基于微分代数模型的AC/DC系统非线性控制器设计 被引量：33

1

作者 徐光虎 王杰 +1 位作者 陈陈 曹国云 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2005年第7期52-57,103,共7页

针对电力系统实际负荷以及直流系统本身的非线性特性,在微分代数模型的基础上,将M导数、M括号以及MIMO微分代数系统反馈线性化技术运用到交直流并联系统非线性控制器设计中。在系统的M关系度小于系统阶数及其满足一定的条件时,可得到微... 针对电力系统实际负荷以及直流系统本身的非线性特性,在微分代数模型的基础上,将M导数、M括号以及MIMO微分代数系统反馈线性化技术运用到交直流并联系统非线性控制器设计中。在系统的M关系度小于系统阶数及其满足一定的条件时,可得到微分代数系统模型的Bronovsky标准形式,并对交直流混合(AC/DC)系统中发电机励磁控制和直流系统整流侧定电流控制律进行了深入研究。针对一个含有AC/DC的单机无穷大系统(SMIBs)进行实例仿真,研究结果表明所设计的非线性控制器与传统的PID控制器相比具有较好的阻尼特性,能进一步提高系统的动态稳定性。该控制器的设计方法可以很方便地应用于多机交直流并联系统的稳定性控制。 展开更多

关键词 电力系统 稳定性 AC/DC系统 非线性控制器 微分代数模型 设计 模糊控制

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电力系统微分代数模型奇异诱导分岔分析 被引量：26

2

作者 王庆红 周双喜 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2003年第7期18-22,共5页

该文系统地讨论了无阻尼项和包括阻尼项的电力系统微分代数模型(DAE)发生奇异诱导分岔(SIB)的特点;首次建立了确切的奇异诱导分岔的一般定义;和已有的定义相比,其定义不但数学描述严谨,而且给电压稳定分析带来极大的方便。文中还首次讨... 该文系统地讨论了无阻尼项和包括阻尼项的电力系统微分代数模型(DAE)发生奇异诱导分岔(SIB)的特点;首次建立了确切的奇异诱导分岔的一般定义;和已有的定义相比,其定义不但数学描述严谨,而且给电压稳定分析带来极大的方便。文中还首次讨论了包括阻尼项的DAE模型会发生双奇异诱导分岔(DSIB),而无阻尼项的DAE模型只能捕捉到传统的单奇异诱导分岔这一特点,并且还给出了有阻尼项的DAE发生DSIB的充要条件和退化条件,得出了一些有意义的结论和新观点。 展开更多

关键词 电力系统 微分代数模型 奇异诱导分岔分析 电压稳定

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弹性水击水轮机微分代数模型的仿真 被引量：21

3

作者 曾云 张立翔 +2 位作者 钱晶 徐天茂 郭亚昆 《排灌机械工程学报》 EI 北大核心 2014年第8期691-697,共7页

为了验证水力动态的微分方程模型应用于水力机组暂态计算的准确性,采用仿真方法,对弹性水击下水轮机出力的微分代数系统模型进行验证.通过推导弹性水击下水力动态非线性微分方程,建立非线性水轮机的Simulink仿真模块.将水力动态微分方... 为了验证水力动态的微分方程模型应用于水力机组暂态计算的准确性,采用仿真方法,对弹性水击下水轮机出力的微分代数系统模型进行验证.通过推导弹性水击下水力动态非线性微分方程,建立非线性水轮机的Simulink仿真模块.将水力动态微分方程模型与其他传统计算方法,如传递函数、高阶传递函数、不同形式传递函数、特征线方法进行仿真对比,分析水轮机水头和出力的暂态变化,验证模型应用于水轮机暂态的适用性.结果表明,非线性水轮机微分代数模型的水头和出力计算值与其他几种方法计算结果基本一致,所提出的模型能满足研究水轮机暂态特性的需要. 展开更多

关键词 水轮机 微分代数模型 水力暂态 仿真验证

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电力系统微分代数模型的奇异性和暂态电压稳定 被引量：14

