基于被动控制方法的TCSC控制器及其仿真研究

基于被动控制方法的TCSC控制器及其仿真研究

一、基于无源控制方法的TCSC控制器及其仿真研究(论文文献综述)

刘津铭[1](2020)在《双馈风电场接入弱电网的次/超同步振荡机理及抑制方法研究》文中研究说明随着我国能源战略的转型,能源开发的重心正向以风能为代表的新能源倾斜。近年来,风力发电发展迅速,大量风电并入电网,双馈风电机作为风力发电的主流机型,其装机容量不断提升。与其他形式的新能源发电类似,双馈发电机需要通过电力电子变换器作为桥梁接入电网。随着新能源并网发电规模的不断扩大,越来越多的电力电子设备接入电网,传统电网的电力电子化特征凸显,电网强度降低,导致双馈风电场并网时,振荡问题频频发生,严重威胁电网的安全运行,降低了电网对风电的消纳能力。因此,本文将对双馈风电场接入弱电网的振荡机理和振荡抑制方法进行分析和研究,主要创新点如下:1、综合考虑双馈异步风电机励磁回路、控制环节的锁相环、电流环等因素的影响,建立了单台双馈风机在静止自然坐标系下的正、负序宽频带阻抗模型。然后,在单机阻抗模型的基础上,考虑双馈风电场中机组的箱式变压器、35k V集电线路以及风电场主变压器等元件,建立了双馈风电场的正负序阻抗模型。阻抗扫描仿真结果验证了所建双馈风电场阻抗模型的正确性,该阻抗模型为揭示双馈风电场接入弱电网的宽频带振荡机理和研究振荡抑制方法提供了理论基础。2、采用阻抗分析方法,基于所建双馈风电场正负序阻抗模型分析了双馈风电场接入感性弱电网的振荡机理。双馈风电场的序阻抗在超同步频段呈现电阻分量为负且呈容性的阻抗特性,与感性弱电网交互时,容易使并网系统呈现负阻尼状态,引发振荡。然后,分析探明了场站内集电线、变压器、电网强度、风电场中风机台数和控制器锁相环带宽以及风电场输出功率对双馈风电场稳定性的影响。最后,仿真结果证明了双馈风电场振荡机理分析的正确性。3、针对双馈风电场与弱电网交互而产生的次/超同步振荡现象,在源-荷阻抗稳定性的角度,提出了一种弱电网下对双馈风电机进行阻抗重构的控制方法。此振荡抑制方法,减小了振荡频段中双馈风电场的负阻值阻抗特性,增大并网系统的阻尼,可有效抑制双馈风电场接入弱电网的振荡问题。然后根据阻抗稳定性分析方法,在理论上验证了阻抗重构控制方法的正确性。最后,仿真结果证明了本文所提振荡抑制方法的有效性。

潘橹文[2](2020)在《Buck-Boost变换器的无源性控制研究》文中认为随着科技与社会的不断发展进步,人们对于电力电子装置输出的电能质量要求也是越来越高。特别是如今国家号召大力发展新能源,可将像风能、太阳能等可持续能源转化为电能供人们使用,然而这类能源存在各类干扰问题或者大范围波动问题。为了得到稳定且高质量的电能,开关电源的控制方法近年来成为了各学者研究的热点。相较于线性控制方法,非线性控制方法有着更好的鲁棒性和稳定性,其中无源性控制方法以其结构简单、实现容易加上鲁棒性强、稳定性高、动态性能好等优点而应用广泛。以Buck-Boost型DC-DC变换器作为研究对象,对无源性控制方法进行研究。无源性控制方法起源于网络理论以及物理其他相关分支学科,主要从能量的角度来设计控制器。基于无源性和耗散性的定义,结合其与稳定性的关联,根据端口受控的耗散哈密顿系统进行控制器设计。首先采用等效电路的方法对Buck-Boost变换器的基本工作原理进行详细分析,根据电感电流是否连续,推导出其两种工作模式,在此基础上建立了其在电感电流连续模式下的大信号模型、小信号模型和状态空间平均模型。为了得到更好性能的Buck-Boost变换器系统,首先将Buck-Boost变换器的数学模型变换为PCHD模型形式,采用互联与阻尼配置的无源控制方法,研究设计了基于PCHD模型的Buck-Boost变换器无源控制器,并验证其稳定性。然后运用Matlab/Simulink仿真软件检验该控制方法的有效性。针对基于PCHD模型的无源控制器中注入阻尼系数对系统的影响,分析其不同取值下的控制效果。设计一个新型二阶跟踪微分器,使注入阻尼系数平滑连续地变化,实现在系统启动时给定较大的注入阻尼系数加快收敛速度,而在系统接近稳态时给定较小的注入阻尼系数减小系统的稳态误差,得到基于PCHD模型的变阻尼无源控制器,进一步提升Buck-Boost变换器的动态性能和静态性能。最后根据设计的控制方案,以DSP为控制微处理器搭建了系统的实验平台,在CCS集成开发环境下根据所研究的控制算法进行软件编程,调试和下载程序。通过与恒阻尼无源控制实验比较,验证了变阻尼无源控制的优异性。

