Робастные регуляторы электроэнергетической системы на основе линейных матричных неравенств

Магомед Гаджиевич Гаджиев, Мисрихан Шапиевич Мисриханов, Владимир Николаевич Рябченко, Magomed G. GADZHIYEV, Misrikhan Sh. MISRIKHANOV, Vladimir N. RYABCHENKO

Аннотация


С помощью линейных матричных неравенств осуществлен синтез робастных регуляторов пол­ного порядка для электроэнергетической системы как динамической многомерной системы.Этим обеспечиваются размещение полюсов замкнутой системы в заданной выпуклой области комплекс­ной плоскости, а также заданный уровень подавления внешних возмущений.Решение линейных матричных неравенств, получаемое с помощью высокоэффективных специализированных числен­ных методов, представляет собой динамический закон управления в виде математической модели регулятора, обеспечивающего указанные заданные требования. К достоинствам используемого подхода относится простота выражения ограничений на основные характеристики переходных процессов, включая минимальную скорость затухания колебаний, минимальный коэффициент демпфирования, максимальную частоту собственных незатухающих колебаний. Данные ограниче­ния выражаются посредством параметров определенных выпуклых областей комплексной плоско­сти, задаваемых с помощью линейных матричных неравенств.

Ключевые слова


энергосистема; внешние возмущения; управление; робастные регуляторы; математическая модель

Полный текст:

PDF

Литература


Кочкин В.И., Нечаев О.П. Применение статических ком­пенсаторов реактивной мощности в электрических сетях энер­госистем и предприятий. — М.: Изд-во НЦ ЭНАС, 2000, 248 с.

Acha E., Fuerte-Esquivel C.R., Ambriz-Pmez H., Angeles-Camacho C. FACTS: Modelling and Simulation in Power Networks. John Wiley & Sons, 2004, 420 p.

Flexible AC Transmission Systems (FACTS)/Ed. Yong Hua Song and Allan T. Johns. London, EYE, 1999, 592 p.

FACTS: Modelling and Simulation in Power Networks/Tachi E., et al. — N.-Y.: John Wiley and Sons, 2004, 420 p.

Hingorani N.G., Gyugyi L. Understanding FACTS: Concepts and Technology of Flexible AC Transmission Systems. IEEE Press, 2000, 429 p.

Баринов В.А., Совалов С.А. Модальное управление режи­мами ЭЭС. — Электричество,1986, № 8, с. 1—6.

Брузгин Б.И. Модальное управление режимами энерго­систем. — Анализ функционирования и управления режимами сложных электроэнергетических систем. — Сб. науч. трудов / ЭНИН им. Г.М. Кржижановского.М., 1989,180 с.

Жданов П.С. Вопросы устойчивости электрических сис­тем. М.: Энергия, 1979, 456 с.

Kundur Р. Power system stability and control. NY, McGraw-Hill, 1994, 1176 p.

Андерсон П., Фауд А. Управление энергосистемами и ус­тойчивость. М.: Энергия, 1980, 568 с.

Gutman S., Jury E.I. A General Theory for Matrix Root Clustering in Subregions of the Complex Plain. — IEEE Trans. AC, 1981, vol. AC-26, pp. 853-863.

Chilali M., Gahinet P. Design with Pole Placement Constraints: An LMI Approach. — IEEE Trans. AC, 1996,vol. 41, No. 3, pp. 358-367.

Chilali M., Gahinet P. and Apkarian P. Robust Pole Placement in LMI Regions. — IEEE Trans. AC, 1999,vol. 44, No. 12, pp. 2257-2270.

Курдюков А.П., Тимин В.Н. Hj-управление энергетиче­ской системой в аварийном режиме. Ч. 1. Теоретические осно­вы синтеза робастных Hj-регуляторов. — Проблемы управле­ния, 2009, вып. 1, с. 8-17.

