电力系统非线性微分-代数子系统逆控制新算法

"这篇论文探讨了电力系统元件非线性微分-代数子系统模型的逆系统控制策略，提出了一种新的算法以简化控制输出及其高阶导数的处理，提高了算法的应用性。该方法分为两个步骤：首先，通过新算法判断元件的可逆性，如果可逆，则构建元件的α阶积分右逆系统，实现系统线性化和解耦；其次，运用线性控制理论设计控制器，确保元件满足预期的性能指标。文中还通过多机电力系统的非线性汽门控制问题进行实例研究，验证了方法的有效性。该研究受到了国家自然科学基金和江苏省多项基金的支持，作者团队来自南京信息工程大学的相关学院和研究中心。" 在电力系统中，非线性微分-代数子系统模型是复杂性和挑战性的核心所在。这些模型通常涉及非线性常微分方程和代数方程，它们描述了电力元件如发电机、变压器、线路等的动态行为。文献已经提出了将非线性系统稳定性的Lypunov方法扩展到非线性DAE系统，以及使用精确反馈线性化方法解决非线性负荷的电力系统控制问题。 本文提出的新算法专注于逆系统控制，这是一种逆向思维的方法，旨在通过构造逆系统来简化控制设计。逆系统控制的核心在于，如果一个非线性系统可逆，那么可以通过构建逆系统来实现系统的线性化，这在处理复杂的电力系统模型时尤其有用。这个新算法避免了对控制输出和其高阶导数的复杂变换，提升了算法的实用性和效率。 在实际操作中，该方法分为两步。第一步，新算法用于判断电力元件的可逆性。如果元件可逆，那么可以基于状态反馈和动态补偿来构建α阶积分右逆系统，这一步骤有助于实现复合系统的线性化和解耦。第二步，利用成熟的线性控制理论设计闭环控制器，确保被控元件的动态特性符合预设的性能指标，如稳定性和响应速度。 为了验证这一方法的有效性，研究者将它应用于多机电力系统的分散非线性汽门控制系统。汽门控制是发电厂中关键的一环，直接影响到功率输出和系统稳定性。通过仿真研究，他们证明了所提方法能够有效地解决这个问题，达到了预期的控制效果。 这篇论文为电力系统非线性控制领域提供了一个新颖且实用的工具，有助于更高效地设计和优化电力系统元件的控制策略。该研究不仅加深了我们对电力系统模型的理解，也为未来相关领域的研究和技术开发提供了有价值的参考。