基于混合直流的受端电网黑启动方法及协调恢复策略

作为直流输电的新方向，混合直流结合了传统以及柔性直流系统的优点，可在电网黑启动中发挥重要作用。为明确混合直流参与黑启动的技术条件与控制方法，针对两端电网换相换流器–模块化多电平换流器（line commutated converter–modular multilevel converter，LCC–MMC）混合直流输电系统，提出了受端电网大停电情况下基于混合直流的黑启动方法及受端电网协调恢复策略。根据黑启动不同恢复阶段特征，首先，明确了在起始阶段受端系统全黑情况下混合直流的启动方法，包括送端LCC换流器和MMC受端换流器的启动及控制方法。然后，针对黑启动初期的弱交流系统阶段，采用可增强系统稳定性的混合直流虚拟同步协调恢复策略；在系统达到一定强度后，提出了相应的控制策略及不同控制方式间的平滑切换方法。最后，在PSCAD/EMDTC软件中进行了仿真验证，结果表明：黑启动初期LCC采用耗能电阻启动能有效满足最小启动电流限制；MMC经限流电阻启动后采用无源网络控制可实现无源端交流电压的建立，并维持系统电压和频率在稳定范围内；在非黑启动电源机组和负荷并网后，交流系统强度改变，所提的3阶段控制切换策略能够有效实现各阶段平滑过渡，且在弱交流系统阶段采用虚拟同步控制可保证弱交流系统阶段的系统稳定性，3阶段控制策略与两阶段恢复策略相比具有显著的优势，从而验证了所提黑启动方法和协调恢复策略的有效性。     

超级电容器储能系统在风电场中的应用研究

针对并网风电场输出功率随机波动引起的电网频率振荡、电压波动与闪变,对超级电容器储能系统抑制并网风电场输出功率随机波动进行了研究。根据实际风电场和风电机组运行特点分析并确定超级电容器储能系统的具体安装地点;结合有功功率和无功功率解耦控制,设计了抑制风电场输出有功功率和无功功率的波动的超级电容器储能系统控制策略。最后以某实...     

基于全钒液流电池的风储联合系统建模及控制策略研究

风能本身的间歇性与无规律性,使得风电大规模并网后对电网造成的负面影响愈来愈显著,而储能装置能有效改善间歇式电源的波动,因此可以利用储能装置和风机构成风储联合发电系统,提高分布式能源的可控性和稳定性。储能系统作为主控单元,储能充电采用V/f控制放电和PQ控制策略,借助PSCAD/EMTDC仿真软件,搭建了风储联合系统各单元模型,实现了风储系统在储能作为电源和负载2种模式下的稳定、可靠运行,仿真结果验证了所建风机、储能模型的可靠性及控制策略的有效性。     

基于改进虚拟同步发电机的预同步并网控制研究

针对虚拟同步发电机(Virtual Synchronous Generator, VSG)技术在动态过程中易引起功率振荡和频率波动甚至越界的情况，提出一种改进的VSG控制策略，在有功-频率控制器中加入一个微分环节，增大了系统阻尼，有效解决了功率超调的问题。并对所提出改进VSG控制离/并网的预同步控制策略进行研究，在VSG输出端和电网端中间加入一个虚拟阻抗，通过控制实现VSG输出电压和电网电压频率、电压幅值和相位的同步，实现VSG系统从离网到并网的切换，加快了同步速度。通过MATLAB/Simulink搭建了基于改进VSG控制的离/并网模型，仿真所得结果证明了所提控制方法的正确性和有效性。     

大规模风电并网下抽水蓄能参与电网调频的模型预测控制策略

变速抽水蓄能机组在高比例风电并网的电力系统中具有深度参与频率调节的能力。针对短时风电功率波动引起电力系统频率扰动的问题，根据抽水蓄能机组不同的运行工况，提出抽水蓄能参与频率调节的模型预测控制策略。在发电运行时，利用风机的减载备用改善抽蓄机组因水锤效应引起的调频效果不佳的问题；在电动运行时，利用抽蓄机组快速响应的特点，有效平抑风电功率波动，提高风电机组的风能利用率。该策略在考虑抽蓄机组和风电机组各自约束条件的前提下，通过求解滚动时域内最优控制问题，协调各机组之间的有功出力分配，提高电网的调频性能。最后在Matlab/Simulink仿真平台对所提策略进行仿真验证，结果表明该策略能够有效改善抽水蓄能机组平抑风电功率波动时的调频效果。     

