VSC-HVDC的空间矢量PWM控制及其实现

空间矢量PWM(SVPWM)调制方法具有较高的直流电压利用率,而且由于其采用简单的矢量切换模式更易微处理器实现,因此考虑将它引入到电压源型换流器高压直流输电(VSC-HVDC)的控制当中以期获得良好的控制性能。首先介绍了VSC-HVDC的运行原理,然后在分析了SVPWM调制原理的基础上,着重讨论了如何将其数字实现的问题,最后在建立的VSC-HVDC物理实验系统上进行了实验验证。     

VSC-HVDC在交流电网非故障时的控制策略研究

电压源换流器型直流输电(VSC-HVDC)是一种以电压源换流器和脉宽调制等技术为基础的新型直流输电技术。由于具备向无源系统或者弱交流系统供电、有功功率和无功功率能快速独立控制、易于构成多端网络和环境友好等优异性能,VSC-HVDC在输电和配电领域都有着非常广泛的应用前景。阐述了VSC-HVDC的结构和基本原理,指出PWM技术是VSC工作的基础,通过PWM控制VSC输出电压的幅值与相位即可控制换流站向交流系统注入的有功功率和无功功率。然后根据VSC-HVDC的控制体系和控制策略,指出在设计VSC-HVDC的控制系统时,可以通过合理的控制策略来提高系统在故障情况下的不间断运行能力。最后通过在MATLAB软件中搭建单相和三相VSC逆变电路模型进行仿真分析,证明控制策略的正确性,符合实际中直流到交流的逆变结果。     

基于模型预测控制的VSC—HVDC自适应控制策略

VSC-HVDC系统具有良好的自换相能力,可直接向无源网络和弱交流网络供电。提出一种基于有限控制集模型预测控制的VSC-HVDC系统逆变侧自适应控制策略,克服传统的双闭环控制存在的PI参数整定困难、动态响应能力差等问题,同时实现多控制目标及约束的逆变站自适应性控制。首先,推导VSC-HVDC系统在dq0坐标系下的离散数学模型,并据此给出逆变侧定交流电压控制的预测模型以及相应的多目标优化性能函数。接着,通过引入增量算子和反馈校正环节设计出改进后的多步模型预测控制策略,从而提高预测模型的参数鲁棒性。最后,通过对VSC-HVDC供电系统进行不同运行工况下的仿真对比分析,论证所提控制策略的可行性和有效性。     

VSC-HVDC互联系统电压稳定控制策略

柔性直流输电系统具有有功无功可独立解耦控制的特点,使其不仅可以实现直流系统内有功的合理分配,还可以通过对无功的控制辅助所连接的交流系统以维持电压稳定。为充分挖掘电压源型换流站无功输出潜力,提高与之连接的交流系统的电压稳定性,作者提出一种基于VSC-HVDC互联系统的电压稳定控制策略。在两端柔性直流系统中,对整流站采用直流电压偏差斜率控制,逆变站采用定直流电压控制,按照无功优先模式设置电流限幅即以无功电流的大小决定有功电流的限幅值,分别针对整流站和逆变站设计有功电流动态限幅控制器,扩大无功电流限幅值。在不需要站间通信的情况下,将VSC-HVDC输电系统部分有功转换为无功,提高了换流站的无功输出能力,以此减轻扰动或事故端系统调整无功的负担。通过仿真软件PSCAD/EMTDC进行仿真验证,结果表明所提控制策略充分利用了VSC-HVDC互联系统的功率调整能力,提高了VSC-HVDC互联系统的交流电压稳定性。该控制策略为通过VSC-HVDC系统连接的交流系统的电压稳定问题提供了一种新的解决方案。     

VSC-HVDC系统起动过程控制及仿真

对基于电压源换流器(VSC)的直流输电(VSC-HVDC)系统的起动过程控制策略进行了研究。根据VSC起动过程的特点,设计了对VSC-HVDC系统模型起动的控制器,为避免起动过程的过电流采用了一定的限流措施。仿真结果表明所设计的控制器具有良好的控制性能。     

