本书系统阐述灵活交直流输电系统的非线性控制理论方法及应用共8章，主要内容包括：静止无功补偿器基本原理和相应的控制设计方法；静止同步补偿器的基本结构、工作原理及协调稳定控制；电池储能系统多指标非线性协调控制；交直流联合输电系统的鲁棒稳定控制设计；Lagrange力学化在含晶闸管可控串联电容器电力系统中的应用、基于Hamilton能量函数的发电机励磁与晶闸管可控串联电容器和超导储能装置的协调控制；计及时滞影响的发电机励磁与灵活交流输电系统非线性协调控制。
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《博士后文库》序言
前言
主要术语对照表
符号表
第1章 绪论 1
1.1 电力系统结构要求和控制特点 1
1.2 FACTS 2
1.3 非线性控制在电力系统中的应用 9
1.4 电力系统协调控制的理论与应用 12
参考文献 13
第2章 预备知识 15
2.1 微分流形、分岔和极限集 15
2.1.1 微分流形 15
2.1.2 分岔和极限集 16
2.1.3 流和极限集 18
2.2 微分方程基本解理论基础 22
2.2.1 一般性的线性时变系统 22
2.2.2 Wronsky行列式 23
2.3 系统的稳定性 23
2.3.1 稳定性的基本概念 23
2.3.2 辛结构与传统Hamilton系统 25
2.3.3 广义Poisson括号与广义Hamilton系统 25
2.3.4 受控耗散Hamilton系统 27
2.3.5 广义Hamilton实现的定义及性质 28
2.4 非线性DAS的几何线性化 30
2.4.1 DAS的解 30
2.4.2 线性化标准型 33
2.4.3 参数自适应控制理论与方法 36
参考文献 40
第3章 SVC的非线性控制 42
3.1 SVC的反步法控制 43
3.1.1 SVC基本原理和数学模型 43
3.1.2 耗散系统基本概念和原理 45
3.1.3 反步法控制设计方法 47
3.1.4 无源控制方法在发电机励磁和SVC控制设计中的应用 49
3.1.5 仿真分析 53
3.2 自适应控制方法在发电机励磁和SVC控制设计中的应用 55
3.2.1 具有SVC的电力系统模型 55
3.2.2 SVC与发电机励磁控制器的设计 56
3.2.3 参数自适应控制器的设计 58
3.2.4 仿真分析 60
3.3 结构保持电力系统SVC与发电机励磁协调控制 63
3.3.1 多个SVC的多机电力系统模型 63
3.3.2 仿真分析 71
参考文献 74
第4章 STATCOM与发电机励磁协调控制 77
4.1 STATCOM的基本结构与工作原理 77
4.1.1 STATCOM的基本结构 77
4.1.2 STATCOM的无功补偿原理 78
4.1.3 STATCOM与SVC的比较 79
4.1.4 含STATCOM的电力系统模型 80
4.1.5 STATCOM与发电机励磁非线性协调控制器设计 82
4.1.6 仿真分析 85
4.2 STATCOM与发电机励磁鲁棒非线性协调控制 87
4.2.1 计及不确定项的含STATCOM的电力系统 87
4.2.2 STATCOM与发电机励磁鲁棒非线性协调控制器设计 87
4.2.3 仿真分析 89
4.3 计及不确定项的STATCOM与发电机励磁鲁棒控制 90
4.3.1 计及不确定项的含STATCOM的电力系统数学模型 90
4.3.2 计及不确定项的STATCOM与发电机励磁鲁棒控制器设计 93
4.3.3 仿真分析 98
4.4 具有代数约束的STATCOM与凸极式发电机控制 100
4.4.1 具有代数约束的STATCOM的电力系统数学模型 101
4.4.2 具有代数约束的STATCOM与凸极式发电机控制器设计 102
4.4.3 仿真分析 107
4.5 凸极式发电机励磁与非理想STATCOM的协调控制 109
4.5.1 非理想STATCOM数学模型 109
4.5.2 协调控制器的设计要求 112
4.5.3 控制输入的确定 115
4.5.4 仿真分析 116
参考文献 119
