基于下垂控制的直流微电网小扰动稳定性分析

本文针对基于下垂控制的直流微电网的稳定性问题,搭建了包括AC/DC整流器和DC/DC变流器及其控制系统的直流微电网系统模型,并在此基础上对直流微电网进行了小扰动稳定性分析,得出了在采取不同下垂系数时的系统特征值。算例结果表明,在设置合理的控制器参数和滤波器参数的前提下,直流微电网在下垂系数较大时仍能保持稳定。为进一步验证分析方法的有效性,对所研究的直流微电网进行了时域仿真,仿真结果验证了小扰动稳定性分析的正确性。     

直流微电网虚拟惯性控制及其稳定性分析

针对直流微电网惯性低,母线电压抗干扰能力差的问题,考虑直流微电网中各旋转设备和储能设备的潜在惯性支持能力,提出直流微电网虚拟惯性控制。首先,给出了直流微电网中各可控电源提供的惯性功率的通用的表达式,该惯性功率直接由直流母线电压变化量及虚拟惯性控制系数确定;其次,在设计各变流器附加惯性控制时,采用一阶惯性环节代替了微分环节,避免了对输入信号产生高频干扰;再次,建立了直流微电网的小信号模型,分析了加入虚拟惯性控制后直流微电网的稳定性,给出了虚拟惯性控制系数的选取范围;最后,在Matlab/Simulink中建立了直流微电网模型并进行了时域仿真,验证了所提控制策略的有效性以及稳定性分析的正确性。     

带恒功率负载的交直流混合微电网系统大信号稳定性分析

在交直流混合微电网系统中,绝大部分负载都是通过电力电子变换器与微网母线连接,闭环控制的电力电子变换装置可视为恒功率负载,具有负阻抗特性,在扰动情况下,会影响系统稳定性,甚至导致整个系统无法正常工作.该文考虑恒功率负载动态性能,在储能单元充、放电模式下应用混合势函数理论对并网交直流混合微电网系统进行大信号稳定性分析.首先,将整个系统等效为dq旋转坐标系下的直流系统.接着分别建立储能单元充、放电的混合势函数模型,进行稳定性分析,得出系统大信号稳定性判据.所得到的大信号稳定性判据给出了直流侧稳压电容、交流侧滤波电感、互联变流器电流内环控制参数kip、电压外环控制参数kvp与系统能带恒功率负载功率最大值的关系.对比可知,当储能单元由充电变为放电时,交直流混合微电网系统能带恒功率负载的功率最大值显著增加.最后,应用Matlab软件搭建交直流混合微电网系统仿真模型,仿真结果表明,所提判据能够保证交直流混合微电网系统大扰动下的稳定性.     

含多变流器的微电网建模与稳定性分析

传统电力系统稳定性分析主要针对发电机进行建模,而微电网的稳定性分析需基于变流器进行建模,这种本质的区别使微电网必须重新确立适用于其稳定性分析的模型。文中根据变流器的控制特性将其划分为电压源和电流源2种类型,采用状态空间法建立了基于多变流器微电网的小信号模型,并通过节点功率计算法计算了其自治系统表达式,采用计算自治系统根轨迹的方法得到了微电网中参数与稳定性的关系。通过对比微电网系统时域仿真结果与文中的稳定性分析结果,说明了所建立模型的正确性。     

基于阻抗网络模型的多变流器直流微电网小扰动稳定性分析

大量新能源设备与负荷通过电力电子变流器接入直流微电网,导致多变流器直流微电网(MCDCM)的小干扰稳定性面临严峻挑战,且使用传统阻抗比与状态空间模型分析MCDCM时存在一定的局限性.基于变流器端口的阻抗特性,建立MCDCM的阻抗网络模型与具有开环稳定特性的负反馈系统,并将阻抗网络模型应用于直流微电网的稳定性判别与设计.一个包含6个变流器的MCDCM的时域仿真结果验证了该方法在MCDCM稳定性判别与设计中的优势.     

VSC-HVDC系统对电网低频振荡的阻尼方法及控制参数选取

变流器型电源可附加阻尼控制,为电网提供阻尼、抑制系统低频振荡,然而附加阻尼控制系数过大会引起变流器不稳定。针对这一问题,本文在新型高压直流输电中引入附加阻尼控制的基础上,建立了系统小信号模型;阐明了利用根轨迹附加阻尼控制系数过大影响系统稳定性的机理;进而给出了系统最大阻尼时控制参数的计算方法。最后利用PSCAD软件进行了仿真,仿真结果验证理论分析与计算的正确性。     