向无源网络供电的VSC-HVDC调节特性研究

交流系统中,有功主要影响频率,无功主要影响电压,VSC-HVDC并非如此。对于VSC-HVDC向无源网络供电的情况,无功负荷或有功负荷变化时,对频率无任何影响;而有功负荷变化时,引起电压的改变。由PWM控制的基本原理得出频率不变特性,从定性和定量两方面分析了有功对电压的影响,定性分析了无功对电压的影响。并分析了VSC-HVDC线路和交流输电线路向无源网络供电的本质区别。PSCAD/EMTDC仿真结果验证了结论的正确性。     

VSC-HVDC在电网黑启动时负荷恢复阶段提高系统频率稳定性研究

在电网黑启动的负荷恢复阶段,提高系统的频率稳定性对电网的快速恢复具有重要意义。提出基于电压源换流器的高压直流输电系统(VSC-HVDC)作为电网大停电的黑启动电源,建立了交直流混合系统的物理模型,采用VSC-HVDC与发电机调速器协调控制方法,设计了频率作为控制量的有功功率控制器。通过PSCAD/EMTDC环境下仿真,结果表明在电网恢复时采用VSC-HVDC与调速器协调控制可以大幅度恢复负荷,且速度较快,对系统频率具有很好的稳定性。     

VSC-HVDC控制系统分析

介绍基于电压源换流器的高压直流输电系统(VSC-HVDC)的基本原理,分析两端有源交流电网互联的VSC-HVDC系统(包括内环控制回路、外环控制回路、锁相环),设计控制方案.并在MATLAB/SIMULINK中建立基于该系统的仿真模型,分析稳态条件下的扰动响应,仿真结果表明:该方案能及时响应各种扰动,具有良好的稳定性和...     

基于Clark变换的VSC-HVDC系统控制器设计 及其PI参数整定

随着我国对输电技术要求的不断提高,发展和应用电压源型高压直流输电技术(VSC-HVDC)已经成为必然趋势.VSC-HVDC技术中的控制系统对柔性直流输电的正常运行尤为重要,柔性直流输电系统的控制直接关系到柔性直流输电系统的安全、经济运行.利用Clark变换建立数学模型的思想,经常应用于无功功率补偿、故障分析、锁相环设计和单端控制器设计中,故沿用该思想方法,提出一种基于Clark变换的VSC-HVDC系统PI控制器结构并利用状态空间平均法进行PI参数整定.并且分别从耦合、稳定性、跟随性和总谐波畸变率四方面与传统PI控制器进行了比较.并通过Matlab仿真软件搭建基于Clark变换的VSC-HVDC系统PI控制器模型并对设计的PI控制器进行仿真验证.     

基于数据集相似度的VSC-HVDC系统性能评估与诊断

由于清洁型新能源的快速发展,高压直流输电系统在长距离输电中扮演着越来越重要的角色。由于控制系统长时间运行,导致控制器发生过程模型失配、干扰特征变化等问题,造成控制回路的性能下降;因此,为了时刻保证控制器处在一种高性能的控制状态,采用了一种基于数据集相似度的性能评估与诊断方法,实现了对VSC-HVDC控制系统的在线实时性能评估与诊断。首先,引入了滑动时间窗口长度,构造了具有实时性的协方差指标;并且结合预测残差,实现对VSC-HVDC控制系统性能的实时监控;然后,依据离线训练的基准数据,建立控制器性能恶化模式库,并结合系统运行时的实时数据来计算相似度指标,实现离线的数据处理和在线实时的性能诊断。仿真结果证明,该方法不仅能实时、有效的检测出VSC-HVDC控制系统性能状况,而且还能实时、准确的辨识出引起性能下降的原因。     

静止无功补偿器的神经元生物智能电压控制仿真

为改善静止无功补偿器传统PID电压调节器的动态调节效果．增强其自适应能力,提出了一种基于神经元控制双层结构生物智能控制器的设计方法,其一级控制单元采用神经元控制,二级控制单元采用传统PID控制,神经元控制器根据实时误差动态调节PID控制器输人的给定值以提高控制效果．采用MATIAB中S—function模块并结合S一函数编程方法建立了控制器的仿真模型。然后用其替代静止无功补偿器控制系统中的P1D电压调节器．仿真结果表明：基于神经元的生物智能控制电压调节器能快速、灵活地调节电压,维持系统电压稳定．     

VSC-HVDC系统在海上风电传输中的应用

为了实现将轻型高压直流输电系统应用于海上风电传输,从轻型直流输电系统原理与特性入手,通过其数学等效电路图推导出有功、无功功率表达式,在此基础上分析了其换流器的3种基本控制方式.结合交流输电和传统直流输电系统,分析了轻型直流输电系统的性能优势,分别从技术角度与经济角度分析了将轻型直流输电技术应用于海上风电系统的可行性,并研究了相关工程案例.     

