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。     

APF直流侧电压自适应PI控制

三相三线制有源滤波器(APF)大多采用传统的PI控制策略来控制直流侧的电容电压。为了提高有源滤波器的性能指标,在传统的PI控制基础上,结合最小隶属度模糊控制理论,提出模糊PI的直流侧电压自适应控制。模糊PI控制可以根据实时情况改变比例和积分参数,解决了传统PI控制器在非线性系统中的缺点。MATLAB仿真表明,模糊PI自适应控制与传统PI控制相比,跟踪性能更强,直流侧电压超调量更低,动态性能更好,并且有效地降低了电网谐波的畸变量。     

基于VSG技术的VSC-HVDC输电系统受端换流器控制策略

针对传统换流器控制策略下柔性直流（voltage source converter based HVDC,VSC-HVDC）输电系统难以有效参与交流系统频率的动态调节以及交直流系统间功率传输不平衡等问题,在对虚拟同步发电机（virtual synchronous generator,VSG）运行机制特性进行研究的基础上,提出了一种基于VSG技术的VSC-HVDC输电系统受端换流器控制策略。首先,基于VSC-HVDC输电系统拓扑模型,分析了换流站虚拟同步化的可行性;其次,将具有有功模糊PI下垂控制的VSG技术引入到高压直流输电系统,通过调整下垂系数,使柔性直流输电系统逆变器在稳态运行及暂态故障下可以保障系统有功功率平衡传输,使其具有协调控制交流系统频率和直流系统电压的能力;最后,在Matlab/Simulink中构建了一个三端系统用于仿真验证。结果表明：VSC-HVDC输电系统在采用VSG控制策略后,可以改善交流电网的惯性水平,使频率变化得到衰减,其调压控制功能也能在稳态和暂态下提供较好的功率支撑作用,有效提高了交直流系统的稳定性和可靠性。     

基于克拉克变换的VSC-HVDC系统控制器设计及其PI参数整定

在电压源换流器的高压直流输电技术(VSC-HVDC)控制系统中,利用解耦方法设计的传统dq坐标系控制器,其dq轴在实际运行中交叉耦合不能完全被消除从而影响控制器的控制效果,为此提出了一种基于克拉克变换的非解耦方法新型柔性直流输电系统比例积分(PI)控制器结构,并利用状态空间平均法进行PI参数整定,通过MATLAB仿真软件对设计的PI控制器进行仿真,验证了其可靠性和准确性。     

自适应电压下垂的MT-HVDC附加频率控制策略

正在柔性高压直流输电系统中,PI双环解耦电流控制的电压源型换流器(Voltage Source Converter,VSC)难以为AC区域提供频率支持,传统电压下垂控制导致直流电压在系统发生扰动后出现较大偏移。设计一种基于自适应下垂控制器的依赖通信链路的频率附加控制策略,在AC区域发生扰动后实现频率支持。     

基于模糊控制的高压直流输电系统换流站控制器的设计

高压直流输电系统具有典型的非线性特征,运行时还伴随着各种不确定性因素,不能够建立精准的数学模型。目前,高压直流输电系统广泛应用的PI\PID控制器,不能够解决高压直流输电系统的非线性和不确定性问题。研究将PID控制和模糊控制相结合,利用PID控制简单易实现的特点和模糊控制的模糊建模、自适应能力较好的优点,为高压直流输电系统换流站设计了模糊自适应PID控制器,并做了相应的仿真,结果表明该控制器相对于PID控制器具有良好的性能。     

有源电力滤波器模糊软启动控制

为了解决传统控制方式下有源滤波器投入时引起的电压超调和电流冲击问题,增强整个系统的鲁棒性,采用带有自调整因子的模糊控制规则设计了直流侧电容电压的模糊软启动控制器.此控制器可以根据系统的实际情况对控制规则进行自动、实时调整.最后将模糊控制和PI控制相结合,构建了复合控制器,其具有PI控制稳态精度高、模糊控制鲁棒性强及自适应的优点.仿真结果验证了文中所提出的复合控制策略的有效性和可行性.     

基于等效仿真模型的VSC-HVDC 次同步振荡阻尼特性分析

电压源换相高压直流输电(VSC-HVDC)是基于电压源换流器(VSC)的新一代高压直流输电技术。该文首先分析VSC的工作原理，在此基础上建立以交流侧受控电压源和直流侧受控电流源描述的VSC等效仿真模型。通过与VSC-HVDC电路模型的时域和频域响应对比,验证利用VSC等效仿真模型分析VSC-HVDC次同步频率范围内动态特性的有效性。利用复转矩系数法的时域实现方法--测试信号法及VSC-HVDC等效仿真模型，可计算得到连续且光滑的发电机电气阻尼De特性曲线；基于De曲线，分析VSC-HVDC采用不同控制方式及比例积分(PI)控制器中比例系数和积分时间常数，对发电机电气阻尼特性的影响。最后对加入VSC-HVDC的IEEE第一标准测试系统的仿真表明，配置次同步阻尼控制器(SSDC)的VSC，通过对其有功功率或无功功率的动态调制，均可显著增加发电机的电气阻尼，有效抑制发电机次同步振荡。     

单相并联有源电力滤波器直流侧电压控制的研究*

以单相并联有源电力滤波器(SAPF)为研究对象,针对直流侧电压影响在传统PI控制方面存在的超调量静差较大,影响APF补偿性能问题,提出了模糊自适应PI控制策略.在传统PI控制和模糊控制理论基础上,设计了一种模糊自适应PI控制器.仿真结果表明,该控制策略较传统PI控制策略响应速度更快、超调量更小,而且提高了直流侧电压的稳定性及APF的补偿性能.     