基于分散式阻抗判据的多换流器接入交流微电网稳定性分析

对于交流微电网的稳定性分析,传统方法如时域特征值分析或频域的奈奎斯特判据等,在模块化微电网中应用时,随着模型维度增长计算量大大增加,且无法有效指导交流微电网子系统设计和控制参数调优工作。针对这一局限,该文提出一种基于分散式阻抗判据的交流微电网稳定性分析方法,通过Park变换和解耦控制,将交流微电网转化为2个独立等效直流子系统,然后由各子系统的额定母线电压和额定容量推导得出各子系统的恒定阻抗判据。基于所提分散式阻抗判据,可以在实现对系统模块化设计的同时,保证交流微电网的整体稳定性,最后通过MATLAB/Simulink仿真对所提方法有效性进行了验证。     

基于三相交错变流器的直流微网稳压技术研究

微电网中电源和负荷经过变流器并入直流母线,DC/DC变流器具有能量双向流动的特点。采用三相交错式变流技术进行直流微电网并网运行时抑制功率波动,保持直流母线电压稳定;孤岛运行时为直流微电网提供母线电压支撑。为验证微电网孤岛运行时三相交错式变流器稳定直流母线电压的能力,搭建了物理实验平台,对三相交错式变流器稳定直流母线的电压进行了实验验证。     

直流微电网稳定性分析及阻尼控制方法研究

该文以下垂控制直流微电网为研究对象,首先推导直流系统的小信号模型,通过特征值分析,研究负荷功率及类型、变流器下垂系数等参数变化对系统稳定性的影响,发现当变流器采用详细建模时,系统中由线路的等效电抗与变流器的稳压电容构成的低阻尼LC环节会与电压源型变流器的输出阻抗相互影响,导致直流微电网发生高频振荡失稳现象,给稳定运行带来不利影响。文中利用阻抗匹配准则,提出基于低通滤波的有源阻尼方法,通过改变变流器的等效输出阻抗,使主导特征根向s域平面左侧移动。仿真与实验结果表明,系统参数变化对稳定性的影响与理论分析一致;该有源阻尼方法能有效增大系统阻尼,改善系统的稳定性。     

直驱风电机组阻抗建模及次同步振荡影响因素分析

弱电网条件下直驱风电机组与电网的交互影响得到了国内外的广泛关注。目前,阻抗分析法是研究风电机组并网系统稳定性分析的主要研究方法之一,传统的基于dq坐标系的阻抗建模过程中忽略了直流侧电压波动及直流电压环的影响,并且未分析风电机组控制参数对系统稳定特性的影响。因此,以直驱风电机组并网系统为例,计及锁相环动态特性、直流侧电压波动和直流电压环,建立风电机组在dq坐标系下的阻抗模型,并通过扫频实测阻抗特性验证了理论模型的正确性。结合基于系统总阻抗矩阵行列式的稳定判据分析系统稳定性的影响因素,为风电机组控制参数的优化奠定基础。时域仿真结果验证了理论分析的正确性和有效性。     

Adaptive output regulation for one-dimensional parabolic equation with nonlocal term

In this article, we develop the adaptive error feedback regulator design for one-dimensional heat equation with a nonlocal term and disturbances which are located all the channels. First, we construct a transformation to transform the original system into the first auxiliary system, and in this system the measurable tracking error becomes output, both the disturbances located at the in-domain and the control end are transformed to the uncontrolled end. Next, we design an observer for the first auxiliary system and an estimation mechanism for unknown parameters based on measurable tracking error. Then, by another transformation, we obtain the second auxiliary system, in which the disturbances and the reference signal are collocated with the control. Finally, the adaptive error feedback regulator is designed by using the backstepping method. The simulation results show that the regulator makes the tracking error asymptotically tend to zero and the state of the closed-loop system is bounded.     

AR-based identification and control approach in vibrationsuppression

In vibration suppression control with a wide bandwidth for a resonant plant, it is a requisite to identify the plant with high accuracy. However, the more complicated the plant is, the more difficult its system identification becomes. This paper proposes the identification of a modified plant instead of the original plant. The modified plant is a minor control loop (MCL), considering the original plant, when one of the output values is the control feedback. The MCL is designed in order to obtain an optimal damping factor of the modified plant. Moreover, the modified plant is identified based on the autoregressive exogenous (ARX) model and the least-squares method. Based on these techniques, it is possible to specify an exact uncertainty between the nominal and identified parameters of the ARX model. Therefore, a robust vibration suppression control system, which has a wide frequency band, can be systematically designed. The advantages of the proposed design method for a two-mass resonant system are demonstrated through simulations and experiments in the cases of the position and speed control     

基于拟广义哈密顿系统的随机电力系统可靠度最大化控制

随着电力系统中随机因素的增多,研究随机因素作用下的电力系统控制十分必要。建立了励磁控制下简单随机电力系统的拟广义哈密顿系统方程,基于拟广义哈密顿系统的随机平均法,获得受控情况下基于能量函数的简单随机电力系统的平均伊藤方程,根据Bellman随机动态规划原理,以系统有界波动的可靠度最大为控制目标建立动态规划方程,得到系统的最优控制律。引入条件可靠性函数衡量有界波动可靠度,以解析的方法计算最优控制律下系统的可靠度,并与蒙特卡洛解进行对比,仿真结果验证了所提控制方法的有效性。     