VSC-HVDC系统在海上风电传输中的应用

为了实现将轻型高压直流输电系统应用于海上风电传输,从轻型直流输电系统原理与特性入手,通过其数学等效电路图推导出有功、无功功率表达式,在此基础上分析了其换流器的3种基本控制方式.结合交流输电和传统直流输电系统,分析了轻型直流输电系统的性能优势,分别从技术角度与经济角度分析了将轻型直流输电技术应用于海上风电系统的可行性,并研究了相关工程案例.     

基于RTDS的三电平VSC-HVDC多目标控制及仿真

建立了二极管中性点箝位三电平(NPC)换流器的动态数学模型,讨论了基于三电平换流器的高压直流输电系统的有功和无功基本控制策略。为了能充分利用VSC-HVDC的可控制性,开发了可以分别对直流和交流系统进行控制的多目标控制器。采用了改进的正弦波PWM(ISPWM)技术,提高了直流电压的利用率。基于RTDS的实时数字仿真实验验证了所提出的控制策略和控制器,展示了VSC-HVDC的良好的性能。     

参数自整定模糊PID控制方法及其在漆包机中的应用

漆包机烘炉系统复杂,传统控制方法效果不佳,在常规PID（proportion-integral-derivative）控制器的基础上,利用模糊控制理论结合PID算法实现参数自整定,解决了常规PID参数设定的不确定性.应用齐格勒-尼克尔斯方法确定了PID控制器参数的初值,再运用模糊控制理论实现对PID控制参数的修正,从而得到满足要求的PID控制器参数.在Matlab环境下对设计控制器进行了仿真研究,结果表明,参数自整定模糊PID控制比常规PID更具良好的控制效果.     

基于递归模糊神经网络的移动机器人滑模控制

针对非完整移动机器人轨迹跟踪控制问题,提出了一种Backstepping运动学控制器与自适应动态递归模糊神经滑模控制器相结合的控制结构。采用遗传算法对运动学控制器的参数进行了优化选取,有效地抑制了因初始位姿过大而引起的初始速度及输出力矩过大的问题;采用动态递归模糊神经网络(Adaptive dynamic recurrent fuzzy neural network,AD-RFNN)对动态非线性不确定部分进行在线估计,使不确定性估计误差大大减小;通过与自适应鲁棒控制器结合应用,不但解决了移动机器人的参数与非参数不确定性问题,同时也消除了在滑模控制中的输入抖振现象;基于Lyapunov方法的设计过程,保证了控制系统的稳定与收敛;仿真结果表明了该方法的有效性。     

USS协议在焊接控制系统中的应用

在当今变频器的控制应用中,控制方式主要有通过模拟量和开关量进行控制和通过串行总线应用通用串行通信接口协议(USS协议)进行控制两种.介绍以可编程序控制器(PLC)为核心的埋弧焊接控制系统,对变频器进行控制,控制上应用通用串行通信接口协议.采用通用串行通信接口协议对变频器控制可以减少系统布线,增强系统的可靠性,整个现场总线控制系统抗干扰性强.     

计及温控负荷的小干扰稳定性分析

温控负荷是电力系统最为重要的负荷类型之一,它对电力系统的小干扰稳定具有重要的影响。针对这类以恒温控制器控制的负荷（温控负荷）展开研究,通过对恒温控制器动态加热方程的分析,建立用于小干扰稳定分析的温控负荷的数学模型。以3机9节点系统为算例在MATLAB的电力系统分析工具箱（PSAT）中对温控负荷接入电力系统后对系统小干扰稳定影响进行仿真分析。最后以简单的单机无穷大系统为例,进一步分析其负荷参数变化对系统小干扰稳定的影响。仿真分析结果表明：相对于传统的静态负荷温控负荷不利于系统小干扰电压稳定;温控负荷比例控制增益,环境温度,参考温度,对系统的小干扰稳定影响较大;积分控制器增益,积分控制器时间常数,负荷时间常数对系统小干扰稳定性影响较小。