4

作者 吴浩 郭瑞鹏 韩祯祥 《电力系统自动化》 EI CSCD 北大核心 2006年第13期16-21,共6页

将电力系统微分代数模型的奇异性与暂态电压稳定相联系,用动态负荷模型逼近静态负荷模型,以消除原微分代数方程模型中的奇异性。在2机单负荷3节点系统和新英格兰39节点系统中构造算例,证实了系统在原奇异点附近具有暂态电压崩溃的特征,... 将电力系统微分代数模型的奇异性与暂态电压稳定相联系,用动态负荷模型逼近静态负荷模型,以消除原微分代数方程模型中的奇异性。在2机单负荷3节点系统和新英格兰39节点系统中构造算例,证实了系统在原奇异点附近具有暂态电压崩溃的特征,从而微分代数方程的奇异性可以作为暂态电压崩溃的一种机理解释。此外,还研究了动态负荷模型时间常数、负荷功率和负荷成分对暂态电压稳定性的影响。研究结果表明具有恒功率或恒电流负荷特性且负荷响应较快的系统在重载下易发生电压崩溃。上述结论对研究暂态电压稳定的机理、电压稳定和功角稳定的关系、电力系统微分代数方程模型的理论和仿真分析具有一定的参考价值。 展开更多

关键词 电力系统稳定性 微分代数模型 奇异性 暂态电压稳定 功角稳定 电压崩溃

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水轮机水门、励磁与电气制动系统非线性综合控制 被引量：8

5

作者 李啸骢 郑涛 +1 位作者 梁志坚 徐俊华 《电力自动化设备》 EI CSCD 北大核心 2016年第7期97-103,共7页

针对混流式水轮机水门、励磁及电阻制动控制系统非线性时变、非最小相位的特性,建立了动态扩展的综合控制系统微分代数模型,采用微分代数多指标非线性控制方法求取反馈解耦控制律。通过哈特曼-格鲁勃曼定理,适当选择输出函数参数矩阵配... 针对混流式水轮机水门、励磁及电阻制动控制系统非线性时变、非最小相位的特性,建立了动态扩展的综合控制系统微分代数模型,采用微分代数多指标非线性控制方法求取反馈解耦控制律。通过哈特曼-格鲁勃曼定理,适当选择输出函数参数矩阵配置闭环控制系统特征根来使非线性系统渐近稳定,将扰动解耦,从而使系统得到优良控制性能。仿真结果表明该控制模型能很好地协调水轮机系统的动、静态性能,增强其抗强干扰的能力,有效地提高水电站输电系统的静态和暂态稳定性。 展开更多

关键词 水轮机调速 励磁 可控制动电阻 微分代数模型 非线性控制

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带复杂水力系统的水轮机多机微分代数模型 被引量：7

6

作者 钱晶 曾云 +1 位作者 吕顺利 郭亚昆 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2020年第2期615-623,共9页

对于一管多机带调压井的复杂水力系统,由于水力耦合的影响较大、计算困难,使得计及水力耦合的机组控制设计和稳定性分析存在较大的困难。对调压井和隧洞的水头和流量暂态变化进行分析,发现水力暂态满足叠加原理。据此,将调压井和隧洞水... 对于一管多机带调压井的复杂水力系统,由于水力耦合的影响较大、计算困难,使得计及水力耦合的机组控制设计和稳定性分析存在较大的困难。对调压井和隧洞的水头和流量暂态变化进行分析,发现水力暂态满足叠加原理。据此,将调压井和隧洞水头和流量的暂态变化表示为单一机组流量的函数,即表示为多机形式。进而,构建一管多机带调压井的多机形式的水轮机微分代数模型。该模型形式上可直接与经典的发电机多机微分方程模型联立,构成水电站局部多机系统模型,应用方便。结合一管多机带调压井的水力系统实例进行仿真研究,结果表明,所提出的模型有很高的计算精度,满足机组暂态分析和控制设计的需求。 展开更多

关键词 一管多机带调压井 水力耦合 多机形式 水轮机 微分代数模型

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微分代数模型可控制动电阻与励磁系统多指标非线性控制 被引量：7

7

作者 李啸骢 郑涛 +1 位作者 梁志坚 徐俊华 《电力系统保护与控制》 EI CSCD 北大核心 2015年第16期1-7,共7页

针对微分代数模型的水轮发电机组可控制动电阻(Thyristor Controlled Braking Resistor,TCBR)与励磁系统进行多指标非线性扰动解耦控制律设计。微分代数模型多指标非线性设计方法(Differential Algebraic System Multi-Index Nonlinear ... 针对微分代数模型的水轮发电机组可控制动电阻(Thyristor Controlled Braking Resistor,TCBR)与励磁系统进行多指标非线性扰动解耦控制律设计。微分代数模型多指标非线性设计方法(Differential Algebraic System Multi-Index Nonlinear Control,DASMINC)将输出函数选取为系统关键变量线性组合的形式,通过扰动解耦设计,借助哈特曼-格鲁勃曼(Hartman-Grobman)定理,适当选取输出函数参数矩阵配置微分代数模型闭环系统平衡点处特征根位置,使系统获得优良控制性能。仿真结果表明该方法控制的TCBR与发电机励磁系统能大幅提高水电站输电系统暂态稳定性,抗扰能力强,且能很好协调各状态量的动、静态性能。 展开更多