运用于交流电机矢量控制的遗传算法参数辨识

针对传统的交流电机参数获取方法存在一定的缺陷,导致矢量控制系统不能实时准确地获取电机的参数的缺点,提出了利用遗传算法辨识电机参数的无速度传感器异步电机矢量控制系统。搭建了实验系统,并进行了相关实验,结果表明该矢量控制系统在启动、调速、稳态运行时具有良好的静、动态性能,表明将遗传算法参数辨识运用到交流电机矢量控制系统能大大提升系统性能。     

基于配网量测数据的静态负荷模型参数辨识

电力负荷作为电力系统的终端用户,其模型的准确程度直接影响着电力系统运行分析的准确性.近年来,配电网中的量测装置记录了大量稳态数据,能否利用稳态量测数据实现静态负荷模型参数的辨识已成为新的研究问题.提出了基于配网量测数据的静态负荷参数辨识方法.首先,对专变和公变的有功量测数据进行聚类,得到日负荷特性类似的同类负荷曲线;然后,在假设同类负荷的负荷模型参数相似的基础上,建立静态负荷模型参数辨识的数学优化模型,并通过优化算法求解静态负荷模型的日时变参数;最后,通过算例验证了所提方法的可行性和有效性.     

Online self‐tuning mechanism for direct adaptive control of tall building

The simple adaptive control (SAC) method is known as a remarkable solution to reduce the negative influence of different uncertainties on active control of building structures during an earthquake. The design parameters of this direct adaptive control algorithm are determined after a large number of sensitivity analyses. Furthermore, the selected parameters will not necessarily lead a controller to the optimum performance of the structure. Herein, an innovative online self‐tuning method is firstly introduced to improve the SAC method and cancel out excessive sensitivity analysis. Accordingly, a fuzzy inference system is designed to select the appropriate SAC method, adjusting parameters online instead of using fixed parameters. To show the efficiency of the introduced method, a 20‐story steel building structure equipped with magnetorheological dampers in each story is considered as a benchmark control. The performance of the designed control system is evaluated in different condition of base excitation with and without uncertainty in the model of the proposed structure. The results from the numerical simulations show that the introduced method has better performance than the SAC method with fixed adjusting parameters. The predominance of the method becomes clearer when an input ground motion to the control system has completely different characteristics than the initial designed seismic excitation.     

二级式光伏并网发电系统的协调控制及惯量特性分析

针对二级式光伏发电系统低惯量的问题,根据光伏-Boost和逆变器两侧分别响应频率波动的特点,提出了一种适用于二级式光伏发电系统的惯量协调控制策略,通过建立系统的静止同步发电机SSG模型分析不同参数对系统惯量的影响。光伏侧采用下垂控制响应电网频率波动时,频率下跌的最低点或上升的最高点得到改善,且电网频率的稳态偏差变小;逆变器侧采用直流电压下垂响应电网频率波动时,电网频率变化率变小;协调控制时,合理利用了光伏侧及逆变器侧响应的优势,抑制频率波动的效果最佳。仿真结果证明了所提控制策略的有效性。     

基于矢量拟合的主从控制微电网稳定性分析

目前对微电网稳定性分析的研究主要集中于采用下垂控制的微网,对主从控制的微电网尚缺乏深入的研究;此外,现广泛采用的基于状态空间模型和阻抗模型的分析方法需要获取每个分布式电源的详细参数,在实际工程应用中难以实施。为解决上述问题,提出了基于矢量拟合的主从控制微电网稳定性分析方法:将各分布式电源视为黑盒模型测量其频率响应;基于系统拓扑计算系统聚合阻抗;采用矢量拟合技术获取聚合阻抗传递函数进而分析系统稳定性。在MATLAB/Simulink平台建立了微电网仿真模型,通过在并网和孤岛模式下的仿真验证了所提方法的有效性,分析了线路阻抗、负荷等参数变化对微电网稳定性的影响。所提方法无需获取电源内部详细参数,具有较高的工程实用性。     

模糊自适应PID控制器在无刷直流电机控制系统中的应用

无刷直流电机是一种多变量、非线性的控制系统,采用经典的PID控制难以达到满意的控制效果.将模糊自适应PID控制器应用于无刷直流电机的控制中,运用模糊控制原理对PID参数进行在线凋整.实验结果表明,较之传统的PID控制,采用模糊自适应PID控制的无刷直流电机控制系统具有更好的动态和静态性能,达到了较好的控制效果.     

基于DMC300A的全数字伺服系统的设计

论述了以数字控制器DMC300A为核心的数字式交流伺服系统的硬件和软件设计,对设计过程中所涉及到的重要参数给出了设定方法。该套系统具有较高的稳定性和控制精度。