基于级联逆变器的光伏并网发电系统控制策略

提出了基于混合控制的级联逆变器光伏并网发电系统的双级控制策略。通过控制电流瞬时值反馈滞环控制单元输入电压值为恒定,将输入电压控制和光伏系统并网电流控制解耦,简化了控制器设计。该双级控制策略可在进行最大功率点跟踪(MPPT)的同时保证并网电流质量。对该控制策略进行了分析,对瞬时值反馈单元双环控制器参数进行了设计。最后进行了实验,结果验证了所提出的控制方法的有效性。     

ARM7处理器太阳能光伏发电自动跟踪控制系统

目前光伏发电的一个应用瓶颈是发电效率低,制约了光伏发电的应用和发展。设计自动跟踪的光伏发电系统是提高光伏发电效率的一种重要途径。自动跟踪系统有利于使太阳光线尽可能地垂直入射于太阳电池板,使电池板最大限度地获得太阳辐射能量。从工程应用实际出发,采用ARM7处理器为主控芯片,设计了光伏发电自动跟踪控制系统及嵌入式光伏MPPT控制方案。该系统由太阳跟踪器和二维平面支架控制器组成,通过GPS提取相应数据,计算出太阳的高度及方位角度。而后通过PWM调速方式驱动电机,对光伏发电二维平面支架进行适当调整,从而实现对太阳的自动跟踪。实验结果说明该控制器能有效地提高太阳能的利用率。     

光伏发电自动跟踪系统集控方案分析与设计

分析了基于天文算法的太阳方位确定方法,采取太阳能电池板与太阳交错追逐的跟踪策略,并针对光伏发电自动跟踪系统设计了一套闭环式集中控制解决方案.集控方案用以太网和485总线相结合的星型组网方式,软件分服务器、通信管理机和电机驱动控制器三级部署,服务器端软件作为总的控制中心,通信管理机软件用于对上下文进行解析与转发,电机驱动控制器端软件是最终的执行模块,三者协同工作,既有下发的控制指令,又有上行的反馈结果,构成一个完整的闭环控制系统,实现了对大规模单元的控制.系统消除了分布武控制下动作不一致的现象,戬及开环式集中控制下的累积误差,跟踪精度高,可使得光伏发电量大幅增加.     

基于H_∞的分布式光伏并网系统的协同跟踪控制

针对光伏微网并网系统提出了一种分布式协同控制策略。该策略通过搭建一个环形通信结构,实现各个光伏逆变系统之间的信息共享,实现分布式控制。整个控制系统分为2层,上层控制策略为协同跟踪控制;下层控制针对单个光伏单元控制器鲁棒性能较差等问题,设计H_∞控制器。这种策略使光伏发电并网单元收敛和运行在同样的可用功率输出比上,确保分布式光伏发电系统的稳定。最后,通过Matlab/Simulink搭建了仿真平台,验证了所提出控制策略的有效性。     

基于欧姆龙PLC的太阳能电池板自动跟踪系统的研究

研究了基于可编程逻辑控制器PLC的太阳能电池板自动跟踪系统,设计了硬件和软件,硬件包括PLC输入输出端口的硬件配置、信号处理单元、光敏电阻光强法比较电路、光伏模块和开关电源部分;软件包括PLC的控制和监控程序与PC机监控和数据处理程序两部分。太阳能电池板自动跟踪系统使光伏模块能实时跟踪太阳光照,从而最大限度地获得太阳能,有效地提高了太阳能的利用率和光伏发电系统的效率,降低了光伏并网发电的成本,具有理论研究意义和应用推广价值。     

基于欧姆龙PLC的太阳能电池板自动跟踪系统的研究

研究了基于可编程逻辑控制器PLC的太阳能电池板自动跟踪系统,设计了硬件和软件,硬件包括PLC输入输出端口的硬件配置、信号处理单元、光敏电阻光强法比较电路、光伏模块和开关电源部分;软件包括PLC的控制和监控程序与PC机监控和数据处理程序两部分。太阳能电池板自动跟踪系统使光伏模块能实时跟踪太阳光照,从而最大限度地获得太阳能,有效地提高了太阳能的利用率和光伏发电系统的效率,降低了光伏并网发电的成本,具有理论研究意义和应用推广价值。     

自动高效太阳能最大功率跟踪系统的研究

针对如何提高太阳能发电效率的背景,本文介绍了一种自动高效的跟踪太阳能电池板最大输出功率的太阳能控制器的系统设计.该系统采用单片机控制,由Sepic斩波电路构成的DC-DC模块,通过精确的采集光伏板的输出电压和电流作为反馈,结合最大功率跟踪(MPPT)算法,自动调节DC-DC模块的工作状态,实现了自动高效的太阳能最大功率点的跟踪.同时检测蓄电池的当前电量结合算法对蓄电池进行充电管理,实现对蓄电池的智能充电.本系统采用软件对系统进行保护,从而保证了系统的安全性和可靠性,具有一定的应用价值.     