关键词 可控制动电阻 发电机励磁 微分代数模型 多指标非线性控制 暂态稳定

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基于微分代数模型的直流非线性附加控制 被引量：6

8

作者 李国庆 陈厚合 +1 位作者 姜涛 陈洁 《电力自动化设备》 EI CSCD 北大核心 2011年第6期34-38,共5页

针对交直流互联电力系统的稳定控制问题,提出了一种微分代数模型反馈线性化的新方法。该方法基于叠加原理,计及非线性代数模型的影响,将微分代数系统的微分模型和关联代数模型的反馈分别线性化;系统代数变量仅影响关联代数模型反馈线性... 针对交直流互联电力系统的稳定控制问题,提出了一种微分代数模型反馈线性化的新方法。该方法基于叠加原理,计及非线性代数模型的影响,将微分代数系统的微分模型和关联代数模型的反馈分别线性化;系统代数变量仅影响关联代数模型反馈线性化,避免微分代数模型反馈线性化过程中重复进行微分部分的计算,易于研究不同代数变量对控制系统性能指标的影响程度;基于微分模型的状态反馈线性化系统可简便地扩展为微分代数模型状态反馈线性化系统。充分考虑交直流互联系统非线性负荷对直流功率调制的影响,将该方法应用于直流非线性附加控制器设计中,仿真结果表明所设计的控制器具有较好的阻尼特性,可有效改善互联系统动态稳定性,并提高直流系统运行稳定性。 展开更多

关键词 微分代数模型 反馈线性化 关联代数模型 叠加原理 交直流互联系统 功率调制

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一种电力系统稳定性动态分析的统一方法 被引量：3

9

作者 赵兴勇 张秀彬 苏小林 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第10期2195-2199,共5页

为了解决电压稳定问题,基于电力系统动态分析的微分代数模型,提出了一种有效的动态稳定分析和失稳类型判别方法。利用带预测-校正步骤的延拓算法追踪平衡解流形,并采取考虑平衡解流形曲率大小的自适应策略控制步长,在平衡解流形曲率较... 为了解决电压稳定问题,基于电力系统动态分析的微分代数模型,提出了一种有效的动态稳定分析和失稳类型判别方法。利用带预测-校正步骤的延拓算法追踪平衡解流形,并采取考虑平衡解流形曲率大小的自适应策略控制步长,在平衡解流形曲率较小处采用较大步长,而在平衡解流形曲率较大处采用较小步长;在计及元件动态特性的基础上,利用小扰动法在每个平衡点分析电力系统的动态稳定性,并用数值摄动法计算状态矩阵;利用状态变量的模式参与因子判断系统的动态失稳类型。使用本文所提方法对New England 10机39节点系统进行了仿真分析,实验结果证明了本方法的有效性和实用性。 展开更多

关键词 微分代数模型 动态稳定 小扰动法 延拓法 模式参与因子 自适应控制

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面向性能仿真的非连续微分代数模型的指标分析 被引量：3

10

作者 丁建完 张诚坚 陈立平 《计算机辅助设计与图形学学报》 EI CSCD 北大核心 2008年第5期585-590,共6页

针对物理系统性能仿真形成的非连续高指标微分代数模型,提出一种基于加权二部图的指标转换方法.该方法将微分代数系统表示为加权二部图,基于二部图匹配算法可以判定微分代数系统是否为高指标系统.对于高指标系统,采用文中方法可以找出... 针对物理系统性能仿真形成的非连续高指标微分代数模型,提出一种基于加权二部图的指标转换方法.该方法将微分代数系统表示为加权二部图,基于二部图匹配算法可以判定微分代数系统是否为高指标系统.对于高指标系统,采用文中方法可以找出需要求导的最小结构奇异方程子集,以便将高指标系统转换为低指标形式.最后,针对定结构与变结构的非连续微分代数模型给出了相应的指标分析策略.文中策略与相关算法已在基于Modelica语言的建模仿真平台MWorks上实现. 展开更多

关键词 指标分析 微分代数模型 非连续 性能仿真

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具有竞争种群的Lotka-Volterra微分代数模型的复杂性分析 被引量：1