汪任潇[3](2019)在《无刷双馈风电系统无源控制策略研究》文中指出无刷双馈电机(Brushless Doubly-Fed Machine,BDFM)取消了电刷和集电环,成为最有可能代替风力发电系统中双馈电机的新型电机;无源控制(Passivity-Based Control,PBC)具有独特的能量视角,是非线性控制中效果最突出的现代控制方法。本文将PBC引入无刷双馈风电系统(Brushless Doubly-Fed Wind Power System,BDFWPS),以端口受控耗散哈密顿(Port-Controlled Hamiltonian with Dissipation,PCHD)系统建模和能量成型控制(Energy-Shaping Control,ESC)为核心,从理论推导和仿真分析两方面,对BDFWPS中的PBC进行了深入探究。首先,根据BDFM的基本结构和运行原理,进一步探究了直接耦合理论中转子谐波的影响,并通过仿真和样机实验例证了结论的正确性;其次,通过建立静止三相和旋转两相动态数学模型,以同步速dq旋转坐标系模型推导了BDFM的功率解耦控制;第三,以无源性和PBC概念为基础,引入了ESC,重点分析了结构矩阵和耗散矩阵的物理意义和设计原则;第四,通过将BDFWPS进行机侧和网侧子系统划分,并进一步使用机械、电气、变换器和滤波电抗子系统反馈互联推得BDFWPS机侧和网侧PCHD模型;第五,分析了BDFWPS机侧和网侧的控制目标,设计了其对应的BDFWPS机侧和网侧ESC策略,并对其有效性和可控耗散值进行了仿真研究,仿真结果与传统PI控制进行了对比分析,结果验证了机侧和网侧ESC的有效性,且通过可控耗散值的调整可实现电网电压轻度跌落时的低电压穿越,与传统PI控制相比具有更好的鲁棒性,简化了PI参数的整定过程。本文从BDFM基础理论和控制出发,逐步引入非线性PBC,既为BDFWPS的控制提供了新的角度和思路,也拓展了PBC的应用场合,为风电系统非线性鲁棒控制奠定了基础,对发展高性能风电控制具有重要意义。

林刚[4](2019)在《直流微网谐振分析及其抑制方法研究》文中研究表明直流微网具有能量转换效率高、兼容性强的优点,可以利用各种不同类型的分布式电源,同时满足不同直流负荷的用电需求。在现存的直流微网结构中,受控变流器以恒功率负载的形式出现,其负阻抗效应降低了系统阻尼;由于缺失传统电源,系统呈现低惯量的运行特性,易出现电压谐振、功率振荡等现象。鉴于此,本文提出了直流微网的谐振分析方法,并设计了有效的谐振抑制方法。首先,本文对主要的稳定判据进行了综述。在小信号稳定性分析方法中,基于阻抗比的稳定性判据最先引起了学者的兴趣,这类判据的缺点是提前假定的潮流方向,该假设与实际不符;其次,子系统的不同划分会导致不同的分析结果。因此,学者们提出了基于无源性的阻抗稳定性判据,该方法依据一端口网络阻抗的无源性对直流微电网的稳定性进行评估。通过对比不同稳定性判据的原理,对他们的保守特性进行了详细的分析。然后,本文结合系统的阻抗模型和节点阻抗矩阵分别提出了分布式控制下直流微网的单母线和多母线谐振分析方法,并利用小信号状态空间模型进行验证。根据各自的控制结构和系统参数对各子系统建立考虑控制器影响的小信号阻抗模型。在此基础上,建立直流微网的等效电路,利用所提方法对系统稳定性进行判定;同时研究了影响系统谐振的主要因素。基于PSCAD搭建了直流微网仿真模型,仿真结果验证了本文提出分析方法的正确性。最后,为提高系统的稳定性,本文提出了增强系统阻尼和惯量的有源阻尼控制与虚拟直流电机控制。本文借鉴有源阻尼的原理在控制环路中引入阻尼信号,通过模拟电阻的阻尼特性或对变换器端口阻抗进行特性重塑,实现谐振抑制、改善系统稳定性的目的。此外,受交流微网中虚拟同步发电机控制的启发,本文将虚拟直流电机控制引入直流微网,通过模拟电机转子惯量和电容端口电压特性,增强直流系统中电压的抗干扰能力。基于PSCAD和Matlab搭建了有源阻尼控制和虚拟直流电机控制的仿真模型,仿真结果验证了本文提出谐振抑制策略的有效性。

赵岩,孙丽颖[5](2018)在《多机电力系统TCSC改进自适应backstepping滑模控制》文中进行了进一步梳理针对含TCSC的两区域互联电力系统,将其等值为两机系统,采用改进backstepping方法、自适应控制以及滑模控制,设计了一种全新的非线性鲁棒控制器。在设计阻尼系数的参数替换律时,采用浸入和不变自适应控制,突破了确定性—等价性原理。将虚拟控制变量的导数看作不确定项,采用滑模控制补偿其不确定性,解决了backstepping方法的"系数膨胀"问题。而且,在设计中,未对系统的数学模型采用线性化方法,使系统的非线性得以保留。最后,仿真结果表明,所设计的控制器明显提高了输电系统的暂态稳定性。

龚志强[6](2018)在《基于哈密顿方法的电力系统鲁棒控制器设计》文中研究表明电力系统是一个强非线性、多维、动态大系统。如果电力系统一旦发生稳定性故障,处理不当可能很快影响全系统的稳定性,往往造成大范围、较长时间停电,给国民经济和人民生活造成巨大损失和严重灾害。因此,设计更加先进的控制器来提高电力系统的稳定性已成为当今重要的研究课题之一。本文针对电力系统非线性特性,结合哈密顿函数、无源性、耗散性等理论,提出了哈密顿方法控制器,并且应用在电力系统之中,主要内容包含如下几个方面:首先将提出的哈密顿方法鲁棒控制器运用到带静止同步补偿器(static synchronous compensator,STATCOM)单机无穷大电力系统之中。在整个控制器的设计过程中可以看出控制律对系统起到了增加阻尼的作用,能够维持系统的暂态稳定,最后仿真结果也验证了所设计控制器的有效性;其次是将哈密顿方法鲁棒控制器应用到带有晶闸管控制串联补偿器(Thyristor controlled series compensator,TCSC)单机无穷大电力系统之中。由于该系统模型并不满足哈密顿系统的结构形式,因此需要加入一个预置反馈,使其满足哈密顿系统的基本结构。另外在控制器的设计过程之中可以看出控制律同样起到了增加系统的阻尼作用,从而了维持系统的暂态稳定。最后是将该方法应用到带有汽门开度的单机无穷大电力系统之中。首先是将发电机汽门控制系统转化为哈密顿系统的结构形式,然后再设计控制器,从控制器的设计过程之中可以看出系统的阻尼特性得到改善,从而达到维持系统暂态稳定的目的。在上述三个应用之中,无论是在系统的转换过程,还是在控制器的设计过程,都没有对系统进行线性化处理,从而保留了系统的非线性特性,这样就使得所设计的结果更加符合实际的需要。