基于分散PV-BES协调架构的孤岛直流微网电压控制

提出了一种用于即插即用微网的分散光伏-电池储能(PV-BES)协调控制方法.当电池储能单元因荷电状态(SOC)限制或充放电功率限制而达到饱和状态时,光伏发电单元可以在直流母线电压控制下运行.模式转换和功率共享基于一种无通信的方式.通过绕过通信,微网(MG)系统可以变得更加灵活可靠.所设计的控制系统分别包含光伏变换器和BES变换器的控制器.PV变换器控制器可以实现最大功率点跟踪控制和下垂控制之间的无缝模式转换.BES变换器控制器具有高通滤波器路径解耦的特性,在发电主导模式下可改善MG动态性能.BES高通滤波补偿克服了PV主导模式下动态性能差的问题,使系统对PV参数变化具有更强的抵抗能力.最后,仿真和实验结果验证了这一方法的有效性.     

独立光储直流微电网分层协调控制

针对独立运行的光储直流微电网,提出分层协调控制策略。第一层控制光伏和储能系统等单元独立运行,且各单元变流器可依次对母线电压进行自动调节。采用自适应下垂控制协调多组储能来稳定母线电压并根据最大功率和荷电状态自动协调不同储能电池之间的负荷功率分配。当独立直流微电网中所需储能系统充电功率超过其最大允许功率时,光伏系统由最大功率跟踪控制切换为下垂模式控制母线电压稳定,且不同光伏单元可根据各自最大功率自动分配负荷功率,同时采用电压前馈补偿控制动态调整下垂控制器的参考电压将母线电压提升至额定值。为了提高运行效率并增强直流母线电压的稳定性,第二层控制根据母线电压协调不同变流器的工作方式,确保不同工作模式下均有变流器根据电压下垂特性控制直流电压来维持系统内的有功功率平衡。最后在Matlab/Simulink搭建仿真模块,分别验证在三种不同工作模式下所设计分层控制策略的有效性。仿真结果表明,该分层控制可实现独立直流微电网的稳定运行。     

多光伏发电单元并联接入弱交流系统的稳定性分析

围绕弱交流系统下多光伏发电单元并联运行的稳定性问题,建立了两个光伏发电单元并联小信号模型,分析电网强度、各光伏发电单元运行工况以及各逆变器锁相环控制器参数对其运行稳定性的影响,揭示各光伏发电单元的运行耦合机制。同时,提出了一种基于虚拟端电压的光伏发电运行控制策略,等效地减小电网阻抗,提高多光伏发电单元并联接入弱交流系统的运行稳定性。研究结果表明:随着各光伏阵列输出功率的增加和电网强度的降低,多光伏发电单元易发生振荡现象;一定范围内增加各逆变器锁相环控制器比例系数(暂不考虑积分系数的影响),可增强系统阻尼,易于提高系统的稳定性;相比于单个光伏发电单元接入弱交流系统,多光伏发电单元间功率环路存在耦合项,易受光伏发电单元运行工况与锁相环控制器比例系数的影响,不利于系统稳定运行。基于时域仿真算例验证了理论分析的有效性和控制策略的可行性。     

新一代通信卫星电源控制器

对新一代大容量通信卫星电源系统的组成结构和工作原理进行了介绍,论述了母线动态控制方式,介绍了模块组成、功能模块设计,并给出了21.6 kW样机测试情况,对新一代大容量通信卫星的电源系统设计具有较强的指导意义。     

新一代可通信智能控制器设计

介绍了新一代可通信智能控制器的工作原理,包括电流、电压、频率采样及相应计算等,并简单介绍了智能控制器电磁兼容和可靠性设计。详细介绍了控制器的各种保护特性。     

基于混沌优化的PID控制器在不稳定系统中的设计

提出了一种规范化PID控制器参数混沌优化方案，并且利用增广Hermite-Biehler定理，讨论了不稳定被控对象闭环稳定的规范化PID控制器参数取值范围，在这取值范围内将混沌变量引入规范化PID参数的优化搜索，具有更强的搜索PID参数近似全局最优值的能力，仿真结果表明，该算法能有效地实现PID参数最优整定，为解决PID控制器参数近似全局最优设计提供了一种有效的方法。     

Bat inspired algorithm based optimal design of model predictive load frequency control

Bat inspired algorithm (BIA) has recently been explored to develop a novel algorithm for distributed optimization and control. In this paper, BIA-based design of model predictive controllers (MPCs) is proposed for load frequency control (LFC) to enhance the damping of oscillations in power systems. The proposed model predictive load frequency controllers are termed as MPLFCs. Two-area hydro-thermal system, equipped with MPLFCs, is considered to accomplish this study. The suggested power system model considers generation rate constraint (GRC) and governor dead band (GDB). Time delays imposed to the power system by governor-turbine, thermodynamic process, and communication channels are accounted for as well. BIA is utilized to search for optimal controller parameters by minimizing a candidate time-domain based objective function. The performance of the proposed controller has been compared to those of the conventional PI controller based on integral square error (ISE) technique and the PI controller optimized by genetic algorithms (GA), in order to demonstrate the superior efficiency of the BIA-based MPLFCs. Simulation results emphasis on the better performance of the proposed MPLFCs compared to conventional and GA-based PI controllers over a wide range of operating conditions and system parameters uncertainties.     