Мисриханов М.Ш., Ситников В.Ф., Шаров Ю.В. Мо­дальный синтез регуляторов на основе устройств FACTS. — Электротехника, 2007, № 10, с. 22—29.

Баландин Д.В., Коган М.М. Синтез законов управления на основе линейных матричных неравенств. М.: Физматлит, 2008, 280 с.

Шаров Ю.В. О развитии методов анализа статической устойчивости электроэнергетических систем. — Электричество, 2017, № 1, с. 12—18.

Шаров Ю.В. Применение модального подхода для ре­шения проблемы обеспечения статической устойчивости элек­троэнергетических систем. — Известия РАН, Энергетика, 2017, № 2, с. 13—29.

Гаджиев М.Г., Мисриханов М.Ш., Шаров Ю.В. Модаль­ный синтез законов управления в электроэнергетических сис­темах на основе многошаговой декомпозиции. — Электричест­во, 2017, № 11, с. 4—11.

Мисриханов М.Ш., Шаров Ю.В. Модально-оптималь­ное управление электроэнергетическими объектами. — Вестник ИГЭУ, 2004, вып. 4, с. 83—98.

Мисриханов М.Ш., Ситников В.Ф., Шаров Ю.В. Опти­мальные регуляторы на основе устройств FACTS для децентра­лизованного управления крупными ОЭС. — Электротехника, 2008, № 2, с. 55—61.

Мисриханов М.Ш., Ситников В.Ф., Шаров Ю.В. Опти­мальные регуляторы на основе устройств FACTS для децентра­лизованной модели ОЭС. — Вестник МЭИ, 2009, № 3, с. 35—41.

Haddad W.M. and Bernstein D.S. Controller Design with Regional Pole Placement. — IEEE Trans. AC, 1992, vol. 37, pp. 54—61.

Scherer C.W., Gahinet P. and Chilali M. Multiobjective Output-Feedback Control via LMI Optimization, IEEE Trans. AC, 1997, vol. 42, pp. 896—911.

Kautsky J., Nichols N.K., and Van Dooren P. Robust Pole Assignment in Linear State Feedback. — Int. J. Contr, 1985. vol. 41, pp. 1129—1155.

Martin J.M. State-Space Measures of Robustness of Pole Locations for Structured and Unstructured Perturbations. Syst. Contr. Lett., 1991, vol. 16, pp. 423—433.

Chou J.H., Ho S.J., and Horng R. Pole Assignment Robustness in a Specified Disc. — Syst. Contr. Lett., 1991, vol. 16, pp. 1041 — 1046.

Arzelier D., Bernussou J., and Garcia G. Pole Assignment of Linear Uncertain Systems in a Sector via a Lyapunov-Type Approach. — IEEE Trans. AC, 1993, vol. 38, pp. 1128—1131.

Garcia G., and Bernussou J. Pole Assignment for Uncertain Systems in a Specified Disk by State Feedback. — IEEE Trans. AC, 1995, vol. 40, pp. 184—190.

Nesterov Y., and Nemirovskii A. Interior Point Polynomial Algorithms in Convex Programming: Theory and Applications.— SIAM Studies Appl. Math.,2001, 404 p.

Nemirovskii A., and Gahinet P. The Projective Method for Solving Linear Matrix Inequalities. — Math. Programming. Series B, 1997,vol. 77, pp. 163—190.

Gahinet P., Nemirovsky A., Laub A.J., and Chilali M. The LMI Control Toolbox. Natick, MA: The Math Works, 1995, 50 p.

Sturm J.F. Using SeDuMi 1.02, a Matlab Toolbox for Optimization over Symmetric Cones. — Optimization Methods and Software, 1999,vol. 11—12, pp. 625—653.

Peaculle D., Henrion D., Labit Y., and Taitz K. User’s Guide for SeDuMi Interface 1.04. LAAS — CNRS. — Toulouse (France), 2002, 36 p.

Heffron W.G., Fillips R.A. Effect of modern amplidyne voltage regulatorso nu nder excitedoperation of large turbine generators. — AIEE Trans., 1952, vol. PAS-71, pp. 692—697.

