基于H∞控制理论的UPQC串并联单元协调控制的实现

统一电能质量控制器(UPQC)集电压型补偿装置、电流型补偿装置和储能装置于一体,统一实现多重电能质量调节功能。为了提高UPQC的综合控制性能,该文采用先进的H∞控制理论对UPQC的广义被控系统进行了深入研究,并给出了其H∞控制器的Riccati求解方法。剖析了UPQC的串联单元、并联单元之间耦合影响的根本原因,进而提出一种基于H∞控制的UPQC协调控制器的设计方法。实验结果表明所提方法可使UPQC同时实现串联单元的电压跟踪补偿和并联单元的电流跟踪补偿,并且均无稳态相位偏移和幅值衰减。从根本上消除了串联、并联单元之间的耦合影响,实现了UPQC的多重电能质量统一协调控制功能。     

统一电能质量调节器的变结构控制研究

统一电能质量调节器(UPQC)是串联有源电力滤波器和并联有源电力滤波器的结合,集成了二者的优点,可以同时补偿电压谐波和电流谐波.控制是统一电能质量调节器的核心,控制结果要求负载电压为正弦电压,电网输入电流为正弦电流.提出一种新的控制方法,对UPQC串联侧和并联侧同时进行参考值计算和开关器件控制,使电压补偿和电流补偿同步协调工作.考虑到UPQC的数学模型在dq坐标系下,是一个非线性耦合系统,首先采用逆系统方法将原系统线性化解耦,构造出伪线性系统.然后,再运用变结构控制理论,设计出这个伪线性系统的变结构控制律.最后,建立了UPQC的MATLAB仿真模型对其进行仿真验证.结果表明该方法的有效性和可行性.     

储能式统一电能质量控制器负载电压全补偿容量配置策略

常规储能式统一电能质量控制器(UPQC)的补偿策略,为了实现串、并单元的功率协调分配,可能出现补偿前后负载电压相位跳变问题,对相位跳变敏感负荷有影响。为此,文中对储能式UPQC提出了一种负载电压幅值和相位全补偿容量配置策略。该策略在实现负载电压完全补偿的前提下,利用储能单元能够提供有功功率的特点,通过选择合适的并联补偿电流并使其幅值保持恒定,减小补偿后的电源电流幅值,从而使串联单元保持较低的补偿容量,减小了UPQC的串联单元容量的配置。仿真及低压小功率样机实验结果表明,所提策略可以实现负载电压的完全补偿,并减小了UPQC的串联单元补偿容量。     

统一电能质量调节器控制策略及仿真

通过对统一电能质量调节器(UPQC)电路拓扑的稳态功率进行详细分析,并与基于传统控制策略下UPOC所需容量进行一系列比较,提出一种基于串联侧无有功注入的新型控制策略.该控制策略根据相应的负载功率因数角、电压跌落程度决定串联侧补偿电压的幅值,在特定补偿电压注入角情况下,使得串联侧不消耗任何有功,同时能够减小并联侧无功补偿容量.该控制策略不仅能完成电网电压跌落补偿、谐波治理、负载无功补偿和输入功率因数校正,且在串联侧不消耗任何有功的情况下降低整个UPQC的补偿容量.为了克服滞环控制的不足,串联侧采用恒频滞环来保持开关频率的稳定.仿真结果验证了理论分析的正确性与可行性.     

基于无功功率流的UPQC协调控制策略

针对统一电能质量调节器UPQC常规控制中,其串并联变流器功能相对独立、利用率低的问题,提出基于无功功率流的UPQC协调控制策略。应用所设计的UPQC系统结构,协调分配UP-QC串并联变流器的无功功率输出,控制串联变流器输出电压向量垂直相应的电流向量,控制并联变流器输出电流向量垂直相应的电压向量,有效消除了有功环流的影响。特别针对电网侧没有电能质量问题时,控制串联变流器继续输出无功功率,充分发挥两变流器的无功补偿功能。理论推导UPQC系统功率流的关系,并仿真实验分析提出的控制策略,结果表明该控制策略解决电能质量问题的同时,实现了UPQC串并联变流器功率的合理分配。     

