三相电压型整流器反馈线性化解耦系统的PI控制器参数整定

根据三相电压型整流器在dq坐标系下的数学模型,应用非线性微分几何理论中的状态反馈线性化方法,采用直接电流控制策略,设计了基于PI控制器的闭环控制系统。该控制系统能将有功功率和无功功率解耦,并可以对PI控制器参数进行有效的整定。,仿真结果表明所提出的控制策略是可行的。     

三相电压型PWM整流器双闭环系统校正方法

分析了三相电压型脉宽调制(PWM)整流器在旋转dq坐标系中的简化数学模型,运用前馈解耦控制策略得到三相电压型PWM整流器的电流解耦模型.根据该模型,提出了三相PWM整流双闭环系统调节器的整定方法,并通过仿真验证了该整定法的可行性.     

柔性直流输电系统的内模解耦控制研究

基于电压源型换流器的直流输电技术作为一种新型高压直流输电技术,具有很多技术优点和广阔的应用前景。在d-q同步旋转坐标系下,电压源换流器的直流输电系统数学模型有功电流和无功电流存在耦合,利用内模控制原理对电流内环进行解耦,实现了有功功率和无功功率的独立控制,设计了电流内环控制器,并且给出了控制器参数整定的依据指标。Matlab数字仿真结果表明,该方法可以较好地实现有功和无功的解耦控制,具有较好的动态品质和鲁棒性,验证了控制策略的正确性和有效性。     

PWM整流器数学建模及参数整定方法

为了快速、准确调节有源前端(AFE)的电压、电流,在平均值数学模型基础上研究了其双闭环控制策略及参数整定方法。推导了AFE在静止及旋转坐标系下的电压、电流方程;应用前馈方法对dq轴电流控制实现解耦,推导出电流环、电压环传递函数,并采用频域响应设计方法对控制器参数进行整定;搭建了数字仿真模型,对理论分析结果做了验证。仿真结果表明,系统动、静态响应与理论分析基本一致,所述建模及参数整定方法简单、可行,具有令人满意的动、静态控制效果。     

d-q-0坐标系下链式STATCOM电流控制策略

推导d-q-0坐标系下链式静止同步补偿器(staticsynchronous compensator,STATCOM)数学模型,应用线性控制方式,提出d-q-0坐标系下简化的STATCOM模型,设计解耦控制算法,给出解耦控制模型,并进行仿真验证。仿真表明:应用优化设计的控制参数,d-q-0坐标系下链式STATCOM三相电流控制具有较好的跟踪性能和控制精度;在a-b-c、d-q-0坐标系下电流控制都具有良好的快速跟踪性能,表明电流调节器设计方法及参数整定的可行性和有效性。     

一种基于非线性PI的DSTATCOM串级解耦控制策略

建立了配电网静止无功同步补偿器（distribution static synchronous compen-sator,DSTATCOM）在幽坐标系下的数学模型,求得了其解耦后的控制系统结构,使得无功电流和有功电流可以独立控制。在解耦控制基础上引入一种计算简单的具有自整定功能的非线性PI控制方法,提出了基于非线性PI的串级解耦控制策略,并给出了控制器的参数计算方法。最后,在PSIM仿真环境下搭建了仿真模型,对模型参数精确和不精确两种情况及变负荷工况分别进行了仿真试验,验证了所提控制策略的可行性与优越性能。     

基于前馈解耦的永磁同步电机控制系统研究

由于永磁同步电机(PMSM)的前馈解耦采用双闭环的控制器,其全系统的传递函数已高于二阶,导致了控制器参数整定困难。通过分析PMSM以及其解耦控制的速度环和电流环的数学模型,提出了双闭环控制器中被控制量与PMSM数学模型之间的联系,构造出了基于拉氏变换的全系统简化模型,为双闭环控制器的PI参数整定提供了理论依据。针对已构建的全系统传递函数模型的高阶特性,提出了根据劳斯稳定判据来整定PI参数的方法,并在Simulink中进行了实验仿真。仿真结果表明,整定后的参数能够使系统快速趋于稳定,并且具有较好的鲁棒性。     

矢量控制系统的电流解耦及其调节器设计

基于转子磁链定向的动态数学模型,运用非线性解耦线性化理论,设计了非线性解耦控制器抵消定子电流耦合项的影响,实现对定子电流完全解耦。采用调节器典型系统整定方法,设计了转速和电流PI调节器。仿真结果表明,该系统具有良好的稳态和动态性能。     