赵岩[7](2017)在《含FACTS的多机电力系统非线性鲁棒控制》文中研究指明经济的快速发展促进电力系统发生了巨大变化,电网的规模越来越大,结构也越来越复杂。柔性交流输电系统(Flexible AC Transmission System,FACTS)作为一种高效且灵活地装置,在保证经济效益的前提下,给多机电力系统的稳定运行提供了一种新的调节方式。因而,含FACTS的多机电力系统暂态稳定性问题受到广泛关注。本文基于改进backstepping方法,结合自适应控制、滑模控制以及L2增益干扰抑制理论,分别研究了含STATCOM(static synchronous compensator)、SVC(Static Var Comp--ensator)以及TCSC(Thyristor Controlled Series Compensator)的多机电力系统暂态稳定性问题。主要研究成果概括如下:(1)研究了含STATCOM的多机电力系统暂态稳定性问题。首先,考虑阻尼系数的不确定性,采用改进自适应backstepping方法和滑模控制,设计了非线性鲁棒控制器;然后,综合考虑系统的内外部干扰,采用改进自适应backstepping方法,并结合自适应滑模控制设计一种连续滑模鲁棒项来抑制干扰的影响,设计了非线性鲁棒控制器。(2)在考虑backstepping方法的“系数膨胀”问题的基础上,研究了含SVC的多机电力系统暂态稳定性问题。首先,考虑阻尼系数的不确定性,采用改进自适应backstep--ping方法和自适应滑模控制,设计了非线性鲁棒控制器;然后,进一步考虑系统受到的外部干扰,在改进自适应backstepping方法和自适应滑模控制的基础上,加入滑模控制设计一种鲁棒项来抑制外部扰动的影响,设计了非线性鲁棒控制器。(3)为了提高自适应控制的估计精度,引入了不遵循确定性-等价性原则的浸入与不变(Immersion and invariance,I&I)自适应控制。研究了含TCSC的多机电力系统暂态稳定性问题。首先,考虑阻尼系数的不确定性,应用改进backstepping方法、浸入与不变(I&I)自适应控制和能够抑制“系数膨胀”的自适应滑模控制,设计了非线性鲁棒控制器;然后,进一步考虑系统受到的外部干扰,采用L2增益干扰抑制理论对干扰进行处理,设计了非线性鲁棒控制器。

赵平[8](2013)在《协同控制理论在电力系统稳定控制中的应用研究》文中进行了进一步梳理随着区域电网互联和可再生能源发电的远距离集中并网的不断发展,使得当今电力系统结构日趋复杂,运行方式多变,稳定性问题日益严峻,电力系统稳定控制问题研究一直具有突出的重要意义。如何在电力系统发生故障后施加快速而准确的控制措施以保证系统安全稳定运行是电力工业发展中的一个重要课题。协同控制理论是一种在现代数学和协同学的基础上形成的状态空间方法,它利用系统自身的非线性特性,为非线性系统反馈控制器的设计提供了一种有效手段。采用协同控制的非线性控制系统具有运行在流形上的全局稳定性,且控制器易于工程实现。本文基于协同控制理论,从提高电力系统稳定性的角度,研究了非线性电力系统稳定器(PSS)、同步发电机励磁非线性控制和汽轮发电机组汽门开度的非线性控制问题。全文内容分以下五个部分描述:第1章概括了当前电力系统的发展特点及稳定控制的重要性,介绍了电力系统稳定性问题和现有控制方法,对电力系统稳定控制领域的应用研究现状进行了综述,并阐明了本文的主要研究思路和创新点。第2章介绍了协同控制的理论基础和协同控制器的设计方法,通过线性系统示例阐明了协同控制器的设计步骤和稳定性分析方法,深入分析了旨在提高控制性能的四种协同控制改进流形。第3章基于协同控制理论提出了一种分散的非线性电力系统稳定器SPSS,确定了适用于电力系统稳定器的流形,并根据同步发电机的非线性模型,导出了解析的控制规律。SPSS所有输入均为本地易于测量信号且与网络参数无关,从而容易实现分散控制。仿真结果表明:所提出的SPSS能够有效地抑制电力系统振荡,并且对模型误差不敏感,具有良好的鲁棒性。第4章提出了一种基于协同控制理论的非线性励磁控制方法。设计了一种包含机端电压、有功功率和转子角速度的流形,推导了非线性协同励磁控制器的控制规律。通过分析控制器参数对控制性能的影响,给出了控制器参数的选取原则。为兼顾机端电压调节和稳定控制,提高多机系统中协同励磁控制器的性能,提出了控制器参数自适应调整策略。仿真结果表明:所提出的参数自适应协同励磁控制器无论是在大扰动还是小扰动的情况下,都能够使机端电压快速、准确地跟踪给定值,有效抑制暂态过程中的功率振荡,比常规励磁调节器有更好的性能。此外,该励磁控制器仅需要本地易测信号作为输入,控制器参数少,易于工程实现和参数整定。第5章基于协同控制理论和反馈线性化方法,提出了一种汽轮发电机组汽门开度控制的新方法。设计了一种由转子角偏差、转速偏差和转速加速度三者构成的流形,采用反馈线性化技术,得到了包含主调节汽门系统的发电机精确线性化模型。在上述模型基础上,根据协同控制理论推导了解析的协同控制规律,并通过闭环系统的稳定性分析,得到了系统的稳定条件。根据机组参与电网一次调频的要求,还设计了PI调节器动态跟踪转子角的稳态值。以单机无穷大系统和新英格兰系统为对象进行数字仿真研究,结果表明:所提出的控制器能很好的抑制振荡和提高系统的暂态稳定性,比常规PII)控制器具有更好的控制性能,且在不同运行方式下均有很好的鲁棒性。