一种基于新型控制策略的统一电能质量控制器

提出一种新型的统一电能质量控制器UPQC(Unified Power Quality Controller)控制策略：串联有源滤波器作为电流源,直接控制电网流入的电流为基频同步正弦电流;并联有源滤波器作为电压源．直接控制负载电压为标准基频同步电压;不必计算电压和电流的补偿量,只需锁定电网电压相位,利用能量平衡实现电流幅值的自动调节。目标电压幅值恒定,省去了繁琐计算,简化了电路。介绍了UPQC的结构原理、控制原理以及控制器的实现。最后通过仿真试验验证了该控制策略的有效性。     

基于模块化多电平变流器的统一电能质量调节器工程实验装置研究

将模块化多电平变流器(MMC)技术和统一电能质量调节器(UPQC)相结合,为将UPQC应用于高电压、大容量的场合提供了可能,为电能质量问题的集中解决提供了新的思路。研究MMC型UPQC具有重要的技术意义和市场价值。首先分析基于MMC的UPQC工作原理,对其关键参数进行分析设计,针对UPQC并联侧和串联侧MMC变流器的电能质量补偿功能提出相应的控制策略。PSCAD/EMTDC下的仿真结果证明了参数设计的正确性和控制策略的有效性。进而研制一套4MV·A/10kV的MMC型UPQC工程实验装置,开展现场实验并进行分析,实验结果表明MMC型的UPQC能够实现多种电能质量的综合补偿。     

基于输入输出反馈线性化的UPQC滑模控制

为实现统一电能质量调节器(UPQC)串、并联侧的协调控制并提高控制精度和鲁棒性,根据UPQC在同步旋转坐标系下低频数学模型的特点,进行UPQC输入输出反馈线性化,并在此基础上对电压、电流补偿单元分别采用高阶滑模控制(HOSMC)和基于指数趋近率的SMC。Matlab/Simulink仿真分析表明了所提控制方法能够同时实现抑制电压跌落、电压畸变、电流谐波等功能;较之传统比例积分(PI)控制,其鲁棒性更强、控制精度更高。样机实验证明了所提控制方法能够实现UPQC的协调控制。     

一种单相无隔离变压器UPQC的控制策略研究

本文针对直流母线中点接入交流电网的单相半桥结构无隔离变压器统一电能质量调节器(UPQC)拓扑,分析了其系统功率流动和直流母线工频纹波产生机理,提出了一种改进的串并联协同控制策略。通过解耦控制,使得该拓扑串联侧补偿电压暂降,并联侧补偿电流谐波同时抑制直流母线电压工频脉动。并给出了该拓扑直流母线电容设计选型依据。最后通过仿真和实验,验证了所提设计和控制策略的有效性。     

并联型模块化级联超级电容多目标电能质量治理研究

为改善10 kV配网侧电能质量,针对传统UPQC与DVR对电压暂降具有补偿深度不够、补偿时间不长等不足,提出了将超级电容储能与模块化多电平变换器拓扑结构相结合,形成并联型模块化级联超级电容储能P-MMC-SCS(parallel-modular multilevel cascaded-super-capacitor storage)多目标电能治理拓扑结构。首先对其主电路拓扑结构进行了分析,然后分别针对电压未暂降时电流补偿分量检测与跟踪及电容均压、电压暂降时电压补偿分量检测与跟踪进行了控制策略研究,根据P-MMC-SCS主电路结构与补偿分量特点采用了PI控制。最后通过在Matlab/Simulink中对P-MMC-SCS仿真研究,结果表明P-MMC-SCS兼具支撑网侧的电压暂降和治理负荷侧电流谐波、无功的功能。     

并网逆变器内模和重复复合电流控制策略研究

综合分析了内模控制和重复控制的特点。根据其特点设计了内模和重复复合电流控制的并网逆变器。并进行了理论和仿真分析。结果表明,基于内模控制和重复控制相结合的复合并网电流控制策略具有良好的动态、稳态性能,能够消除周期性扰动的影响。     

基于重复控制和滑模控制的APF电流控制方法

针对传统PI控制无法实现无静差跟踪控制和难以保证在负载突变或参考电压跳变时对直流侧电压进行快速精准控制,提出了一种基于重复控制和滑模变结构控制的APF电流控制方法。该方法在传统PI控制的基础上,融合了滑模变结构控制和重复控制的优点,将重复控制引入电流内环控制中,对APF输出电流进行快速跟踪控制,将滑模变结构控制引入电压外环控制中,对直流侧电压进行快速精准控制。仿真及实验结果证明了提出的电流控制方法相比于传统PI控制方法具有更高的谐波补偿精度及更快的动态响应速度。     

计算机控制的帆板控制系统

众所周知,矿井风机的排风量受到外部风向、风道畅通程度影响。通过帆板偏转角度测试可以准确检测矿井的排风量。基于此提出并制作了一种用于矿井通风机风道的帆板控制系统,能够智能检测与控制矿井风机的排风量,且可由电脑远程控制。为了保证测量和控制的准确性,采用了数字滤波算法和改进的PID积分算法。电脑可实时显示并控制帆板角度和风扇转速。实验证明其控制速度快、超调量小、稳定性好。     

变频调速典型控制系统(六)

第6讲位置控制系统位置控制系统的控制目标是位置,电动机的转速和转矩则是实现该目标的从属变量。常用的位置控制系统有2类:单电动机位置控制及多电动机角同步控制。6.1单电动机位置控制系统[1-2]     

自动发电控制及协调控制系统

介绍了自动发电控制的基本概念及其系统组成；协调控制系统的4种运行方式，直接能量平衡控制策略：自动发电控制对协调控制系统的控制负荷范围、阶跃负荷指令幅度和负荷变化率的要求，以及两者之间的协调关系。     

变频调速技术与自动控制

交流变频调速技术以其优异的调速性能、显著的节电效果和在自动控制领域的广泛的适用性,而被国内外认为是目前世界上应用最广、效率最高、最理想的电气传动方案,是电气传动的发展方向.     

变频调速的控制方式

众所周知,变频器控制方式是决定变频电源使用性能的关键所在,本文将对变频电源控制方式进行讨论,并给出变频电源不同控制方式的技术参数,以便工程技术人员更好地选型和设计.     

网络控制系统的自适应预测控制

研究了具有网络诱导时延和数据包丢失的网络控制系统中的自适应预测控制问题.考虑传感器与控制器、控制器与执行器间皆有时延和数据包丢失,充分利用网络传输数据包的容量,提出一种方案,在控制器节点获得被控对象的输入输出数据以在线辨识对象模型参数,并利用辨识模型设计预测控制器,给出了算法的推导过程和时延及数据包丢失的补偿方法.校园...     

矢量控制和直接转矩控制结合的异步电动机控制

为实现异步电动机高性能驱动,提出了矢量控制和直接转矩控制结合的控制策略.该控制策略结合矢量控制和直接转矩控制的优点,将电流矢量控制和电压矢量开关表结合,控制结构相对简单,避免了两种控制方法的一些实现难度.通过仿真模型,并将仿真结果与直接转矩控制系统进行比较分析,结果证实了该控制策略的有效性.     

基于变目标控制的MMC-HVDC控制策略

针对现有柔性高压直流输电控制策略无法很好保证控制系统鲁棒性、稳定性和快速性的现状,提出了一种变目标控制策略,将控制目标值分解为多个小目标,使系统快速无超调地分步达到指定目标,并提出了加入变目标控制环节后MMC-HVDC控制系统PI参数的设置原则和变目标控制调节时间的设置方法。在PSCAD/EMTDC仿真平台上搭建三端柔性直流输电系统模型进行仿真验证,结果表明设计的变目标控制策略能很好地解决调节速度和超调量之间的矛盾,并能扩大PI环节参数的选取范围,增强控制系统的鲁棒性和适应性。