《電力系統非線性控制（第2版）》是2008年9月23日清華大學出版社出版的圖書，作者是盧強、梅生偉、孫元章。
基本介紹
- 書名：電力系統非線性控制（第2版）
- 作者：盧強、梅生偉、孫元章
- ISBN：9787302184812
- 定價：58元
- 出版社：清華大學出版社
- 出版時間：2008年9月23日
- 裝幀：平裝
- 開本：16開
內容簡介,作者簡介,圖書目錄,
內容簡介
本書系統地闡述了電力系統非線性控制的理論及套用，在全面總結該領域國內外研究成果的基礎上，重點論述了作者從事自然科學交叉重點基金、 "973”計畫和傑出青年基金等有關項目所取得的最新研究成果。
全書共13章，主要內容包括：非線性最優控制理論若干基本概念；單輸入單輸出與多輸入多輸出非線性最優控制系統設計原理；非線性魯棒控制系統設計原理；電力系統建模方法和非線性數學模型；非線性最優/魯棒控制設計原理在電力系統中的套用，包括大型發電機組非線性最優勵磁和非線性魯棒勵磁控制、汽門開度非線性最優控制、大型水輪發電機組水門開度非線性魯棒控制、交直流聯合輸電系統中直流輸電系統的非線性最優控制、超導儲能設備非線性魯棒控制、靜止無功功率補償系統的非線性最優控制等的數學模型、設計方法、控制策略及實施方案。
本書注重物理概念，理論與實際並重，把現代非線性控制理論與工程實際有機地結合起來，可供從事電力系統自動化工作的科技人員和高等院校有關專業的教師、高年級學生及研究生使用，也可供從事自動控制的工程技術人員參考。
作者簡介
盧強，1936年5月19日出生於安徽省無為縣。1959年和1964年清華大學電機系本科和研究生畢業。1985年至1986年任美國Colorado State University訪問教授，講授研究生課並從事科研工作。1988年1月起任清華大學教授，1991年當選中科院學部委員（後改稱為中國科學院院士）。1993年至1995年任日本KIT客座教授，講授研究生課程並從事科研工作。2003年當選為IEEE Fellow。2006年當選為瑞典皇家工程科學院外籍院士。現任清華大學電力系統國家重點實驗室學術委員會主任、中國電機工程學會常務理事等。
盧強教授長期從事電力系統穩定分析與控制、電網安全以及太陽能發電綜合套用系統等領域的研究。發表論文100多篇，出版專著3部（其中Nonlinear Con—trol Systems and Power System Dynamics由原Kluwer Academic Publishers出版）。
曾獲國家優秀科技圖書一等獎、國家自然科學二等獎（2次）、國家科技進步三等獎、教育部自然科學一等獎、國家優秀教學成果特等獎和國家重點基礎研究發展計畫（“973”計畫）先進個人等。
曾任國家重點基礎研究發展計畫（“973”計畫）“電力大系統災變防治”首席科學家。先後主持完成國家自然科學基金重點項目“電力系統非線性魯棒穩定控制”和“電力系統智慧型控制”，國家發改委高技術示範工程“輸配電系統混成控制系統”，國家重大科技攻關計畫“三峽發電機組非線性勵磁”和國家電網公司重點科技項目“大型水輪發電機組非線性魯棒調速控制裝置”等十餘項重大科研項目。目前正主持國防“973”專題、東北電網混成電壓控制、上海電網AEMS和深圳電網災變防治等多項重大工程項目。
盧強教授長期從事電力系統穩定分析與控制、電網安全以及太陽能發電綜合套用系統等領域的研究。發表論文100多篇，出版專著3部（其中Nonlinear Con—trol Systems and Power System Dynamics由原Kluwer Academic Publishers出版）。
曾獲國家優秀科技圖書一等獎、國家自然科學二等獎（2次）、國家科技進步三等獎、教育部自然科學一等獎、國家優秀教學成果特等獎和國家重點基礎研究發展計畫（“973”計畫）先進個人等。
曾任國家重點基礎研究發展計畫（“973”計畫）“電力大系統災變防治”首席科學家。先後主持完成國家自然科學基金重點項目“電力系統非線性魯棒穩定控制”和“電力系統智慧型控制”，國家發改委高技術示範工程“輸配電系統混成控制系統”，國家重大科技攻關計畫“三峽發電機組非線性勵磁”和國家電網公司重點科技項目“大型水輪發電機組非線性魯棒調速控制裝置”等十餘項重大科研項目。目前正主持國防“973”專題、東北電網混成電壓控制、上海電網AEMS和深圳電網災變防治等多項重大工程項目。
圖書目錄
第1章導論1
1.1引言1
1.2控制理論發展概述3
1.3線性控制系統與非線性控制系統11
1.4非線性系統近似線性化設計方法及其局限性14
1.5非線性系統穩定與不穩定平衡點17
1.6非線性系統的混沌現象與電力系統非線性振盪19
第2章非線性最優控制若干基本概念24
2.1引言24
2.2非線性最優控制問題的數學描述25
2.3非線性系統的坐標變換26
2.3.1坐標變換的一般概念26
2.3.2線性系統坐標變換27
2.3.3非線性坐標變換與微分同胚28
2.3.4映射29
2.3.5局部微分同胚29
2.3.6非線性控制系統的坐標變換30
2.4仿射非線性系統31
2.5向量場33
2.6向量場的導出映射35
2.7Lie導數與Lie括弧37
2.7.1Lie導數37
2.7.2Lie括弧39
2.8向量場集合的對合性43
2.9控制系統的關係度45
2.10非線性系統的線性化標準型48
2.11小結53
第3章單輸入單輸出非線性最優控制系統設計原理56
3.1引言56
3.2狀態反饋精確線性化設計原理57
3.2.1關係度r等於系統階數n的線性化設計原理57
3.2.2非線性控制律最優性討論62
3.2.3一般情況下的線性化設計原理67
3.2.4精確線性化的條件69
3.2.5精確線性化的算法76
3.3零動態設計原理與方法86
3.3.1零動態第一種設計方法86
3.3.2零動態第二種設計方法91
3.3.3零動態第三種設計方法94
3.3.4零動態第四種設計方法100
3.3.5若干問題討論106
3.4線性系統零動態設計方法108
3.5輸出對干擾解耦的控制系統設計原理113
第4章多輸入多輸出非線性最優控制系統設計原理123
4.1引言123
4.2關係度與線性化標準型123
4.2.1系統的關係度123
4.2.2線性化標準型126
4.3零動態設計原理138
4.4狀態反饋精確線性化設計原理148
4.4.1狀態反饋精確線性化的條件148
4.4.2狀態反饋精確線性化的算法151
4.4.3非線性控制律最優性討論164
第5章非線性魯棒控制設計原理168
5.1引言168
5.2非線性魯棒控制基本概念169
5.2.1非線性魯棒控制問題的數學描述169
5.2.2信號及其L2範數170
5.2.3系統及其L2增益172
5.2.4耗散系統與Hamilton-Jacobi不等式175
5.2.5二人零和微分對策179
5.3Hamilton-Jacobi-Issacs不等式180
5.3.1L2增益意義下的非線性魯棒控制問題180
5.3.2Hamilton-Jacobi-Issacs不等式的推導182
5.3.3線性魯棒控制系統的HJI不等式--Riccati不等式187
5.4反饋線性化H∞設計法189
5.5SDM混合反饋線性化H∞方法195
5.5.1SD反饋線性化H∞方法195
5.5.2SM反饋線性化H∞方法203
5.5.3SDM反饋線性化H∞方法與輸出設計210
第6章電力系統基本數學描述212
6.1引言212
6.2同步發電機轉子運動方程213
6.3同步發電機輸出功率方程215
6.4多機系統中同步發電機實用的輸出功率方程222
6.4.1單機無窮大系統中的發電機輸出功率方程222
6.4.2多機系統中同步發電機實用化的輸出功率方程224
6.5同步發電機勵磁繞組電磁動態方程228
6.6汽輪發電機組汽門開度控制系統數學描述228
6.7水輪發電機組水門開度控制系統數學描述232
6.7.1水力系統動態方程233
6.7.2水輪機子系統動態方程236
6.7.3水輪機調速系統模型237
6.8直流輸電系統數學描述240
6.8.1直流輸電線路的動態方程240
6.8.2直流調節系統的數學模型244
6.9超導儲能系統數學描述246
第7章大型發電機組非線性最優勵磁控制249
7.1引言249
7.2勵磁控制方式的發展250
7.3單機系統中發電機非線性最優勵磁控制系統的設計257
7.3.1精確線性化設計方法257
7.3.2關於非線性最優勵磁控制規律的實現問題的討論265
7.3.3非線性最優勵磁控制的效益266
7.4多機系統中發電機非線性最優勵磁控制系統的設計270
7.4.1多機電力系統的動力學方程271
7.4.2勵磁控制系統精確線性化的設計方法272
7.4.3實用化的非線性最優勵磁控制規律282
7.4.4多機系統發電機非線性最優勵磁控制規律的討論283
7.4.5多機電力系統非線性最優勵磁控制器的控制效果284
第8章大型發電機組非線性魯棒勵磁控制291
8.1引言291
8.2多機勵磁系統建模291
8.3非線性魯棒勵磁控制器的設計293
8.4非線性魯棒勵磁控制器參數整定方法296
8.5非線性魯棒勵磁控制器現場試驗297
8.5.1額定負載2%機端電壓階躍試驗298
8.5.2單機穩定極限試驗299
8.5.3雙機穩定極限試驗299
8.5.4切機試驗301
8.6非線性魯棒勵磁控制器在RTDS上的實驗301
8.6.1RTDS實驗系統302
8.6.20.1Hz低頻振盪抑制實驗303
8.6.3靜穩極限功率傳輸實驗303
8.6.4大擾動實驗304
8.6.5非線性魯棒勵磁控制器魯棒性能測試306
第9章大型汽輪發電機組汽門開度非線性最優控制308
9.1引言308
9.2單機無窮大系統中汽輪發電機組汽門非線性最優控制309
9.2.1數學模型309
9.2.2精確線性化設計方法311
9.2.3單機系統汽門非線性最優控制的動態模擬實驗結果316
9.2.4單機系統主調節汽門非線性最優控制的數字仿真結果319
9.3多機電力系統中發電機組汽門非線性最優控制320
9.3.1數學模型320
9.3.2精確線性化設計方法322
9.3.3多機電力系統汽門非線性最優控制措施的效果331
9.4若干問題的討論332
第10章大型水輪發電機組水門開度非線性魯棒控制335
10.1引言335
10.2理想水輪機建模及水門開度非線性魯棒控制335
10.2.1數學模型335
10.2.2控制器設計337
10.2.3單機系統水輪機水門非線性魯棒控制的效果342
10.3多機系統中水輪發電機組水門非線性魯棒控制343
10.3.1數學模型343
10.3.2控制器設計344
10.3.3多機電力系統水門非線性魯棒控制措施的效果347
10.4數字式水門開度非線性魯棒控制器355
10.4.1非線性魯棒控制器軟體結構355
10.4.2非線性魯棒控制器硬體設計357
10.5動態模擬實驗358
10.5.1實驗系統358
10.5.2實驗步驟359
10.5.3動模實驗結果及分析359
10.6現場模擬試驗及結果361
10.6.1試驗系統與方案361
10.6.2試驗效果362
10.7若干問題的討論366
第11章交直流聯合輸電系統中直流系統非線性最優控制367
11.1引言367
11.2換流站運行特性與常規控制方式367
11.2.1整流器電壓-電流特性367
11.2.2逆變器的電壓-電流特性368
11.2.3整流器定直流電流、逆變器定關斷越前角的常規控制方式369
11.2.4整流器定直流電流、逆變器定直流電壓的常規控制方式370
11.2.5直流輸電系統的功率調製371
11.3換流站的非線性最優控制372
11.3.1定電流、定關斷越前角非線性最優控制器的設計372
11.3.2定電流、定電壓非線性最優控制器的設計381
11.4直流系統非線性最優控制與互聯電力系統的穩定性385
11.4.1交直流系統非線性最優控制器設計的數學模型385
11.4.2非線性最優直流穩定控制器設計387
11.4.3直流系統非線性穩定控制器的控制效果389
第12章超導儲能設備非線性魯棒控制391
12.1引言391
12.2裝有SMES的單機無窮大系統的數學模型391
12.3非線性魯棒控制器設計393
12.4單機無窮大系統中SMES非線性魯棒控制計算機仿真效果396
12.5SMES非線性魯棒控制器動態模擬實驗398
12.6若干問題的討論403
第13章靜止無功補償器系統的非線性最優控制404
13.1引言404
13.2無功補償的基本概念404
13.2.1輸電系統中的無功潮流404
13.2.2無功功率補償的兩種基本方式406
13.2.3線路中間無功補償對傳輸功率極限的影響407
13.3靜止無功功率補償裝置的結構411
13.3.1可控矽控制電抗器（TCR型）411
13.3.2可控矽開關電容器（TSC型）417
13.4靜止無功補償器（SVS）的常規控制方式420
13.5靜止無功補償器的非線性最優控制器設計422
13.5.1SVS控制系統模型422
13.5.2精確線性化設計方法423
13.5.3靜止無功補償器非線性最優控制的效益426
附錄429
A8機36節點參數429
B非線性魯棒控制調速器的安裝地點及對應參數430
C動模實驗系統參數430
參考文獻431