自同步型直驱风电机组暂态稳定分析

随着大规模风电的接入,电网面临系统变弱及调频能力变差的问题.直驱风电机组采用自同步控制,在有效提升设备自身的小扰动稳定性和对电网的支撑能力的同时也带来了复杂的暂态稳定问题.为此,针对2种典型的控制结构（功率自同步和直流电压自同步）分别建立风机系统暂态模型,揭示机侧动态及直流电容动态对暂态特性的影响.针对功率自同步型风电机组,分析频率跌落下风机系统的同步失稳风险;结果表明,机侧动态会降低风机系统在电压跌落下的稳定裕度.针对直流电压自同步型风电机组,揭示暂态下直流电容动态导致的直流电压崩溃失稳风险.总结对比储能和风电机组的暂态特性差异,讨论直驱风电机组的暂态控制设计思路.基于Matlab/Simulink的时域仿真模型验证理论分析的正确性及控制的有效性.     

基于DIgSILENT的双馈风机低电压穿越特性分析

多次发生的大规模风电机组相继脱网事故严重影响集群风电并网消纳和电网安全. 当电力系统电压出现跌落时,大容量风电场的切出会影响系统运行的稳定性,这就要求风电机组具备低电压穿越能力,以保证系统出现电压跌落时风电机组不间断并网运行. 为研究风电机组与系统的交互影响,探讨了双馈风电机组撬棒保护电阻取值、投切控制策略,并分析了低电压情况下双馈风电机组DFIG的保护控制措施与系统动态特性之间的联系. 在DIgSILENT中搭建双馈风电场分析撬棒阻值不同对风机实现低电压穿越的影响,并研究了不同故障情况下双馈风机低电压穿越特性. 本文的研究结果可以为风电机组的并网运行和电网的稳定运行提供参考.     

上犹江水电厂黑启动实践与探讨

电网全部或部分因故障停电后,采用黑启动方案,通过系统具有启动能力的机组,可迅速恢复供电。本文介绍了上犹江水电厂的黑启动实践,并根据该厂运行情况就下列几个方面进行了论述：一是机组调频调压带厂用电;二是机组递升加压开机恢复厂用电;三是通过柴油机带厂用电;四是零启动电源送电恢复厂用电;五是等待电网恢复电压后由系统倒送电或启动机组恢复厂用电。     

直驱型风电并网系统建模及关键参数变化影响研究

以直驱永磁同步风力发电机为研究对象,分别建立了风力机、永磁同步发电机、换流器等环节的数学模型,并采用加权等值的方法对多台直驱型风电机组进行了等值。在并网系统的控制方面,基于矢量控制方法设计并实现了风机系统背靠背换流环节以及基于电压源换流器的高压直流输电(Voltage source converter based HVDC,VSC-HVDC)并网环节的控制策略,并从理论上分析了受端换流器的直流电压控制参数及受端所联电网强度对系统动态特性的影响。最后,通过PSCAD/EMTDC电磁暂态仿真软件对直驱型风电并网系统的运行特性进行了仿真分析,重点研究了风电系统接入不同强度的受端电网及并网侧换流器关键控制参数的不同取值对直驱型风电并网系统动态特性的影响,仿真结果验证了理论分析结果的正确性和合理性。     

考虑风荷不确定性的电源无功电压调差系数整定方法研究

随着风电场并网容量的不断增长，作为主要无功来源的火电机组将被大量取代，电网无功电压问题日益凸显，风电场为电网提供无功辅助服务已经成为发展趋势。无功电压调差系数是风电场与火电机组响应电网无功电压变化的重要参数，对其合理整定对保证电网电压水平具有重要意义。文中在计及风电出力与负荷不确定性的基础上，建立了以改善电网电压水平为目标，考虑电网运行约束的电源无功电压调差系数整定模型，并采用鲸鱼群算法对模型进行求解。对基于IEEE-39节点系统构建的高风电渗透系统进行仿真，结果表明各电源采用整定后的无功电压调差系数，电网电压越限概率减小、电压波动水平降低。     

电—气比例/伺服控制系统的控制方法研究

本文在简要地回顾了电—气比例/伺服控制技术的发展历史后,研究了采用最小二次型性能指标设计并由实时优化系统进行实验优化的最优状态反馈控制系统。并针对这一系统所存在的问题,采用了鲁棒控制方法,提出对原不稳定系统的鲁棒控制器设计方法。此外,本文还深入地研究了自适应控制和鲁棒自适应控制方法。实验证明本文研究的控制方法均收到预期的效果。     

