По всем вопросам звоните:

+7 495 274-22-22

УДК: 517.977

H∞-методы синтеза робастного регулятора энергетической системы

Зиад Мохаммед Мохаммед Али Казанский государственный технический университет им. А.Н. Туполева, г. Казань, Республика Татарстан
Маликов А.И. E-mail: malikovai@mail.ru, Казанский государственный технический университет им. А.Н. Туполева, г. Казань, Республика Татарстан

В статье представлены способы синтеза робастных регуляторов, основанные на H∞ методах. Результаты моделирования демонстрируют эффективность этих методов управления, важность для улучшения устойчивости и качества переходных характеристик энергетической системы в разнообразных рабочих условиях.

Литература:

1. Ali.Z.M, and ELsherbiny M.: Еffect of both mechanical and excitation system on power system and methods of improvement, M.sc, Egypt, Assuit university, 2003.

2. Abido M.A. Abdel-Madjid Y.L.: Coordinated Design of PSS and SVC Based Controller to Enhance Power System Stability, Electrical Power and Energy Systems 25 (2003), 695–704.

3. Gupta R. Bandyo, B. Kulkarni A. M.: Design of Power System Stability for Single Machine System Using Robust Fast Output Sampling Feedback Technique, Electrical Power Systems Research 65 (2003), 247–257.

4. Bouhamida, M. Denai, M.A. Mokhtari, A. Bou-Henna.: GH°° Robust Power System Stabiliser Design with Parametric Uncertainty, International Conference on Electrical and Electronics Engineering (ELECO’99), 1–5 December 1999, Bursa, Turkey.

5. Bouhamida, M. Denai.: Multivariable Robust Power System Stabilizer Design based on H°° (approach state space), Third International Power Electronics and Motion Control Conference IPEMC2000, Tsinghua University, Beijing, China, August 15–18, 2000.

6. Chen O. P., Malik S.: H°° OptimisationBased Power System Stabiliser Design, IEE Proc. Gener. Trans. Distr. 142, No. 2 (1995), 179–184.

7. Folly, Naoto K., Hirishi Y.: Design of H°°-PSS Using Numerator-Denominator Uncertainty Representation, IEEE Trans. on Energy Conversion, 12, No. 1 (1997), 45–50.

8. Anderson P.M. Fouad A.A. Power System Control and Stability, IEE Press, Piscatawa NJ, 1993.

9. Sayed Hassen S.: robust and gainscheduled control using linear matrix inequalities., Monash univer.,Australia,April, 2001.

10. Doyle J.C., Stein. G.: Multivariable feedback design, IEEE Trans. Autom. Control 26 (1981), 4–16.

11. Safonov M.G., Fan M.K.H, Editorial, Int J. Robust and Nonlinear Control 7 (1997), 97–103.

12. Zhou. K and Doyle. J.C: Essentials of robust control, Prentice-Hall, 1998.

13. Somyot Kaitwanidvilai, and Manukid Parnichkun: Genetic-Algorithm-Based FixedStructure Robust H Loop-Shaping Control of a Pneumatic Servo system, Journal of Robotics and Mechatronics. Vol. 16. No. 4, 2004.

14. McFarlane and Glover. K: A loop shaping design procedure using H°° synthesis, IEEETrans. On Automatic Control AC-37 (6), pp. 759–769, 1992.

15. Skogestad. S and Postlethwaite. I.: Multivariable Feedback Control Analysis and Design, John Wiley & Son, 1996.

16. MATLAB, Robust Control Toolbox, Mathworks co., Ltd., http://www.mathworks.com

Несмотря на то, что изучение проблемы устойчивости синхронной машины имеет давнюю историю, она привлекает внимание современных исследователей. Основные акценты делаются учеными на исследовании средств управления, для того, чтобы обеспечить требуемые эффекты компенсации и возместить сокращение границ устойчивости, свойственных в результате действия возмущений [1].

Энергетическая система представляет собой сложную структуру с высоко нелинейной динамикой. Ее устойчивость зависит от режимов функционирования и конфигурации. Низкие колебания частоты – обычная проблема в больших энергетических системах. Система возбуждения, или автоматический регулятор напряжения применяются для повышения эффективности – улучшения полной устойчивости. Регуляторы энергетической системы подключены к системам возбуждения для увеличения демпфирования в процессе низких колебаний частоты.

Выход регулятора энергетической системы используется как источник дополнительного сигнала управления на вход регулятора напряжения машины. Колебания небольшой амплитуды и низкой частоты часто продолжаются в течение длительных периодов времени и в некоторых случаях могут накладывать ограничения на способность передачи энергии. Регулятор энергетической системы – устройство, которое улучшает демпфирование электромеханических колебаний генератора. Регуляторы использовались на больших генераторах в течение нескольких десятилетий, позволяя предприятиям коммунального обслуживания поддерживать устойчивость требуемых режимов функционирования.

Входной сигнал простого регулятора энергетической системы (PSS) фильтрован, чтобы обеспечить сдвиг фазы в электромеханических частотах в представляющий интерес диапазон 0,1–5,0 Гц.

Простые регуляторы и законы управления, основанные на методах синтеза по заданному расположению корней характеристического уравнения или собственных значений матрицы замкнутой системы, широко использовались в энергетических системах. Такой регулятор гарантирует требуемое качество функционирования только в номинальном режиме и не обеспечивает хорошее функционирование в других рабочих режимах из-за внешних возмущений, таких как изменения нагрузки и колебания механической мощности.

Для Цитирования:
Зиад Мохаммед Мохаммед Али, Маликов А.И., H∞-методы синтеза робастного регулятора энергетической системы. Главный энергетик. 2017;7.
Полная версия статьи доступна подписчикам журнала
Язык статьи:
Действия с выбранными: