Adaptive control law nonlinear synthesis for hydroturbine rotation frequency: principle of integral adaptation
https://doi.org/10.30724/1998-9903-2015-0-1-2-85-94
Abstract
Hydroturbine, like any complex system, operates under conditions of various parametrical perturbations as well as perturbations acted from the external environment. In case of worst perturbations, we need to build such laws to control the turbine, which would ensure the stabilization of the turbine rotor speed in the presence of such perturbations with minimum information about the structure of the external factors and the turbine stability. The obtained law of hydroturbine adaptive control provides the control target implementation, i.e. stabilization of the turbine rotor speed and suppression of piecewise constant perturbations due uncertainty of electrical power (the load). The novelty of the work is to construct a turbine rotor speed control law for its non-linear model, based on the principle of integrated adaptation of synergetic control theory, which provides adaptability to worst perturbation without constructing observers.
References
1. IEEE Working Group. Hydraulic turbine and turbine control models for system dynamic studies // IEEE Trans. Power Syst. Apparatus. 1992. Vol. 7(1). Pp. 167-179.
2. Пивоваров В.А. Проектирование и расчет систем регулирования гидротурбин. М.: Машиностроение, 1973. 288 с.
3. Krstic M., Kanellakopoulos I., Kokotovic P. Nonlinear and Adaptive Control Design. New York: Wiley, 1995. 563 pp.
4. Ioannou P.A., Sun J. Robust Adaptive Control. New York: Dover, 2012. 848 pp.
5. Kishor N., Saini R.P., Singh S.P. A review on hydropower plant models and control // Renewable and Sustainable Energy Reviews. 2007. Vol. 11. Pp. 776-796.
6. Fang H., Chen L., Shen Z. Application of an improved PSO algorithm to optimal tuning of PID gains for water turbine governor // Energy Conversion and Management. 2011. № 52. Pp. 1763-1770.
7. Khodabakhshian A., Hooshmand R. A new PID controller design for automatic generation control of hydro power systems // Electrical Power and Energy Systems. 2010. № 32. Pp. 375-382.
8. Narendra K.S., Parthasarathy K. Identification and control of dynamical systems using neural networks // IEEE Trans. Neural Networks. 1990. Vol. 1. № 1. Pp. 4-27.
9. Shuzhi S.S., Ge S.S., Wang C. Direct adaptive control of a class of nonlinear systems // IEEE Trans. Neural Networks. 2002. Vol. 13. № 1. Pp. 214-221.
10. Воропай Н.И., Этингов П.В. Развитие методов адаптации нечетких АРВ для повышения динамической устойчивости сложных электроэнергетических систем // Электричество. 2003. № 11. С. 2-10.
11. Lu Q, Sun C., Sun Y. Nonlinear governor control for hydroturbine generator sets// Proceedings of IEEE TENCON’93, Beijing. 1993.
12. Gui X., Mei S., Song Y. A novel nonlinear robust control strategy of hydro turbine governor: simulation and experiment // Proceedings of 39th International Universities Power Engineering Conference. 2004. Vol. 1. Pp. 737-741.
13. Lu Q., Sun Y., Sun Y.-Z. Nonlinear decentralized robust governor control for hydroturbine-generator sets in multi-machine power systems// Electrical Power and Energy Systems. 2004. № 26. Pp. 333-339.
14. Колесников А.А., Кузьменко А.А., Веселов Г.Е. Новые технологии проектирования современных систем управления процессами генерирования электроэнергии. М.: Издательский дом «МЭИ», 2011. 280с.
15. Колесников А.А. Синергетическая теория управления. М.: Энергоатомиздат, 1994. 344 с.
16. Современная прикладная теория управления: Новые классы регуляторов технических систем. Ч.III/ Под ред. А.А. Колесникова. Таганрог: Изд-во ТРТУ, 2000. 656 c.
17. Колесников А.А. Синергетические методы управления сложными системами: теория системного синтеза. Изд. 2-е. М.: Либроком, 2012. 240 c.
18. Кузьменко А.А. Нелинейное адаптивное управление турбогенератором // Известия РАН. Теория и системы управления. 2008. № 1. С. 112-119.
19. Кузьменко А.А. Нелинейные адаптивные законы управления турбиной судовой энергоустановки // Известия РАН. Теория и системы управления. 2012. №4. С. 38-51.
20. Веников В.А. Переходные электромеханические процессы в электрических системах. М.: Высшая школа, 1985. 536 с.
21. URL: http://synergetics.tti.sfedu.ru / 2-4.html#p24
22. Арнольд В.И. Обыкновенные дифференциальные уравнения. М.: Наука, 1984. 368 с.
Review
For citations:
Kuz’Menko A.A. Adaptive control law nonlinear synthesis for hydroturbine rotation frequency: principle of integral adaptation. Power engineering: research, equipment, technology. 2015;(1-2):85-94. (In Russ.) https://doi.org/10.30724/1998-9903-2015-0-1-2-85-94
Views:
387
Email this article 