基于CARMA模型的多变量远程预测自适应控制器

本文采用CARMA模型,建立多变量远程预测控制器,并采用状态空间法分析其闭环系统的稳定性。这种控制器以远程预测多步滚动优化取代最小方差和广义最小方差控制器中的一步预测优化,并引入控制时域的概念,从而可应用于非最小相位和开环不稳定系统;在自适应算法中,对模型验前知识要求少,不需要知道系统的交互矩阵,计算量小。数字仿真结果证实了控制算法的以上特性。     

自适应控制与过程控制泛论

本文讨论自适应控制与过程控制之间的相互联系问题,自适应控制的思想确实应当用于过程控制系统的设计,但过程控制的复杂问题使得已经有很大发展的自适应控制理论仍显得力不从心。为追求理论的和实际的完善解,尚需发展更先进的理论和工程技术。     

一种新型的机械手PID鲁棒控制方案

为了满足机器人在恶劣工作环境下的高精度作业,需要把原有的PD控制改为PID控制。为此,本文采用一般的机械手非线性耦合模型,并仔细考虑构造了一个不同于Arimoto所用的新的李亚普诺夫函数。通过应用李亚普诺夫函数的稳定性分析方法,作者不仅严格证明了所提PID控制方案的鲁棒性和渐近稳定性;而且给出了一个确定PID反馈阵所必循的规律。该PID鲁棒控制方案具有结构简单、可靠性高的特点。PUMA-600机械手的模似仿真也给出了令人满意的结果。     

控制力矩受限的卫星姿态有限时间鲁棒控制算法

为了解决在卫星姿态控制问题中经典滑模控制器所存在的收敛速度慢、指数收敛的缺陷,同时为增强控制器对外部干扰与系统不确定性的鲁棒性,提出了一种对系统模型具有鲁棒性的快速收敛有限时间控制算法.针对传统滑模面角速度下降过快导致的收敛速率慢的缺陷,基于Lyapunov方法设计了一种具有三段式结构的有限时间滑模面,提升收敛速率并保证稳态精度,同时利用欧拉轴的特性消除有限时间控制中的奇异性问题;通过引入符号函数项,解决系统转动惯量的不确定性与外部干扰力矩问题;通过放缩控制律中的比例项解决控制力矩受限的问题;通过Lyapunov函数证明本文提出的控制律的有限时间稳定性,同时给出系统收敛的时间估计.理论分析与仿真结果均表明,提出的控制算法能够在大幅提升收敛速率的同时保证稳态精度.同时也表明了提升系统性态的关键是规划姿态角速度,即通过合理设计滑模面与期望角速度曲线可以实现提升系统收敛速率与鲁棒性的目的.     

带扰动补偿的单闭环直流调速系统

本文利用自动控制理论中的“不变性原理”,对单闭环直流调速系统的负载扰动,设置了补偿通道,构成反馈加前馈的复合调速系统.计算机数字仿真结果表明,该系统明显地提高了对负载波动的抗扰性.     

自寻优模糊控制器的研究与应用

通过对模糊控制器系统性能指标的测量，调整参数寻求系统的最佳控制来提高模糊控制器的性能。本文提出了一种对比例因子的在线自寻优，从而优化模糊控制规则的设计方法，使系统的性能指标满足要求，并且使模糊控制器具有自适应性。     

结构控制技术发展现状与展望

总结了近年来国内外结构控制技术的发展现状与其新进展，简要介绍了结构控制系统优化理论和分析方法的研究成果，对其应用前景作了展望，提出了有待解决的若干重要的技术性和实用性问题。     

基于C＋＋ Builder的锅炉监控系统的设计与实现

针对上海新奥托实业有限公司的EFPT-1-01型过程控制实验装置开发了一套计算机监控系统,该系统能够对锅炉运行中的温度、液位、压力、流量、阀门开度以及马达频率等参数进行在线检测,并可实现对锅炉液位和温度的定值控制。在监控系统中对实验装置的不同对象模型采用了不同的控制算法,其中锅炉液位系统采用了改进的PID算法,锅炉温度系统采用了模糊算法,通过实验调试,控制曲线超调小,过渡时间短,控制效果比较理想。     

液位过程控制方案浅析

液位控制是通过控制液体的液位、流量等来实现生产过程中的自动控制。液位过程控制是自动化技术的重要的组成部分,它被广泛应用于现代化的工业生产中。文章介绍了四种不同的液位控制方案。