矢量控制系统的电流解耦及其调节器设计

基于转子磁链定向的动态数学模型,运用非线性解耦线性化理论,设计了非线性解耦控制器抵消定子电流耦合项的影响,实现对定子电流完全解耦。采用调节器典型系统整定方法,设计了转速和电流PI调节器。仿真结果表明,该系统具有良好的稳态和动态性能。     

基于最优开环截止频率学习的永磁伺服系统PI控制器参数整定方法

提出一种基于最优开环截止频率学习的永磁伺服系统PI控制器参数整定方法。针对永磁同步电机转速/电流级联的双PI控制系统,基于同步旋转坐标系下电机频域数学模型,推导出电流环和速度环PI控制器参数的解析表达式。根据期望的系统要求,从时域分析入手,对电流环和速度环分别构建性能评价函数,通过迭代给定激励信号下的最小评价函数值,学习性能最优的开环截止频率,从而实现电流环和速度环PI控制器参数整定。对拖伺服平台上的实验结果验证了所提方法的正确性和可行性。     

基于电压源换流器的高压直流输电系统离散化建模与仿真研究

基于电压源换流器的高压直流输电(voltage source converter based high voltage direct current transmission,VSC-HVDC)的工业控制系统通常为微机控制器,该控制器的控制对象是系统的离散化模型。为此提出了一种在dq0同步旋转坐标系下的VSC-HVDC离散化状态空间模型。在此基础上建立了VSC电流内环离散化控制器和外环控制器,并实现了有功电流和无功电流的解耦控制;为提高VSC-HVDC的外环控制器响应速度,在外环控制器中引入了前馈控制。基于电磁暂态仿真软件PSCAD/EMTDC建立了VSC-HVDC模型及其离散化控制器模型。仿真结果验证了离散模型的正确性以及控制策略的有效性。     

应用于VSC-HVDC解耦和谐波抑制的控制策略

常规内模控制下的柔性直流输电(VSC-HVDC)系统存在有功、无功功率解耦效果不理想,动态性能有待提高等问题,文章在原有内模控制基础上添加前馈控制器,构成一种二自由度内模对系统进行解耦控制。针对VSC-HVDC交流系统5、7、11、13次谐波含量比较高,本文采用二自由度内模控制与改进重复控制相结合的控制方式对系统谐波进行补偿和抑制。为验证该方法的正确性和有效性,在PSCAD/EMTDC中的一个两端VSCHVDC系统模型进行仿真分析,结果表明该控制策略可以改善系统的跟随性能,实现对有功和无功功率较好的解耦,较大程度地抑制低次谐波,提高VSC-HVDC系统的电能质量。     

向无源网络供电的VSC-HVDC系统控制策略

在同步旋转坐标系下,利用电压源型高压直流输电(voltage source converter based high voltage DC,VSC-HVDC)的暂态数学模型,提出了一种向无源网络供电的VSC-HVDC系统新型控制策略。基于非线性系统反馈线性化控制的逆系统方法,推导了VSC-HVDC的逆系统模型,构造了伪线性系统,实现了对VSC-HVDC系统有功功率和无功功率的解耦。采用极点配置方法对该伪线性系统进行了综合,设计了控制器,并对反馈线性化中重要的隐动态问题进行了讨论,保证了控制系统的稳定性。仿真结果表明,该控制器具有较好的动态性能。     

风电场VSC-HVDC并网不平衡运行改善控制策略

风电场柔性高压直流输电(VSC-HVDC)系统交流不平衡运行时,并网输出功率存在二倍电网频率波动,并网电压、电流波形畸变,恶化风电场并网的电能质量。为改善风电柔性高压直流输电系统在交流不平衡状况下的并网性能,针对双馈风电场侧交流不平衡运行状况提出了一种改善控制策略。该改善控制策略在计及相关平波电抗器、变压器等值阻抗影响的基础上,建立了风电场VSC-HVDC系统不平衡运行数学模型,并提出基于正负序双dq解耦轴系下的正负序控制给定电流策略。最后,通过Matlab/Simulink仿真平台对比仿真引入改善控制策略前后的系统运行性能,对比结果表明所提改善控制策略可以有效抑制风电场并网功率波动,改善系统并网电压、电流波形。     

