ROBUST NONLINEAR SYNCHRONOUS GENERATOR EXCITATION SYSTEM: INTEGRAL ADAPTATION
Abstract
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.
Keywords
synchronous generator,
excitation system,
parametric uncertainty,
integral adaptation,
synergetic co ntrol theory
Supporting agencies: 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).
About the Authors
Andrey Alexandrovich Kuzmenko
Southern Federal University, Russia
Russian Federation
Russian Federation
Alexander Sergeyevich Sinitsyn
Southern Federal University, Russia
Russian Federation
Russian Federation
References
1. 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.
2. Колесников, А. А. Синергетическая теория управления / А. А. Колесников. — Москва : Энергоатомиздат, 1994. — 344 с.
3. 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.
4. 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.
5. Krstic, M. Nonlinear and Adaptive Control Design / M. Krstic, I. Kanellakopoulos, P. Kokotovic. New York : Wiley, 1995. — 563 p.
6. Ioannou, P. A. Robust Adaptive Control / P. A. Ioannou, J. Sun. — New York : Dover, 2012. — 848 p.
7. 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.
8. 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.
9. 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.
10. Fusco, G., Russo, M. Nonlinear control design for excitation controller and power system stabilizer. Control Engineering Practice . 2011, vol. 19, pp. 243‒251.
11. 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.
12. 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.
13. Кузьменко, А. А. Нелинейное адаптивное управление турбогенератором / А. А. Кузьменко // Известия РАН. Теория и системы управления. — 2008. — № 1. — С. 112‒119.
14. Кузьменко, А. А. Нелинейные адаптивные законы управления турбиной судовой энергоустановки / А. А. Кузьменко // Известия РАН. Теория и системы управления. — 2012. — № 4. — С. 38‒51.
15. Андерсон, П. М. Управление энергосистемами и устойчивость / П. М. Андерсон, А. А. Фуад. — Москва : Энергия, 1980. — 568 с.
16. Кузнецов, С. П. Динамический хаос / С. П. Кузнецов. — Москва : Физматлит, 2006. — 356 с.
Review
For citations:
Kuzmenko A.A., Sinitsyn A.S. ROBUST NONLINEAR SYNCHRONOUS GENERATOR EXCITATION SYSTEM: INTEGRAL ADAPTATION. Vestnik of Don State Technical University. 2014;14(1):154-161. https://doi.org/10.12737/3514
Views:
582
Email this article 