donstuAdvanced Engineering Research (Rostov-on-Don)Advanced Engineering Research (Rostov-on-Don)2687-1653Don State Technical University10.12737/3514donstu-297Research ArticleTECHNICAL SCIENCESТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИROBUST NONLINEAR SYNCHRONOUS GENERATOR EXCITATION SYSTEM: INTEGRAL ADAPTATIONРобастная нелинейная система возбуждения синхронного генератора: интегральная адаптацияКузьменкоАндрей АлександровичKuzmenkoAndrey AlexandrovichСиницынАлександр СергеевичSinitsynAlexander SergeyevichЮжный федеральный университет, РоссияРоссияSouthern Federal University, RussiaRussian Federation201430032014141154161Copyright © Kuzmenko A.A., Sinitsyn A.S., 20142014Кузьменко А.А., Синицын А.С.Kuzmenko A.A., Sinitsyn A.S.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.vestnik-donstu.ru/jour/article/view/297

The application of a new system - cybernetic approach to the power system synchronous generator control with r egard to their nonlinearity, multidimensionality, and multicoupling, is shown. The main study subject is a nonlinear model of the synchronous generator operating for a high power network. A synergistic synthesis procedure o f the nonlinear adaptive control law for power system synchronous generator excitation in accordance with the principle of the integrated adaptation of syn ergetic control theory is presented. The synthesized control law provides the implementation of technological invariants, i.e. stabilization of terminal voltage, and a synchronou s operation with the network, suppression of parametric perturbation (parametr ic robustness). The obtained results have shown their efficiency in improving power system stability problem. A comparative analysis of the stabilit y area with the synergistic law, and with the conventional synchronous generator excitation controller has i llustrated the significant advantage of the synergetic approach.

Показано применение нового системно - кибернетического подхода к управлению синхронными генераторами энергосистем с учётом их нелинейностей, многомерности и многосвязности. Основным объектом исследов ания данной работы является нелинейная модель синхронного генератора, работающего на сеть большой мощности. Представлен синергетический синтез нелинейного адаптивного закона управления возбуждением синхронного генератора энергосистемы в соответствии с принципом интегральной адаптации синергетич еской теории управле ния. Синтезированный закон управления обеспечивает выполнение технологических инвариантов — стабилизацию терминального напряжения и синхронную работу с сетью, подавление пар аметрического возмущения (параметрическую робастность). Полученные результаты показ али свою эффе ктивность в задаче повышения устойчивости энергосистемы. Сравнительный анализ области устойчивости с синергетическим законом и с традиционным регулятором возбуждения синхронного генератора проилл юстрировал существенное преимущество синергетиче ского подхода.