应用于DFIG风电场的VSC-HVDC控制策略

随着风力发电的快速发展,如何连接风电场和电网成为至关重要的问题.研究了基于双馈感应电机(DFIG)的风电场连接方式及控制策略,通过与交流输电和电流源型高压直流输电(CSC-HVDC)的比较,说明电压源型高压直流输电(VSC-HVDC)技术在连接风电场与电网方面具有独特优势.在换流站的dq解耦控制基础上,对DFIG与VSC-HVDC的换流站的控制设计进行了研究.利用PSCAD/EMTDC平台对该方案进行了仿真研究.仿真结果表明,该方案可以实现一个换流站连接多台DFIG的结构,并具有良好的控制效果.     

海上风电场VSC-HVDC并网不对称故障负序电流控制

基于大型海上风电场通过柔性直流输电并网系统,分析研究了柔性直流输电系统的数学模型和控制策略。针对交流电网侧发生不对称故障时产生负序电流,采用延时法进行正负序分解,进而对正负序电流单独控制,提出了负序电流控制策略,抑制不对称故障时产生的负序分量。基于PSCAD平台搭建了仿真模型,仿真验证了所提策略可以很好地抑制负序电流。     

基于混合型多电平换流器的柔性直流输电系统

针对一种混合型多电平换流器（Hybrid Multilevel Converters, HMC）在柔性直流输电系统（VSC-HVDC）中的应用进行了研究。阐述HMC的电路拓扑和工作原理,从功率角度分析子模块电容电压均衡条件,介绍了换流器的基本控制策略,提出了一种改进控制策略和HMC子模块串的均压控制策略。提出了基于HMC的前馈交叉解耦控制策略,包括有功无功解耦控制器,以及直流侧电压控制器。利用PSCAD/EMTDC建立了基于HMC双端三相35 kV,240子模块的VSC-HVDC详细仿真模型,验证了所提出的主电路拓扑和控制策略。     

VSC-HVDC互联系统的改进前馈控制策略

为了提高柔性直流(VSC-HVDC)输电系统中系统的动态响应速度及与目标值具有更好的跟随性能,在传统直接电流控制中采用双闭环解耦控制策略基础上,针对系统中定有功功率和定直流电压控制方式,分别提出了对应的改进前馈控制策略。整流侧的定有功控制中,在其电压外环基础上增加一个预测信号输入到电流内环,以加快系统的响应速度,补偿了反馈信号的滞后性;逆变侧的定直流电压控制中,为了增加直流电压对外界的抗干扰性,把系统电压和直流电流的信号引入到该前馈控制中。最后,在PSCAD/EMTDC中搭建了一个2端的柔性直流输电系统模型,对系统处于不同运行状态下进行了仿真分析,结果表明,改进的前馈控制策略和目标值有较好的契合度,鲁棒性好,对外界的干扰具有一定的刚性。     

一种VSC-HVDC控制系统的PI参数整定方法

由于VSCHVDC大多采用的是直接电流控制策略,其采用的电流内环和电压、功率外环控制均通过PI调节器进行串联校正。因此采用合适的方法设计PI调节器的参数,对于控制系统的性能起着至关重要的作用。本文提出一种参数整定方法,综合考虑控制系统的稳态误差、上升时间、抗干扰性能3个指标,将电流内环、功率外环、直流电压外环分别设计为典型的I型环节,典型的一阶环节和典型的II型环节,使得控制系统具有良好的稳态和动态性能,最后在PSCAD/EMTDC中仿真验证所建立模型的有效性。     

柔性直流输电系统的自适应下垂反馈控制方法

提出一种柔性直流输电系统的自适应下垂反馈控制方法,通过利用柔性直流(VSC-HVDC)的灵活可控性为弱交流电网的频率和电压提供辅助支撑能力。首先,分析了柔性直流控制系统的工作原理,建立了VSC双环解耦控制的数学模型;在此基础上,提出了一种改进的双环PI解耦控制系统,分别设计了带有频率附加控制的有功功率控制器和带有电压附加控制的无功功率控制器,能够有效改善弱交流系统频率和电压的稳定性;采用了带功率偏差补偿的下垂反馈控制,改善了系统的动态响应,扩大了柔性直流的稳定运行范围。时域仿真结果验证了所提控制策略的有效性。