Wang H, Du W. Analysisand Damping Control of Power System Low-frequency Oscillations. — Springer Press, New York, 2016, 394 p.

Зубов Н.Е., Микрин Е.А., Рябченко В.Н. Матричные ме­тоды в теории и практике систем автоматического управления летательными аппаратами. — М.: Изд-во МГТУ имени Н.Э. Баумана, 2016, 666 с.

Kochkin V.I., Nechayev O.P. Primeneniye staticheskikh kompensatorov reaktivnoi moshchnosti v elektricheskikh setyakh energosistem i predpriyatii (The use of static compensators with active power in the electrical networks of power systems and enterprises). Moscow, Scientific Centre «ENAS», 2000, 248 p.

Acha E., Fuerte-Esquivel C.R., Ambriz-Pmez H., Angeles-Camacho C. FACTS: Modelling and Simulationin Power Networks. John Wiley & Sons, 2004, 420 p.

Flexible AC Transmission Systems (FACTS)/Ed. Yong Hua Song and Allan T. Johns. London, EYE, 1999, 592 p.

FACTS: Modelling and Simulation in Power Networks/Tachi E., et al. — N.-Y.: John Wiley and Sons, 2004, 420 p.

Hingorani N.G., Gyugyi L. Understanding FACTS: Concepts and Technology of Flexible AC Transmission Systems. IEEE Press, 2000, 429 p.

Barinov V.A., Sovalov S.A. Elektrichestvo — in Russ. (Electricity), 1986, No. 8, pp. 1—6.

Bruzgin B.I. Modal’noye upravleniye rezhimami energosistem. Analiz funktsionirovaniya i upravleniya rezhimami slozhnykh elektroenergeticheskikh system: Sb. nauch/ trudov ENIN im. G.M. Krzhizhanovskogo (Modal control of power system modes. Analysis of the functioning and management of modes of complex electric power systems: Sat. sci. works of ENIN named G.M. Krzhizhanovsky). Moscow,1989,180 p.

Zhdanov P.S. Voprosy ustoichevosti elektricheskikh system (Questions of the stability of electrical systems). Moscow, Energiya, 1979, 456 p.

Kundur P. Power system stability and control. NY, McGraw-Hill, 1994, 1176 p.

Anderson P., Faud A. Upravleniye energosistemami i ustoichivost’ (Energy management and sustainability). Moscow, Energiya, 1980, 568 p.

Gutman S., Jury E.I. A General Theory for Matrix Root Clustering in Subregions of the Complex Plain. — IEEE Trans. AC, 1981, vol. AC-26, pp. 853-863.

Chilali M., Gahinet P. Design with Pole Placement Constraints: An LMI Approach. — IEEE Trans. AC, 1996, vol. 41, No. 3, pp. 358-367.

Chilali M., Gahinet P. and Apkarian P. Robust Pole Placement in LMI Regions. — IEEE Trans. AC, 1999, vol. 44, No. 12, pp. 2257-2270.

Kurdyukov A.P., Tiiiiiii V.N. Problemy upravleniya — in Russ. (Problems of control), 2009, iss. 1, pp. 8-17.

Miszrikhanov M.Sh., Sitnikov V.F., Sharov Yu.V. Elektrotekhnika — in Russ. (Electrical Engeneering), 2007, No. 10, pp. 22 - 29.

Balandin D.V., Kogan M.M. Sintez zakonov upravleniya na osnove lineinykh matrichnykh neravenstv (Synthesis of control laws based on linear matrix inequalities). Moscow, Fizmatlit, 2008, 280 p.

Sharov Yu.V. Elektrichestvo — in Russ. (Electricity), 2017, No. 1, pp. 12-18.

Sharov Yu.V. Izvestiya RAN. Energetika — in Russ. (News of Russian Academy of Sciences. Power Engineering), 2017, No. 2, pp. 13-29.