任艳杰[9](2011)在《高压配电网无功串补技术的研究》文中研究说明目前,高压及超高压串联补偿技术作为比较成熟的措施已经在国内外许多系统中得到了广泛的应用,串联补偿装置安装于输电线路当中可提高电力系统的稳定性,增加输电线路的送电能力;改善系统的电压调整和无功平衡。早在20世纪60年代起串联补偿装置的研制和串补技术的应用就已经开始了,但由于控制策略和制造技术等多种原因而一度中断。目前,在我国,高压长距离配电线路也比较多,利用串联补偿可减小线路电抗,降低线路末端的电压损失和线路的损耗,相当于缩短了线路的电气距离,同时可提高线路的输送能力,保证电力系统的安全稳定运行。因此,对高压配电网串补技术的研究尤其是可控串补控制策略等的研究显得非常重要。本文针对某实际高压配电网存在因线路长、电抗大而造成沿线各负荷点电压水平低、沿线线路损耗大等问题,对其采用串联补偿技术进行改善,纤理论分析与软件仿真,证明了串联补偿技术(包括固定串补和可控串补)应用于配电网改善电压质量的可行性。为提高电能质量,降低线路损耗,保证配电网络的安全稳定运行提出了一个新的思路。此外,论文还对配电网节点性能的“强”“弱”作了评估,并利用TCSC对性能“弱”的节点进行改善,在分析两个问题的同时,从工程实际降低TCSC成本的角度考虑,给出了TCSC固定部分与可控部分容抗的比值关系,并对其补偿效果进行了仿真验证。本文对固定串补、可控串补分别进行了分析,总体的研究工作主要包括以下几个方面:第一系统应用固定串补技术的研究基于辽宁省阜新电网66kV配电系统,建立系统采用固定串联补偿的模型,并分析对比了分别应用串联补偿和并联补偿以及同时应用二者进行补偿的补偿效果。经理论分析与仿真,证明了应用串联补偿技术改善配电线路电压质量的可行性。第二TCSC的工作原理及特性分析与仿真在分析了固定串补的优缺点的基础上,论文又提出了应用可控串联补偿(TCSC)技术,通过对晶闸管导通角的精确快速的控制,实现对等值电抗的灵活、连续、平滑的调节。论文分析了TCSC的稳态特性和暂态特性,得出了TCSC的稳态阻抗模型,分析了TCSC的谐振问题,对TCSC在四个工作模式下的稳态运行特点进行了洋细的仿真分析。第三TCSC模式切换方式的研究由于不同性质阻抗间的跃变会使暂态过程强烈,因此论文对TCSC的模式切换速度以及动态过程的平稳性进行了研究,详细介绍了几种有效的TCSC工作模式切换的方法。第四TCSC阻抗控制方式的研究阻抗控制是TCSC分层控制中承上启下的环节,是整个TCSC装置成功与否的关键。本文在研究TCSC常规PID和模糊PID控制的基础上提出了TCSC模糊神经网络PID控制方式,将模糊神经网络应用到PID控制中,利用模糊理论和神经网络各自特点的互补性,更好地发挥神经网络的学习功能和模糊系统处理模糊或定性知识的能力,在线对PID参数进行调整,以解决参数在线整定难的问题。仿真结果证明了该方法在响应各种阻抗阶跃命令时,与前两种控制方法相比,具有较小的超调和较快的响应速度,以及更好的跟踪性能,可基本实现系统的无差控制。第五配电网应用TCSC改善性能的综合分析采用基于潮流解的可行性而提出的用于放射形配电网各节点的电压波动指标对所研究系统各节点性能的“强”“弱”进行评估,通过综合分析,利用TCSC提高线路末端电压质量的同时,使得“弱”节点的电压波动指标也在理想范围内,同时从工程实际降低TCSC成本的角度考虑,综合前面的分析,最终确定了TCSC固定部分与可控部分的比值关系并进行了仿真验证。有助于配电网的设计和改善。目前,TCSC在配电网中的应用并不多,仿真的过程中,不能符合实际工程中的所有情况,但是仍具有一定的指导意义。

孙丽颖[10](2009)在《基于backstepping方法的电力系统非线性鲁棒自适应控制设计》文中研究说明电力系统是一个强非线性、多维、动态大系统。随着电力工业的迅速发展,电力系统单机容量不断地增加,电网结构日益复杂和庞大,使得稳定性问题极为突出。因而,设计先进的控制系统,在提高电网传输能力的同时保证足够的稳定裕度成为电力系统的重要研究课题之一。本文针对电力系统的非线性模型,基于backstepping方法,研究了电力系统励磁、汽门以及各种FACTS控制等一系列稳定控制问题。具体工作归纳如下:第一章简要地介绍了电力系统的主要控制对象和基本的控制问题、电力系统稳定及其进展、非线性控制方法及在电力系统中的应用现状以及本文的主要工作。第二章,研究了含有内部参数不确定性及外部扰动的TCSC单机无穷大系统的鲁棒H∞控制问题。应用自适应backstepping方法和Lyapunov方法,构造出系统的存储函数,同时设计了H∞控制器及参数替换律,保证了电力系统的稳定性。第三章,提出了一种改进的自适应backstepping方法,并应用于FACTS的鲁棒控制问题中。由于控制器的递推设计过程中引入了κ类函数,改善了电力系统的暂态性能,长期来看又不会增加控制器增益。第四章在第三章的基础上,将改进自适应backstepping方法与滑模控制方法相结合,汲取了滑模控制鲁棒性强的优点。研究了具有内部参数不确定及外部扰动的单机无穷大电力系统的暂态稳定性问题。第五章提出了一种新的自适应backstepping方法,避免了传统自适应backstepping方法由于反复的微分运算而产生的系数膨胀问题,同时也不必为每个子系统构造Lyapunov函数,使得设计过程更加简单。应用该方法设计了发电机主汽门非线性鲁棒控制器。第六章应用协调无源性方法研究了具有发电机励磁和TCSC协调控制的单机无穷大系统的暂态稳定性问题。在控制器的设计过程中,同时考虑了发电机阻尼系数不易精确测量和TCSC含有未建模动态两种类型的不确定性。第七章,研究了考虑输入控制量幅值约束的汽轮机调速系统的暂态稳定性问题。通过引入切换机制,解决了输入控制量幅值约束问题。论文的第八章是结论与对下一步研究工作的展望。

