统的高阶、强非线性特性,设计了单机-无穷大系统条件下可控串联补偿的非线性模糊PID控制器。仿真结果表明,该控制器对提高电力系统暂态稳定性及抑制阻尼功率震荡具有良好的效果。     

最优PI控制器参数整定及评价

传统的PI(proportional-integral)控制器整定公式不能灵活地适应具体控制系统特定的性能要求。该文提出一种面向性能指标的最优PI控制器参数整定和鲁棒性评价的方法。首先基于广义Hermite-Biehler定理,计算保证闭环系统稳定的PI控制器参数范围;然后利用具有全局寻优能力的遗传算法,按照指定的性能指标在该范围内进行参数优化。根据Monte-Carlo随机试验原理,对模型参数在一定范围内摄动时的鲁棒稳定性和性能鲁棒性进行了定量的比较和评价。仿真研究表明,方法在指定的性能指标上取得了满意的控制效果,在模型发生摄动时与其他4种方法相比较,具有较好的性能鲁棒性。