含电压稳定裕度约束的模型预测电压控制器设计

本文提出一种基于模型预测控制的新型电压控制器设计方案,当系统发生扰动导致电压下降时,该控制器通过调节发电机参考电压设定值和无功补偿点的电容器投切量,使故障后系统电压恢复并满足给定的电压稳定裕度。该滚动优化模型中,目标函数综合考虑了电压偏移和控制成本,其等式约束为系统微分代数方程式,并将电压稳定裕度约束引入到不等式约束条件中。为了提高求解效率,采用直接动态优化方法将该动态优化模型转化为非线性规划问题,并采用AMPL优化建模软件提供的内点算法求解。以新英格兰39节点系统为基础构造的算例表明了所提方法的有效性。     

基于模型预测控制的风电场无功电压协调控制策略

针对风电场中并网点电压波动以及传统的无功补偿电压控制方法中因利用系统当前信息进行控制而导致控制滞后和无功补偿设备之间不协调等问题,提出基于模型预测控制(model predictive control,MPC)和扰动观测器(disturbance observer,DOB)的风电场无功补偿设备协调控制方法.首先,建立风...     

最优协调电压控制直接Radau配置算法

根据准稳态假设,建立含连续-离散时间微分-代数方程约束的最优协调电压控制模型, 并采用现代最优控制理论中的直接法求解该动态优化问题。根据Radau配置法将动态优化问题转化为连续变量与离散变量并存的非线性规划问题。为考虑有载调压变压器变比、可投切电容器组和待切除负荷的离散特性,引入离散变量的罚函数处理机制,并采用非线性原对偶内点算法求解。新英格兰10机39节点系统的仿真结果表明,所提出方法能有效地协调各种控制设备动作,从而增强系统的长期电压稳定性。     

含风电场电力系统电压稳定裕度模型

大量风电并网运行将会影响电力系统电压稳定性,为准确评估风电对电力系统的影响,提出了一种求取含风电场系统电压稳定裕度概率分布的算法。该算法在计算电压稳定裕度与风速之间的灵敏度矩阵的基础上,求取各风电场风速分布的中心距以及各阶半不变量,利用G ram-Charlier级数反变换得到电压稳定裕度的概率分布。在IEEE 39节点标准测试系统中进行了测试,计算结果表明了该算法的正确性和实用性。     

基于执行依赖启发式动态规划的紧急电压控制

针对长期电压稳定场景,应用执行依赖启发式动态规划方法设计紧急电压控制器,协调各种不同类型的控制手段来维持系统的长期电压稳定.利用每个控制周期节点的电压偏差二次型构建效用函数,对未来控制时间的效用函数累加建立代价函数,建立长期电压稳定控制的动态规划模型,采用BP神经网络建立评价网络和执行网络,根据Bellman最优化原理来训练评价网络,用于近似出代价函数,并由执行网络产生最优控制量,进而求解问题.最后,以新英格兰10机39节点系统为例,建立基于PSAT的仿真算例,结果表明所提的控制方案可行且有效.     

电力系统负荷预测的综合模型

电力系统负荷预测中,序列量一般采用多种方法进行预测,得到多种结果。基于这些结果,提出了以各时段残差平方和最小为目标函数的负荷预测的综合模型,并根据模型特点,给出了简捷直观的求解方法。进一步分析了模型的物理意义,提出了一个近似的综合预测模型,从而在保证一定精度的前提下减少计算量。研究了该方法在电力系统负荷预测中的应用,分析结果表明,这两种综合预测模型的拟合精度均明显优于各种单一模型,并能得到更好的预测效果。     

考虑暂态电压稳定的二级电压紧急控制

建立暂态电压稳定分析的微分代数方程组,并提出应对暂态电压稳定问题的二级电压紧急控制策略.该紧急控制策略在常规二级电压控制的基础上减小二级电压控制的时间常数,并将系统发生故障后电压失稳最严重的负荷母线的电压偏差引入到二级电压控制的目标函数中,采用有效集法求解紧急二级电压控制的二次规划模型.在PSAT仿真环境下建立含二级电...     

基于可信性理论的含风电场电力系统电压稳定性评估

针对风力随机性对电力系统静态电压稳定性影响问题,提出一种基于可信性理论的静态电压稳定概率评估与节点电压相对稳定性模糊评估相结合的综合评估方法。基于电压无功灵敏度分析方法选取雅克比矩阵的对角元素取值范围为静态电压稳定性的可信性评估指标,并利用可信性反演理论得到单次抽样的节点电压相对稳定性模糊评估矩阵。该方法克服了随机参数分布函数类型对静态电压稳定分析结果的影响,通过仿真计算结果的对比分析,证明该方法在计算量和计算精度方面具有优越性,同时也可实现实时评估。     