二、基于无源控制方法的TCSC控制器及其仿真研究(论文开题报告)

(1)论文研究背景及目的

此处内容要求:

首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。

写法范例:

本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。

(2)本文研究方法

调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。

观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。

实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。

文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。

实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。

定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。

定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。

跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。

功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。

模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。

三、基于无源控制方法的TCSC控制器及其仿真研究(论文提纲范文)

(1)双馈风电场接入弱电网的次/超同步振荡机理及抑制方法研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 研究背景与意义
    1.2 双馈风电场接入弱电网的振荡问题
    1.3 国内外研究现状
        1.3.1 双馈风电场宽频带阻抗建模方法
        1.3.2 双馈风电场接入弱电网的宽频带振荡机理分析
        1.3.3 双馈风电场的宽频带振荡抑制方法
    1.4 论文选题的背景及各章节安排
第2章 双馈风电场的序阻抗建模
    2.1 序阻抗建模理论基础的基本方法
        2.1.1 序阻抗建模的数学理论基础
        2.1.2 序阻抗建模的基本方法和思路
    2.2 双馈风电场拓扑结构
    2.3 双馈风力发电装备的序阻抗建模
        2.3.1 双馈异步风力发电装备的拓扑结构与控制方法
        2.3.2 双馈异步风力发电机系统等效电路
        2.3.3 双馈异步风力发电装备的序阻抗建模
        2.3.4 双馈异步风力发电装备阻抗扫描仿真验证与阻抗特性分析
    2.4 双馈风电场站内其他主要器件的序阻抗建模
        2.4.1 箱式变压器和主变压器的序阻抗建模
        2.4.2 场站内集电线路的序阻抗建模
    2.5 双馈风电场序阻抗建模
        2.5.1 双馈发电机与箱式变压器的序阻抗模型
        2.5.2 风电场中接入同一馈线的机组群序阻抗建模
        2.5.3 风电场包含主变的整体输出序阻抗建模
        2.5.4 风电场阻抗扫描仿真验证与阻抗特性分析
    2.6 小结
第3章 双馈风电场接入弱电网的振荡机理分析
    3.1 阻抗法分析双馈风机并网系统小信号稳定性的基本原理
    3.2 双馈风电场接入110kV弱电网的稳定性分析
        3.2.1 场站内变压器与35kV集电线路对风电场阻抗稳定性的影响
        3.2.2 电网短路比与控制器锁相环带宽对风电场阻抗稳定性的影响
        3.2.3 风机并网台数与输出功率对风电场阻抗稳定性的影响
    3.3 仿真验证
    3.4 小结
第4章 基于阻抗重构的双馈风电场次/超同步振荡抑制
    4.1 基于双馈风电机输出阻抗重构的系统阻尼增强方法
        4.1.1 阻抗重构控制的基本原理
        4.1.2 阻抗重构控制的双馈风电场序阻抗模型
        4.1.3 阻抗重构控制的参数设计
    4.2 基于阻抗重构方法的双馈风电场阻抗稳定性分析
        4.2.1 阻抗扫频验证与阻抗特性分析
        4.2.2 接入110kV弱电网的阻抗稳定性分析
    4.3 仿真验证
    4.4 小结
总结和展望
参考文献
致谢
附录 A 攻读学位期间的主要成果
附录 B
附录 C

(2)Buck-Boost变换器的无源性控制研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 课题背景和意义
    1.2 DC-DC变换器控制方法研究现状
        1.2.1 DC-DC变换器的线性控制策略
        1.2.2 DC-DC变换器的非线性控制策略
        1.2.3 无源性控制理论的国内外研究现状
    1.3 主要研究工作和组织结构
第二章 无源性控制理论
    2.1 前言
    2.2 无源系统理论
        2.2.1 系统的耗散性和无源性
        2.2.2 系统的稳定性理论
    2.3 无源系统的能量成型
        2.3.1 无源系统的反馈互联
        2.3.2 无源系统的能量平衡
    2.4 端口受控的耗散哈密顿系统
        2.4.1 欧拉-拉格朗日方程及哈密顿方程
        2.4.2 端口受控哈密顿系统
        2.4.3 端口受控的耗散哈密顿系统
    2.5 本章小结
第三章 Buck-Boost变换器基本原理及建模
    3.1 前言
    3.2 Buck-Boost变换器工作原理
    3.3 Buck-Boost变换器的工作模式
        3.3.1 Buck-Boost变换器的电感电流连续模式(CCM)模式
        3.3.2 Buck-Boost变换器的电感电流断续模式(DCM)模式
    3.4 Buck-Boost变换器系统建模方法
        3.4.1 状态平均相关概念
        3.4.2 Buck-Boost变换器的大信号建模与小信号建模
        3.4.3 Buck-Boost变换器的状态空间建模
    3.5 本章小结
第四章 基于PCHD模型的Buck-Boost变换器无源控制器设计
    4.1 前言
    4.2 Buck-Boost变换器的PCHD模型建模
    4.3 基于PCHD模型的无源控制器设计
        4.3.1 Buck-Boost变换器的互联与阻尼配置无源方法
        4.3.2 基于PCHD模型的无源控制器设计
    4.4 系统稳定性分析
    4.5 仿真及结果分析
        4.5.1 系统参数设置
        4.5.2 仿真实例分析
    4.6 本章小结
第五章 基于PCHD模型的Buck-Boost变换器变阻尼无源控制
    5.1 前言
    5.2 变阻尼控制方法实现
        5.2.1 注入阻尼系数对系统的影响
        5.2.2 变阻尼注入实现
    5.3 基于PCHD模型的变阻尼无源控制器设计
        5.3.1 新型二阶跟踪微分器设计
        5.3.2 基于PCHD模型的变阻尼无源控制器设计
    5.4 系统稳定性分析
    5.5 仿真及结果分析
        5.5.1 系统参数设置
        5.5.2 仿真实例分析
    5.6 本章小结
第六章 基于DSP的 Buck-Boost变换器实验验证
    6.1 前言
    6.2 Buck-Boost变换器实验平台及其原理图介绍
    6.3 系统硬件电路设计
        6.3.1 Buck-Boost变换器主回路设计
        6.3.2 电流检测回路设计
        6.3.3 功率MOSFET驱动电路设计
        6.3.4 基于DSP的控制回路设计
    6.4 基于DSP的软件系统设计
        6.4.1 TMS320F28335 的相关模块软件设计
        6.4.2 控制算法程序实现
    6.5 实验结果与分析
    6.6 本章小结
第七章 总结与展望
    7.1 总结
    7.2 展望
参考文献
致谢
作者简介
    1 作者简历
    2 攻读硕士学位期间发表的学术论文
    3 参与的科研项目及获奖情况
    4 发明专利
学位论文数据集