基于事件触发的互联电网负荷频率模型预测输出反馈控制

开放式通信环境不可避免地会导致通信延迟现象的产生,针对多区域负荷频率控制系统提出了基于事件触发的模型预测输出反馈控制方案。模型预测控制器通过延迟通信网络交换预测输入序列,构造Luenberger型观测器以提供传输到本地控制器的状态估计。此外,通过比较实际状态观测值与模型输出反馈控制器中使用的估计值之间的偏差来设计事件触发条件,扩展最大允许的时间间隔,从而减少通信资源的利用。最后,对四区域负荷频率控制系统进行仿真研究,结果表明在具有时变延迟和随机分组丢失的非理想通信网络中,所提出的方法能够提高系统的控制性能,并减少网络信息传输量。     

采用USB和CAN总线的电力监控数据采集系统

介绍了一种基于USB和CAN总线技术的数据采集系统的设计与实现.该系统主要由一个USB-CAN节点和多个数据采集节点构成,采用CAN总线构成通信网,以USB总线接口实现主节点与计算机的通信,数据采集节点完成电力设备参数采集,可以通过一台主机监控多个电力设备状态参数.对系统的总体结构、硬件设计、软件设计等方面进行了详细的说明.结果表明,该系统实现了电力监控系统中的电力参数检测和总线通信,具有实时性强、可靠性高、抗干扰能力强、容易扩展新节点等优点.     

基于NIOS软核处理器的仿人灵巧手系统及控制

针对仿人形灵巧手对控制系统的性能要求,介绍了一种基于NIOS软核处理器的仿人灵巧手系统。该系统充分利用NIOS处理器集成度高、灵活性强、运算速度快的特点,实现了单个芯片完成SPI接口模块、电机控制模块、高速串行通信模块、系统控制模块等功能。作为一个新型的可编程片上系统(SOPC),它具有灵活、稳定、高效率等特点,且系统本身结构极为紧凑。     

Impact of communication time delays on combined LFC and AVR of a multi-area hybrid system with IPFC-RFBs coordinated control strategy

In this paper, the impact of communication time delays (CTDs) on combined load frequency control (LFC) and automatic voltage regulation (AVR) of a multi-area system with hybrid generation units is addressed. Investigation reveals that CTDs have significant effect on system performance. A classical PID controller is employed as a secondary regulator and its parametric gains are optimized with a differential evolution - artificial electric field algorithm (DE-AEFA). The superior performance of the presented algorithm is established by comparing with various optimization algorithms reported in the literature. The investigation is further extended to integration of redox flow batteries (RFBs) and interline power flow controller (IPFC) with tie-lines. Analysis reveals that IPFC and RFBs coordinated control enhances system dynamic performance. Finally, the robustness of the proposed control methodology is validated by sensitivity analysis during wide variations of system parameters and load.     

A More Realistic Model of Centralized Automatic Generation Control in Real-time Environment

In this article, a more realistic model of centralized automatic generation control is proposed. Conventional centralized control model does not consider the effect of communication delays between the control center and generating units of the plant. These delays degrade the dynamic performance of automatic generation control or may even lead to unstable system. The proposed model incorporates the effect of these communication delays present in an automatic generation control system. The global controller has been developed for the proposed centralized control model. This global controller requires information of all states of the power system model. The proposed model has been investigated in the real-time environment, done with the help of three personal computers connected in series by Ethernet cables, called the real-time three-personal computer system. The novelty of this is that it is maintenance free, robust, and negligible in cost compared to real-time simulator kits available in the market. In summary, the proposed model of centralized automatic generation control is more realistic, incorporates the effect of communication delays, and investigated in the real-time environment. A novel real-time simulator (real-time three-personal computer system) developed is very cost effective. The results of proposed centralized control model are compared with the conventional centralized control model.     

并联变流器的脉宽调制波重构与环流抑制

针对共交流滤波电感和直流母线的三相变流器并联时功率器件开关不同引起的环流问题,提出一种基于脉宽调制波重构的方法来抑制变流器并联时的零序环流。该方法采用主从控制,主控制器通过广播通信的方式将脉宽调制波参数和载波同步信号编码发送给从控制器,在满足采样时钟周期的约束条件下,从控制器根据通过解码载波同步信号和脉宽调制波参数重构出同步性良好的脉宽调制信号,从而达到减少零序环流的目的;并通过分析系统传递函数,研究通信延时对系统稳定性的影响,确定临界稳态通信延迟时间。最后,搭建了并联变流器实验系统,实验结果表明,所提控制策略能够减少零序环流。