Gadzhiyev M.G., Misrikhanov M.Sh., Sharov Yu.V. Elektrichestvo — in Russ. (Electricity), 2017, No. 11, pp. 4-11.

Misrikhanov M.Sh., Sharov Yu.V. Vestnik IGEU — in Russ. (Bulletin of Irkutsk State Power Engineering University), 2004, iss. 4, pp. 83-98.

Misrikhanov M.Sh., Sitnikov V.F., Sharov Yu.V. Elektrotekhnika — in Russ. (Electrical Engineering), 2008, No. 2, pp. 55-61.

Misrikhanov M.Sh., Sitnikov V.F., Sharov Yu.V. Vestnik MEI — in Russ. (Bulletin of Moscow Power Engineering Institute), 2009, No. 3, pp. 35-41.

Haddad W.M. and Bernstein D.S. Controller Design with Regional Pole Placement. — IEEE Trans. AC, 1992, vol. 37, pp. 54—61.

Scherer C.W., Gahinet P. and Chilali M. Multiobjective Output-Feedback Control via LMI Optimization, IEEE Trans. AC, 1997, vol. 42, pp. 896-911.

Kautsky J., Nichols N.K. and Van Dooren P. Robust Pole Assignment in Linear State Feedback. — Int. J. Contr, 1985. vol. 41, pp. 1129-1155.

Martin J.M. State-Space Measures of Robustness of Pole Locations for Structured and Unstructured Perturbations. Syst. Contr. Lett., 1991, vol. 16, pp. 423-433.

Chou J.H., Ho S.J. and Horng R. Pole Assignment Robustness in a Specified Disc. — Syst. Contr. Lett., 1991,vol. 16, pp. 1041-1046.

Arzelier D., Bernussou J. and Garcia G. Pole Assignment of Linear Uncertain Systems in a Sector via a Lyapunov-Type Approach. — IEEE Trans. AC, 1993, vol. 38, pp. 1128-1131.

Garcia G. and Bernussou J. Pole Assignment for Uncertain Systems in a Specified Disk by State Feedback. — IEEE Trans. AC, 1995, vol. 40, pp. 184-190.

Nesterov Y. and Nemirovskii A. Interior Point Polynomial Algorithms in Convex Programming: Theory and Applications.— SIAM Studies Appl. Math.,2001, 404 p.

Nemirovskii A. and Gahinet P. The Projective Method for Solving Linear Matrix Inequalities. — Math. Programming. Series B, 1997, vol. 77, pp. 163-190.

Gahinet P., Nemirovsky A., Laub A.J. and Chilali M. The LMI Control Toolbox. Natick, MA: The Math Works, 1995, 50 p.

Sturm J.F. Using SeDuMi 1.02, a Matlab Toolbox for Optimization over Symmetric Cones. — Optimization Methods and Software, 1999, vol. 11-12, pp. 625-653.

Peaculle D., Henrion D., Labit Y. and Taitz K. User’s Guide for SeDuMi Interface 1.04. LAAS - CNRS. — Toulouse (France), 2002, 36 p.

Heffron W.G., Fillips R.A. Effect of modern amplidyne voltage regulators on under excitedoperation ofl arge turbine generators. — AIEE Trans., 1952, vol. PAS-71, pp. 692 - 697.

Wang H, Du W. Analysisand Damping Control of Power System Low-frequency Oscillations. - Springer Press, New York, 2016, 394 p.

Zubov N.Ye., Mikrin Ye.A., Ryabchenko V.N. Matrichnye metody v teorii i praktike system avtomaticheskogo upravleniya letatel’nymi apparatami (Matrix methods in theory and practice of automatic control systems of aircraft). Moscow, Moscow State Technical University named N.E. Bauman, 2016, 666 p.




DOI: http://dx.doi.org/10.24160/0013-5380-2018-10-4-19

Ссылки

  • На текущий момент ссылки отсутствуют.


Bookmark and Share