(3)无刷双馈风电系统无源控制策略研究(论文提纲范文)

中文摘要
英文摘要
1 绪论
    1.1 课题背景与研究意义
    1.2 无刷双馈电机控制策略研究现状
    1.3 无源控制的发展与应用现状
    1.4 本文的主要研究内容
2 无刷双馈电机功率解耦控制
    2.1 引言
    2.2 无刷双馈电机基本结构与运行原理
    2.3 无刷双馈电机直接耦合理论与验证
        2.3.1 无刷双馈电机直接耦合理论
        2.3.2 无刷双馈电机广义直接耦合实验例证
    2.4 无刷双馈电机动态数学模型
        2.4.1 无刷双馈电机静止三相坐标系模型
        2.4.2 无刷双馈电机任意速dq两相旋转坐标系数学模型
        2.4.3 无刷双馈电机同步速旋转dq轴模型
    2.5 无刷双馈电机功率解耦控制
        2.5.1 无刷双馈电机功率解耦控制
        2.5.2 功率解耦控制性能分析
    2.6 PI控制器的特点及其局限性
    2.7 小结
3 无源控制理论研究与无刷双馈风电系统无源建模
    3.1 引言
    3.2 无源性理论与无源控制设计
        3.2.1 并联和反馈系统的无源性
        3.2.2 无源控制的设计
        3.2.3 欧拉-拉格朗日系统和哈密顿系统
        3.2.4 哈密顿系统反馈互联维数拓展
    3.3 无刷双馈风电系统子系统划分
    3.4 无刷双馈风电系统机侧子系统哈密顿建模
        3.4.1 机械子系统哈密顿建模
        3.4.2 电气子系统哈密顿建模
        3.4.3 机侧子系统反馈互联
    3.5 无刷双馈风电系统网侧子系统哈密顿建模
        3.5.1 变换器子系统哈密顿建模
        3.5.2 滤波电抗子系统哈密顿建模
        3.5.3 网侧子系统反馈互联
    3.6 端口受控耗散哈密顿系统建模规律总结
    3.7 小结
4 无刷双馈风电系统无源控制
    4.1 引言
    4.2 基于反馈互联结构的能量成型控制
        4.2.1 哈密顿系统反馈互联控制
        4.2.2 哈密顿系统能量成型控制
        4.2.3 结构矩阵和耗散矩阵的作用
    4.3 无刷双馈风电系统机侧能量成型控制
        4.3.1 机侧控制目标
        4.3.2 机侧期望平衡点配置
        4.3.3 机侧励磁能量成型控制
    4.4 无刷双馈风电系统网侧能量成型控制
        4.4.1 网侧控制目标
        4.4.2 网侧期望平衡点配置
        4.4.3 网侧稳压能量成型控制
    4.5 能量成型控制仿真与分析
        4.5.1 最大风能跟踪仿真与分析
        4.5.2 网侧稳压无源控制仿真与分析
        4.5.3 阻尼注入的影响与调节
        4.5.4 无源控制与经典PI控制对比分析
    4.6 小结
5 结论与展望
    5.1 全文总结
    5.2 工作展望
参考文献
附录
    A 作者在攻读学位期间发表的论文目录
    B 学位论文数据集
致谢

(4)直流微网谐振分析及其抑制方法研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 研究的背景与意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 直流微网发展现状
        1.2.2 直流微网谐振问题分析研究现状
        1.2.3 直流微网谐振抑制方法研究现状
    1.3 论文的主要内容
第2章 稳定性判据概述及其特性分析
    2.1 基于阻抗比的稳定性判据
        2.1.1 Middlebrook判据
        2.1.2 GMPM判据
        2.1.3 OAC判据
    2.2 基于无源性的稳定性判据
    2.3 稳定性判据保守特性分析
    2.4 本章小结
第3章 阻抗建模及谐振机理分析
    3.1 阻抗数学模型及谐振分析方法
        3.1.1 LRC输出阻抗模型
        3.1.2 恒功率负载输入阻抗模型
        3.1.3 谐振分析方法
    3.2 基于阻抗模型的谐振机理分析
        3.2.1 谐振机理分析
        3.2.2 阻抗模型的验证
    3.3 谐振的主要影响因素
        3.3.1 恒功率负载对谐振的影响
        3.3.2 直流电容对谐振的影响
    3.4 本章小结
第4章 谐振抑制策略及其仿真分析
    4.1 有源阻尼控制
        4.1.1 虚拟电阻控制及其仿真分析
        4.1.2 基于阻抗重塑的有源阻尼控制及其仿真分析
    4.2 虚拟直流电机控制
        4.2.1 虚拟直流电机控制基本原理
        4.2.2 虚拟直流电机控制稳定性分析及仿真
    4.3 本章小结
结论与展望
参考文献
致谢
附录 A 攻读硕士学位期间主要学术成果目录

(6)基于哈密顿方法的电力系统鲁棒控制器设计(论文提纲范文)