11

作者 牛宏 王一丹 王贺 《辽宁石油化工大学学报》 CAS 2018年第2期90-93,共4页

研究了Lotka-Volterra食饵-捕食生物模型,考虑当捕食者数量过多时引入与捕食者形成一种简单竞争关系且不具有捕食食饵能力的物种来抑制捕食者的增长,根据守恒关系建立微分代数生物系统模型。然后,应用微分代数系统的稳定性分析方法和相... 研究了Lotka-Volterra食饵-捕食生物模型,考虑当捕食者数量过多时引入与捕食者形成一种简单竞争关系且不具有捕食食饵能力的物种来抑制捕食者的增长,根据守恒关系建立微分代数生物系统模型。然后,应用微分代数系统的稳定性分析方法和相关判据,讨论参数在一定范围内变化时生物模型稳定性问题。最后,结合分析结果应用Matlab软件对模型进行数值仿真。仿真结果表明,系统在参数取某一定值时出现极限环,所建立的微分代数生物系统模型产生复杂的非线性动力学现象。 展开更多

关键词 微分代数模型 极限环 稳定性 Lotka-Volterra食饵-捕食系统

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AC/DC系统的一类微分代数模型 被引量：1

12

作者 庄慧敏 肖建 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2007年第34期33-38,共6页

目前普遍使用的AC/DC系统的微分代数模型主要存在2大缺陷:①随着直流线路的增加可能出现"维数灾难"问题;②不易处理直流控制方式的切换,计算繁杂。针对这一问题,提出一种新的建模方法。该方法基于消元思想,先将换流器消耗的... 目前普遍使用的AC/DC系统的微分代数模型主要存在2大缺陷:①随着直流线路的增加可能出现"维数灾难"问题;②不易处理直流控制方式的切换,计算繁杂。针对这一问题,提出一种新的建模方法。该方法基于消元思想,先将换流器消耗的功率作为依赖于电压的负荷,求解直流系统方程,消除直流变量后,再建立AC/DC系统的微分代数方程(differential algebra equation,DAE)模型。该方法建立的交直流DAE模型不含直流变量,容易处理直流控制方式的切换,计算量小,计算速度快。此外,基于此模型讨论电压稳定的鞍结分岔点的计算。最后通过一个3机3母线的AC/DC系统算例和一个双馈入直流线路算例验证该建模方法的有效性。 展开更多

关键词 AC/DC系统 微分代数模型 消元思想 崩溃点法 鞍结分岔

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一种新型电气制动装置与发电机的综合协调控制 被引量：1

13

作者 李啸骢 蒙鸿培 《节能》 2020年第5期87-92,共6页

基于SPWM原理,推导了水轮机组励磁、调速系统与超级电容储能电气制动装置(Super Capacitor energy storage Brake Device,SCBD)的非线性微分代数模型,采用多指标非线性控制(Differential Algebraic Multiindex Nonlinear Control,DAMNC... 基于SPWM原理,推导了水轮机组励磁、调速系统与超级电容储能电气制动装置(Super Capacitor energy storage Brake Device,SCBD)的非线性微分代数模型,采用多指标非线性控制(Differential Algebraic Multiindex Nonlinear Control,DAMNC)法设计综合控制器。论述了输出函数的选取原则,并通过适当配置输出函数参数矩阵,使得非线性综合系统的特征根满足稳定的要求,从而使系统具备良好的控制性能。仿真结果表明:所设计的控制器能够很好地协调系统的动、静态性能,对改善系统的暂态稳定性效果显著。 展开更多

关键词 SCBD 发电机励磁、调速系统 微分代数模型 多指标非线性控制

原文传递

具有植化相克效应的浮游植物微分代数模型分岔 被引量：1

14

作者 周波 冯毅夫 刘超 《生物数学学报》 CSCD 北大核心 2009年第3期496-500,共5页

应用微分代数系统理论与分岔理论,本文研究了具有植化相克效应与捕捞作用的浮游植物的微分代数模型的动态行为以及相关的生态控制问题。研究表明该类生态系统的失稳与微分代数模型在正平衡点处的动态行为有关,同时对该生态系统进行的捕... 应用微分代数系统理论与分岔理论,本文研究了具有植化相克效应与捕捞作用的浮游植物的微分代数模型的动态行为以及相关的生态控制问题。研究表明该类生态系统的失稳与微分代数模型在正平衡点处的动态行为有关,同时对该生态系统进行的捕捞行为也会对系统的稳定性产生影响。为了保证该类生态系统稳定,本文设计了一类状态反馈控制器,最后用数值例子说明了得到定理的有效性。 展开更多