синхронный генераторсистема возбужденияпараметрическая неопределённостьинт егральная адаптациясинергетическая теория управления.synchronous generatorexcitation systemparametric uncertaintyintegral adaptationsynergetic co ntrol theoryРабота выполнена при финансовой поддержке РФФИ (гранты №13-08-01008-а, №13-08-01015-а) и Южного федерального университета (грант № 213.01-24/2013-98)The research is done with the financial support from RFFI (Grants nos. 13-08-01008-а, 13-08-01015-а), and from Southern Federal University (Grant no. 213.01-24/2013-98).ReferencesКолесников, А. А. Новые технологии проектирования современных систем управления процессами генерации электроэнергии / А. А. Колесников, Г. Е. Веселов, А. А. Кузьменко. — Москва : Издательский дом МЭИ, 2011. — 280 с.Колесников, А. А. Новые технологии проектирования современных систем управления процессами генерации электроэнергии / А. А. Колесников, Г. Е. Веселов, А. А. Кузьменко. — Москва : Издательский дом МЭИ, 2011. — 280 с.Колесников, А. А. Синергетическая теория управления / А. А. Колесников. — Москва : Энергоатомиздат, 1994. — 344 с.Колесников, А. А. Синергетическая теория управления / А. А. Колесников. — Москва : Энергоатомиздат, 1994. — 344 с.Современная прикладная теория управления : в 3 частях. Ч. II. Синергетический подход в теории управления / под. ред. А. А. Колесникова. — Москва ; Таганрог : Изд-во ТРТУ, 2000. — 559 c.Современная прикладная теория управления : в 3 частях. Ч. II. Синергетический подход в теории управления / под. ред. А. А. Колесникова. — Москва ; Таганрог : Изд-во ТРТУ, 2000. — 559 c.Колесников, А. А. Синергетические методы управления сложными системами : Теория системного синтеза / А. А. Колесников. — 2-е изд., испр. — Москва : Книжный дом «ЛИБРОКОМ», 2012. — 240 с.Колесников, А. А. Синергетические методы управления сложными системами : Теория системного синтеза / А. А. Колесников. — 2-е изд., испр. — Москва : Книжный дом «ЛИБРОКОМ», 2012. — 240 с.Krstic, M. Nonlinear and Adaptive Control Design / M. Krstic, I. Kanellakopoulos, P. Kokotovic. New York : Wiley, 1995. — 563 p.Krstic, M. Nonlinear and Adaptive Control Design / M. Krstic, I. Kanellakopoulos, P. Kokotovic. New York : Wiley, 1995. — 563 p.Ioannou, P. A. Robust Adaptive Control / P. A. Ioannou, J. Sun. — New York : Dover, 2012. — 848 p.Ioannou, P. A. Robust Adaptive Control / P. A. Ioannou, J. Sun. — New York : Dover, 2012. — 848 p.Narendra, K. S., Parthasarathy, K. Identification and control of dynamical systems using neural networks. IEEE Trans. Neural Networks . 1990, vol. 1, no. 1, pp. 4‒27.Narendra, K. S., Parthasarathy, K. Identification and control of dynamical systems using neural networks. IEEE Trans. Neural Networks . 1990, vol. 1, no. 1, pp. 4‒27.Shuzhi, S. S., Ge, S. S., Wang C. Direct adaptive control of a class of nonlinear systems. IEEE Tran s. Neural Networks . 2002, vol. 13, no. 1, pp. 214‒221.Shuzhi, S. S., Ge, S. S., Wang C. Direct adaptive control of a class of nonlinear systems. IEEE Tran s. Neural Networks . 2002, vol. 13, no. 1, pp. 214‒221.Huerta, H., Loukianov, A. G., Canedo, J. M. Robust multi-machine power systems control via high order sliding modes. Electric Power Systems Research . 2011, vol. 81, iss. 7, pp. 1602‒1609.Huerta, H., Loukianov, A. G., Canedo, J. M. Robust multi-machine power systems control via high order sliding modes. Electric Power Systems Research . 2011, vol. 81, iss. 7, pp. 1602‒1609.Fusco, G., Russo, M. Nonlinear control design for excitation controller and power system stabilizer. Control Engineering Practice . 2011, vol. 19, pp. 243‒251.Fusco, G., Russo, M. Nonlinear control design for excitation controller and power system stabilizer. Control Engineering Practice . 2011, vol. 19, pp. 243‒251.Ле Чан Тханг. Синтез нелинейных регуляторов переменной структуры для одного класса нелинейных объектов / Ле Чан Тханг // Вестник Дон. гос. техн. ун-та. — 2007. — Т. 7, № 4 (35). — С. 104‒111.Ле Чан Тханг. Синтез нелинейных регуляторов переменной структуры для одного класса нелинейных объектов / Ле Чан Тханг // Вестник Дон. гос. техн. ун-та. — 2007. — Т. 7, № 4 (35). — С. 104‒111.Атрощенко, О. И. Синергетический синтез управлений для нелинейного объекта управления / О. И. Атрощенко // Вестник Дон. гос. техн. ун-та. — 2008. — Т. 8, № 3 (38). — С. 245‒251.Атрощенко, О. И. Синергетический синтез управлений для нелинейного объекта управления / О. И. Атрощенко // Вестник Дон. гос. техн. ун-та. — 2008. — Т. 8, № 3 (38). — С. 245‒251.Кузьменко, А. А. Нелинейное адаптивное управление турбогенератором / А. А. Кузьменко // Известия РАН. Теория и системы управления. — 2008. — № 1. — С. 112‒119.Кузьменко, А. А. Нелинейное адаптивное управление турбогенератором / А. А. Кузьменко // Известия РАН. Теория и системы управления. — 2008. — № 1. — С. 112‒119.Кузьменко, А. А. Нелинейные адаптивные законы управления турбиной судовой энергоустановки / А. А. Кузьменко // Известия РАН. Теория и системы управления. — 2012. — № 4. — С. 38‒51.Кузьменко, А. А. Нелинейные адаптивные законы управления турбиной судовой энергоустановки / А. А. Кузьменко // Известия РАН. Теория и системы управления. — 2012. — № 4. — С. 38‒51.Андерсон, П. М. Управление энергосистемами и устойчивость / П. М. Андерсон, А. А. Фуад. — Москва : Энергия, 1980. — 568 с.Андерсон, П. М. Управление энергосистемами и устойчивость / П. М. Андерсон, А. А. Фуад. — Москва : Энергия, 1980. — 568 с.Кузнецов, С. П. Динамический хаос / С. П. Кузнецов. — Москва : Физматлит, 2006. — 356 с.Кузнецов, С. П. Динамический хаос / С. П. Кузнецов. — Москва : Физматлит, 2006. — 356 с.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.