中文摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 电力系统稳定研究的背景与意义
    1.2 电力系统控制方法的发展概况
    1.3 本文研究的主要内容
第2章 基于哈密顿方法鲁棒控制器的设计
    2.1 非线性理论基础知识
        2.1.1 稳定性的判定条件
        2.1.2 耗散性判定条件
        2.1.3 无源性设计基础
        2.1.4 能量存储函数的设计方法
    2.2 哈密顿系统介绍
    2.3 哈密顿系统鲁棒控制器的设计
    2.4 本章小结
第3章 STATCOM鲁棒控制器设计
    3.1 含有STATCOM系统模型和控制器设计
        3.1.1 系统模型的建立
        3.1.2 控制器设计
    3.2 仿真研究
    3.3 本章小结
第4章 TCSC鲁棒控制器设计
    4.1 含有TCSC系统模型和控制器设计
        4.1.1 系统模型的建立
        4.1.2 控制器设计
    4.2 仿真研究
    4.3 本章小结
第5章 发电机汽门开度鲁棒控制器设计
    5.1 含有汽门开度的系统模型和控制器设计
        5.1.1 系统模型的建立
        5.1.2 控制器设计
    5.2 仿真研究
    5.3 本章小结
结论
参考文献
致谢
攻读学位期间发表论文

(7)含FACTS的多机电力系统非线性鲁棒控制(论文提纲范文)

摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 课题研究的意义
    1.2 FACTS概述
        1.2.1 FACTS产生背景
        1.2.2 FACTS类型
        1.2.3 FACTS技术的优越性
    1.3 多机电力系统研究概述
    1.4 非线性控制方法在FACTS控制中的应用
    1.5 本文主要研究内容
2 含STATCOM的多机电力系统非线性鲁棒控制
    2.1 考虑参数不确定的STATCOM自适应backstepping滑模控制
        2.1.1 系统模型
        2.1.2 STATCOM自适应backstepping滑模控制器设计
        2.1.3 仿真研究
    2.2 考虑内外部干扰的STATCOM自适应backstepping鲁棒控制
        2.2.1 系统模型
        2.2.2 STATCOM自适应backstepping鲁棒控制器设计
        2.2.3 仿真研究
    2.3 本章小结
3 含SVC的多机电力系统非线性鲁棒控制
    3.1 考虑参数不确定的SVC改进自适应backstepping滑模控制
        3.1.1 系统模型
        3.1.2 SVC改进自适应backstepping滑模控制器设计
        3.1.3 仿真研究
    3.2 考虑内外部干扰的SVC改进自适应backstepping鲁棒控制
        3.2.1 系统模型
        3.2.2 SVC改进自适应backstepping鲁棒控制器设计
        3.2.3 仿真研究
    3.3 本章小结
4 含TCSC的多机电力系统非线性鲁棒控制
    4.1 考虑参数不确定的TCSC浸入与不变自适应backstepping滑模控制
        4.1.1 系统模型
        4.1.2 TCSC浸入与不变自适应backstepping滑模控制器设计
        4.1.3 仿真研究
    4.2 考虑内外部干扰的TCSC浸入与不变自适应backstepping鲁棒控制
        4.2.1 系统模型
        4.2.2 TCSC浸入与不变自适应backstepping鲁棒控制器设计
        4.2.3 仿真研究
    4.3 本章小结
5 结论与展望
参考文献
攻读硕士期间参与科研及发表学术论文情况
致谢

(8)协同控制理论在电力系统稳定控制中的应用研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 电力系统稳定性问题
    1.3 电力系统稳定控制措施
    1.4 电力系统稳定控制的非线性方法
    1.5 本文的研究思路和主要创新点
    1.6 主要研究内容和章节安排
2 协同控制理论及其应用
    2.1 引言
    2.2 协同学与协同控制理论
    2.3 协同控制原理及协同控制器设计方法
    2.4 协同控制的改进流形
    2.5 小结
3 基于协同控制的分散非线性PSS
    3.1 引言
    3.2 多机电力系统模型
    3.3 基于协同控制的PSS
    3.4 仿真分析
    3.5 小结
4 基于协同控制的非线性励磁控制
    4.1 引言
    4.2 固定参数协同励磁控制器
    4.3 参数自适应协同励磁控制器
    4.4 仿真分析
    4.5 小结
5 基于协同控制的汽轮发电机组汽门开度控制
    5.1 引言
    5.2 数学模型
    5.3 汽轮发电机汽门开度非线性协同控制
    5.4 仿真分析
    5.5 小结
6 总结与展望
    6.1 全文总结
    6.2 研究展望
致谢
参考文献
附录1 攻读博士学位期间发表的学术论文
附录2 攻读博士学位期间参与的科研项目
附录3 三机六节点系统参数
附录4 四机两区域系统参数
附录5 新英格兰系统参数

(9)高压配电网无功串补技术的研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 串联补偿的基本概念、功能及意义
    1.2 串联补偿的工程应用情况
    1.3 串联补偿的发展和研究现状
    1.4 本文的研究目的及主要内容
        1.4.1 课题的背景和意义
        1.4.2 本文的主要内容
    1.5 本文的主要工作与章节安排
第二章 高压配电网固定串补的工作原理及仿真分析
    2.1 引言
    2.2 固定串补的工作原理
    2.3 系统应用固定串补模型的建立
        2.3.1 串补方案的确定
        2.3.2 潮流计算过程
        2.3.3 系统应用固定串补仿真模型的建立
    2.4 配电网应用固定串补的效果分析与仿真
    2.5 并联补偿与串联补偿的对比分析与仿真
    2.6 本章小结
第三章 TCSC的结构和工作原理及特性研究
    3.1 引言
    3.2 TCSC的基本结构
    3.3 TCSC的运行
        3.3.1 TCSC运行的基本原理
        3.3.2 TCSC的运行模式
    3.4 TCSC的稳态特性分析
        3.4.1 TCSC的稳态基频阻抗特性
        3.4.2 TCSC的谐振问题分析
        3.4.3 TCSC的稳态运行仿真
    3.5 TCSC的暂态特性分析
    3.6 TCSC的分层控制系统概述
    3.7 本章小结
第四章 TCSC工作模式切换方式的研究
    4.1 引言
    4.2 由晶闸管闭锁模式或容性微调模式切换到Bypass模式
        4.2.1 改变TCSC主电路接线方式实现模式切换
        4.2.2 强制同向触发法实现模式切换
    4.3 由容性微调模式切换到Block(闭锁)模式
    4.4 本章小结
第五章 TCSC阻抗控制方式的研究
    5.1 引言
    5.2 TCSC常规PID阻抗控制方式
        5.2.1 PID控制概述
        5.2.2 TCSC常规PID阻抗控制原理
        5.2.3 仿真模型及结果分析
    5.3 TCSC模糊PID控制方式
        5.3.1 TCSC模糊PID阻抗控制器的设计
        5.3.2 仿真模型及结果分析
    5.4 TCSC模糊神经网络PID控制方式
        5.4.1 模糊神经网络PID控制器结构
        5.4.2 模糊神经网络的构成
        5.4.3 模糊神经网络的学习算法
        5.4.4 仿真模型及结果分析
    5.5 本章小结
第六章 配电网应用TCSC改善性能的综合分析
    6.1 引言
    6.2 配电系统电压稳定性概念的提出与分析
        6.2.1 配电系统电压稳定性概念的提出
        6.2.2 配电系统电压稳定性概念的分析
    6.3 配电网节点性能的评估与改善
    6.4 应用实例及分析
    6.5 配电网应用TCSC改善性能的综合考虑
    6.6 本章小结
第七章 结论与展望
    7.1 总结
    7.2 展望
参考文献
致谢
攻读博士学位期间发表的学术论文