关键词 微分代数模型 奇异诱导分岔 捕捞行为 经济利益

原文传递

《电力系统自动化》2006年索引(第30卷第1~24期)总目次

15

《电力系统自动化》 EI CSCD 北大核心 2006年第24期I0001-I0008,I0026-I0035,共18页

关键词 电力系统自动化 在线监测系统 微分代数模型 继电保护 电气保护 静态电压稳定 61850 光学电流互感器 何光宇 生伟 短期负荷预测 IEC 统一潮流控制器 电力变压器 地区电网 配电网 行波故障定位 变压器励磁涌流 控制策略 卷第 目次 索引 通检 检索工具

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特高压直流分层接入的稳定性模态分析方法 被引量：5

16

作者 王晓辉 陈庆军 +4 位作者 张彦涛 韩奕 周勤勇 刘建坤 张宁宇 《电网技术》 EI CSCD 北大核心 2018年第9期2869-2875,共7页

作为一种新型模式,特高压直流分层接入交流电网不仅可有效解决潮流疏散问题,而且减少了对受端电网支撑能力的要求。从电气特性来看,特高压直流分层接入模式呈现更为紧密的耦合特性。将经典直流控制方式的动态特性考虑在内,建立了描述特... 作为一种新型模式,特高压直流分层接入交流电网不仅可有效解决潮流疏散问题,而且减少了对受端电网支撑能力的要求。从电气特性来看,特高压直流分层接入模式呈现更为紧密的耦合特性。将经典直流控制方式的动态特性考虑在内,建立了描述特高压直流分层接入方式多种耦合关系的微分代数方程（differential algebra equation,DAE）模型。基于此模型的线性化表示,计算关键特征值,探讨了模态分析方法在特高压直流分层接入的稳定量化评估中的可行性。仿真案例将该方法与传统混联系统评估指标进行对比,初步验证了模态分析方法的有效性。通过典型案例的模态分析结果,证实了特高压直流分层接入模式的稳定性优势。 展开更多

关键词 特高压直流 分层接入 直流控制 微分代数方程模型 模态分析

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模块式高温气冷堆核能系统二回路流体网络控制特性分析

17

作者 宋茂轩 董哲 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第12期2206-2213,共8页

针对模块式高温气冷堆(MHTGR)核能系统二回路流体网络进行非线性建模,研究管路动力学特性及网络拓扑结构特性,建立了微分-代数模型,设计了模块质量流量和汽机主蒸汽压力的调控方案。在MATLAB/Simulink环境下对模型进行标准化封装,以高... 针对模块式高温气冷堆(MHTGR)核能系统二回路流体网络进行非线性建模,研究管路动力学特性及网络拓扑结构特性,建立了微分-代数模型,设计了模块质量流量和汽机主蒸汽压力的调控方案。在MATLAB/Simulink环境下对模型进行标准化封装,以高温气冷堆核电站示范工程(HTR-PM)为例进行二回路流体网络的仿真。结果表明,模型有效地反映了系统二回路流体网络的非线性特性,设计的控制器使得模块流体质量流量和汽机主蒸汽压力有效地收敛于参考值,各项控制指标均高于控制要求。设计的仿真平台可为实际工程调控中积分时间系数的选择、拥有更多模块数量的高温气冷堆核能系统二回路流体网络的调控等提供试验仿真测试。 展开更多

关键词 模块式高温气冷堆核能系统二回路流体网络 微分-代数模型 仿真平台

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具有时滞的微分-代数生物模型的分岔与控制

18

作者 张雪 《东北大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第5期635-639,共5页

基于公共渔业经济理论,研究了一类带有时滞的食饵-捕食模型.研究表明:不考虑时滞的条件下,模型出现跨临界分岔,奇异诱导分岔,以及鞍结分岔现象,无捕获下,食饵种群与捕食者种群将共存且模型全局渐近稳定.在时滞存在的条件下,模型存在两... 基于公共渔业经济理论,研究了一类带有时滞的食饵-捕食模型.研究表明:不考虑时滞的条件下,模型出现跨临界分岔,奇异诱导分岔,以及鞍结分岔现象,无捕获下,食饵种群与捕食者种群将共存且模型全局渐近稳定.在时滞存在的条件下,模型存在两个正平衡点,模型出现Hopf分岔现象和周期解,而且随着时滞的增加,模型平衡点的稳定性会随之发生变化.设计的状态反馈控制器可以有效消除模型的分岔,控制种群的变化.利用Matlab软件,数值仿真结果验证了结论的正确性. 展开更多

关键词 微分-代数生物模型 跨临界分岔 奇异诱导分岔 鞍结分岔 HOPF分岔

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