电力系统电压稳定问题分析及控制方法研究

我国社会经济不断发展,带动了电力行业的不断进步。电力系统电压稳定是电力企业急需解决的重点问题之一,涉及到发电、输电和配电系统,与电力系统稳态和动态特性有密切联系。电压控制、无功补偿、功角稳定（同步）等都对电压稳定产生影响。概述了电力系统电压稳定的基本概念,指出了静态电压稳定与动态电压稳定的分析方法,根据电压稳定性需要应考虑的问题,提出了电力系统电压稳定的控制方法。     

含风电场电力系统电压波动的随机潮流计算与分析

提出了用随机潮流计算分析风电场并网所引起的系统电压波动的方法.该方法全面考虑了风电场出力变化、负荷波动、发电机停运以及线路故障等随机因素,通过随机潮流计算求出风电场并网后系统各节点电压的概率分布,其中特别包括风电场接入点的电压波动情况.在此基础上,该方法可以对风电场的无功补偿进行进一步分析.此外还证明了用三参数的Weibull分布描述风速变化可以更好地反映高风速对风电机组输出功率的影响,对于常年风速较高的风电场更适合采用此分布描述.对接有风电场的IEEE RTS 24节点系统进行的算例分析证明了该方法的有效性,并通过实例说明了如何利用该方法指导对异步风力发电机的无功补偿.     

一类非线性系统的模型预测控制算法

本文提出一个用于仿射非线系统的模型预测控制算法。首先设计一个静态的非线性状态反馈以获得Ｉ／Ｏ线性化的闭环系统；然后，对此闭环系统设计模型预测控制算法以获得良好的动态特性和抗干扰性能。本文以一个实例说明了该算法的有效性。     

多模型预测控制的平滑切换

基于预测控制应用在多模型系统时的切换扰动,在切换时间ｔ０ 已知条件下,通过重新构造系统的步限矩阵,提出了一种控制系统平滑切换的广义预测控制算法．预测控制中步限矩阵是预测步限Ｎ 步内Ｄｉｏｐｈａｎｔｉｎｅ 方程的系数．研究了当前计算时刻ｔ在计算步长ｋ：①ｔ＋ ｋ＜ ｔ０＋ １;②ｔ＋ ｋ＝ ｔ０＋ １;③ｔ０＋ １＜ ｔ＋ ｋ≤ｔ＋ Ｎ 三种情况下步限矩阵的元素构成,实现了多模型控制系统的平稳切换．仿真结果表明该方法的有效性     

风电系统电压稳定性的Hopf分岔控制仿真

针对风电系统平衡点的Hopf分岔, 计算了含静止无功补偿器风电系统的Hopf分岔点, 并通过解析算法判断Hopf分岔类型, 分析了无功功率及静止无功补偿器对风电系统电压稳定性的影响. 为了消除Hopf分岔, 提出采用线性反馈控制方法控制风电系统的Hopf分岔. 实验结果表明, 风电系统无功功率增加导致系统出现Hopf分岔, 静止无功补偿器通过补偿无功功率延迟Hopf分岔, 提高系统的电压稳定域, 线性反馈控制方法有效地消除了风电系统的Hopf分岔.     

时变不确定系统的变时域鲁棒模型预测控制

针对多包描述的时变不确定系统, 通过分析该方法的可行性和闭环稳定性, 提出一种变时域鲁棒预测控制器的设计方法, 使得在与现有方法有相同初始可行域的前提下, 保证了只要问题初始可行就有闭环系统二次稳定. 仿真结果表明了算法的有效性.     

基于聚类分区的风电场无功电压优化控制策略

随着风电渗透率的不断增大,并网风电场的机端电压稳定面临巨大挑战。研究了风电场内部各节点的无功电压特性,提出一种基于机组有功出力聚类分区的无功电压优化控制策略：通过自动电压控制系统获取风电场当前的电压指标与实际运行数据,计算出风电场的无功需求;以历史有功出力数据对场内机组进行模糊C聚类分区;利用改进的粒子群算法寻找最优无功分配方案,对每一区域进行无功电压控制。在MATLAB上进行仿真,与传统根据各机组无功容量进行分配的方案进行对比,仿真结果表明,所提控制策略能够有效改善风电场并网点电压控制性能,减小风电场内机组机端电压的波动。     

非线性系统的多模型预测控制方法

提出了一种基于多模型的预测控制方法,用于解决典型非线性对象——污水生化处理过程中的控制问题.首先给出了基于局部模型的多模型建模方法,该方法从积累的大量系统输入输出数据中找出与系统当前模态相匹配的数据集合,利用局部多项式拟合方法建立系统的局部模型,再根据系统模态的变化建立系统的多个模型;将所得多模型与预测控制相结合,提出一种多模型预测控制方法,从而解决了一类结构未知、仅使用大批历史数据工业过程的控制问题.仿真试验说明了该方法的有效性.