(10)基于backstepping方法的电力系统非线性鲁棒自适应控制设计(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 电力系统控制概述
        1.1.1 电力系统发电单元的主要控制部件
        1.1.2 电力系统基本控制问题
    1.2 电力系统的稳定性
        1.2.1 电力系统稳定性概述
        1.2.2 电力系统稳定性控制发展概况
    1.3 非线性控制理论及在电力系统中的应用现状
    1.4 本文主要工作
第二章 TCSC的自适应鲁棒H_∞控制
    2.1 引言
    2.2 TCSC的H_∞控制器设计
        2.2.1 系统模型的建立和控制目标
        2.2.2 控制器设计
    2.3 仿真研究
    2.4 结论
第三章 基于改进自适应backstepping设计的FACTS鲁棒控制
    3.1 引言
    3.2 改进自适应backstepping设计方法
        3.2.1 问题描述
        3.2.2 严参数反馈非线性不确定系统的鲁棒控制器设计
        3.2.3 主要结果
    3.3 静止无功补偿器的非线性鲁棒控制
        3.3.1 系统模型和控制目标
        3.3.2 非线性鲁棒控制器设计
        3.3.3 仿真研究
    3.4 STATCOM的非线性鲁棒H_∞控制
        3.4.1 系统模型的建立和控制目标
        3.4.2 非线性鲁棒H_∞控制器设计
        3.4.3 仿真结果
    3.5 结论
第四章 电力系统的自适应backstepping滑模控制设计
    4.1 引言
    4.2 自适应backstepping滑模设计方法
        4.2.1 问题描述
        4.2.2 严参数反馈非线性不确定系统的鲁棒控制器设计
        4.2.3 主要结果
    4.3 TCSC的自适应鲁棒控制
        4.3.1 系统描述
        4.3.2 非线性鲁棒控制器设计
        4.3.3 仿真结果
    4.4 发电机励磁系统的非线性鲁棒H_∞控制
        4.4.1 系统模型的建立
        4.4.2 非线性鲁棒H_∞控制器设计
        4.4.3 仿真结果
    4.5 结论
第五章 发电机汽门新的自适应backstepping镇定设计
    5.1 引言
    5.2 新的自适应backstepping设计方法
        5.2.1 问题描述
        5.2.2 参数严格反馈型非线性系统的镇定设计
        5.2.3 主要结果
    5.3 汽轮发电机主汽门开度非线性鲁棒控制
        5.3.1 系统描述
        5.3.2 控制器设计
        5.3.3 仿真结果
    5.4 结论
第六章 发电机励磁与TCSC系统的自适应协调无源性控制
    6.1 引言
    6.2 协调无源性方法
        6.2.1 无源性基本概念
        6.2.2 协调无源性
    6.3 自适应协调无源性控制器设计
        6.3.1 系统模型的建立
        6.3.2 控制器设计
        6.3.3 仿真研究
    6.4 结论
第七章 考虑输入约束的发电机汽门非线性自适应切换控制
    7.1 引言
    7.2 切换系统模型的建立
    7.3 发电机汽门非线性自适应切换控制
        7.3.1 控制器和参数替换律的设计
        7.3.2 稳定性分析
        7.3.3 切换律设计
    7.4 仿真结果
    7.5 结论
第八章 结束语
参考文献
致谢
攻读博士学位期间所做的主要工作
作者从事科学研究和学习经历的简历
论文有关数据统计

四、基于无源控制方法的TCSC控制器及其仿真研究(论文参考文献)

  • [1]双馈风电场接入弱电网的次/超同步振荡机理及抑制方法研究[D]. 刘津铭. 湖南大学, 2020
  • [2]Buck-Boost变换器的无源性控制研究[D]. 潘橹文. 浙江工业大学, 2020(08)
  • [3]无刷双馈风电系统无源控制策略研究[D]. 汪任潇. 重庆大学, 2019(01)
  • [4]直流微网谐振分析及其抑制方法研究[D]. 林刚. 湖南大学, 2019(06)
  • [5]多机电力系统TCSC改进自适应backstepping滑模控制[J]. 赵岩,孙丽颖. 控制工程, 2018(07)
  • [6]基于哈密顿方法的电力系统鲁棒控制器设计[D]. 龚志强. 黑龙江大学, 2018(08)
  • [7]含FACTS的多机电力系统非线性鲁棒控制[D]. 赵岩. 辽宁工业大学, 2017(06)
  • [8]协同控制理论在电力系统稳定控制中的应用研究[D]. 赵平. 华中科技大学, 2013(02)
  • [9]高压配电网无功串补技术的研究[D]. 任艳杰. 沈阳农业大学, 2011(07)
  • [10]基于backstepping方法的电力系统非线性鲁棒自适应控制设计[D]. 孙丽颖. 东北大学, 2009(12)

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基于被动控制方法的TCSC控制器及其仿真研究
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