第5章 BESS多指标非线性协调控制 121
5.1 太阳能光伏并网系统的控制与仿真 121
5.1.1 光伏阵列 121
5.1.2 MPPT法原理 124
5.1.3 仿真分析 125
5.2 BESS多指标非线性协调控制 131
5.2.1 BESS与发电机联立的数学模型 131
5.2.2 BESS多指标非线性控制规律的设计 136
5.2.3 仿真分析 139
参考文献 141
第6章 AC/DC联合输电系统的稳定控制 143
6.1 AC/DC联合输电系统的鲁棒稳定控制 143
6.1.1 基于AC/DC动态特性的控制模型 144
6.1.2 线性鲁棒控制器设计 147
6.1.3 仿真分析 150
6.2 计及发电机励磁的AC/DC系统控制 153
6.2.1 基于AC/DC动态特性的控制模型 154
6.2.2 控制系统的坐标变换 156
6.2.3 计及发电机励磁的AC/DC系统控制器设计 159
6.2.4 仿真分析 159
6.3 结构保持电力系统的AC/DC系统非线性控制 162
6.3.1 AC/DC并联系统的非线性DAS模型 163
6.3.2 SMIB AC/DC并联系统的非线性控制 164
6.3.3 单机无穷大AC/DC并联系统仿真分析 169
6.3.4 多机AC/DC并联系统非线性控制 176
6.3.5 仿真分析 180
参考文献 183
第7章 Hamilton系统的非线性控制 186
7.1 多机电力系统的Lagrange力学化与应用 186
7.1.1 问题描述与基本理论 187
7.1.2 电力系统Hamilton实现及控制器设计 189
7.1.3 仿真分析 193
7.2 Lagrange力学化在含TCSC电力系统中的应用 196
7.2.1 问题描述与基本理论 197
7.2.2 含TCSC的电力系统Hamilton实现及控制器设计 198
7.2.3 仿真分析 201
7.3 多机系统Hamilton实现与Hessian矩阵正定性 203
7.3.1 问题描述 204
7.3.2 一般矩阵正定性的判定方法 205
7.3.3 电力系统模型及Hessian矩阵正定性的判断 207
7.3.4 仿真分析 210
7.4 基于Hamilton能量理论的超导储能控制器设计 213
7.4.1 问题描述及基本性质 213
7.4.2 含SMES电力系统的广义耗散Hamilton实现 214
7.4.3 控制器设计 218
7.4.4 仿真分析 219
7.5 伪广义Hamilton理论与多机系统非线性励磁控制 220
7.5.1 问题描述及基本性质 221
7.5.2 多机电力系统非线性励磁控制器设计 223
7.5.3 仿真分析 226
7.6 Hamilton能量函数的发电机励磁与TCSC协调控制 230
7.6.1 含TCSC的SMIB模型 231
7.6.2 广义耗散Hamilton实现 232
7.6.3 控制器的设计与实施 232
7.6.4 仿真分析 234
参考文献 237
第8章 时滞系统的非线性控制 242
8.1 时滞系统理论 242
8.1.1 非线性时滞系统理论与控制方法 242
8.1.2 广域时滞电力系统 243
8.2 线性多时滞电力系统稳定性及其控制 245
8.2.1 多时滞系统的时滞依赖稳定判据 245
8.2.2 电力系统多时滞建模 249
8.2.3 计及时滞分量的输出反馈控制器设计 252
8.3 非线性时滞Hamilton理论及其应用 256
8.3.1 非线性时滞Hamilton系统的时滞依赖稳定性条件 257
8.3.2 电力系统时滞Hamilton实现 258
8.3.3 WADC设计 261
8.3.4 仿真分析 262
8.4 计及时滞影响的发电机励磁与FACTS协调控制 273
8.4.1 非线性时滞Hamilton系统发电机励磁与SVC协调控制 273
8.4.2 非线性时滞Hamilton系统发电机励磁与TCSC协调控制 285
参考文献 297
编后记 303
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