基于电压源型换流器的三端直流输电系统控制仿真研究

VSC-HVDC技术是指采用全控型功率半导体器件的电压源换流器的直流输电技术,致力于研究基于VSC换流器的高压直流输电以及三端直流输电系统的运行与控制问题.建立了VSC换流器静态模型并设计了PI控制器,分析了适用于VSC-MTDC的电压下降和主从式控制两种运行模式的特点,并由此设计了一种与有源网络以及无源网络相连的并联...     

基于模糊神经网络算法的交流伺服系统DSP控制

将神经网络与模糊逻辑控制结合起来,设计模糊神经网络控制器应用于交流伺服系统中的转速调节器,克服交流调速系统中参数漂移、非线性和耦合等因素的影响.针对模糊神经网络控制器运算量大、收敛慢的特点,硬件采用数字信号处理器(DSP)作为控制器运算单元,并在DSP上实现模糊神经控制算法,提高了系统实时性.实验结果表明,采用该控制器的调速系统具有较快的响应速度、较高的稳态精度和较强的鲁棒性.     

数字式调压器的模糊PID控制器设计

针对飞机变频交流数字式调压系统非线性的特点,将模糊控制与PID控制相结合设计了调压器的控制算法并构造了多闭环反馈控制策略。介绍了模糊PID控制器的设计方法及建模过程,在Simulink中搭建了模糊PID控制的仿真模型,对该控制器在不同工况下的调压性能进行了仿真并与传统PID控制仿真结果对比分析,结果表明模糊PID控制下的调压器动稳态性能均优于传统PID控制。最后,基于双DSP硬件平台进行试验验证,并与某型飞机典型用电负载交联,试验结果证明了所设计控制器的正确性及有效性。     

Development and implementation of an adaptive fuzzy-neural-networkcontroller for brushless drives

This paper introduces a brushless drive system with an adaptive fuzzy-neural-network controller. First, a neural network-based architecture is described for fuzzy logic control. The characteristic rules and their membership functions of fuzzy systems are represented as the processing nodes in the neural network structure. Then, the fuzzy rules and input-output of the system are tuned by the supervised gradient decent learning algorithm. Using an experimental setup, the performance of the proposed controller is evaluated under various operating conditions. Test results are presented and discussed. The controller is shown to be robust, adaptive, and capable of learning. The effectiveness of the fuzzy-neural-network controller is demonstrated by its encouraging study results, when compared with those of a proportional-integral controller     

Enhancement of voltage quality in a passive network supplied by a VSC-HVDC transmission under disturbances

When a VSC-HVDC transmission is connected to a passive network, the receiving AC system is weak and is subject to power quality problems such as voltage sag and swell. Dynamic performance of voltage control would affect the voltage quality in the receiving AC system directly. The direct voltage control (DVC) method is simple but fails to quickly eliminate voltage fluctuation caused by load current change. One solution is to add a feed-forward controller to the DVC. The inverter nonlinearities, however, degrade the performance of the feed-forward controller. This paper presents a modified direct voltage control to enhance control dynamics in the receiving AC system by overcoming the effect of inverter nonlinearities. In the proposed control scheme, the influence of inverter nonlinearities on the performance of the feed-forward controller is first discussed. A compensation method for nonlinearities of the inverter is then designed in the d–q rotating axis. Moreover, to overcome parameter sensitivity of the feed-forward controller, a feed-back loop with a PI controller is implemented. Simulation results from PSCAD/EMTDC showed that the VSC-HVDC system using the proposed control scheme, as compared to that with the conventional control methods, has a better capability to mitigate voltage fluctuation during system disturbances.     

模糊调节电压矢量角度和幅值的SPMSMDTC系统

针对永磁同步电机直接转矩控制转矩和磁链脉动较大的问题,提出了模糊调节电压矢量角度与幅值表面式永磁同步电机模糊直接转矩控制系统,采用模糊控制器和空间矢量调制技术取代传统直接转矩控制系统的滞环比较器和开关表输出电压矢量。模糊控制器输入量为磁链和转矩误差,输出量为输出电压矢量的角度和幅值。基于电压矢量幅值和角度对磁链和转矩的变化影响规律设计了模糊控制规则表。为了进一步抑制转速为负时的转矩脉动,设计自适应模糊直接转矩控制系统。仿真结果表明:模糊调节电压矢量角度与幅值的直接转矩控制系统可实现四象限运行,电机系统运行良好,仅在转速为负时,转矩脉动略有增大。自适应模糊直接转矩控制系统运行效果良好,在四象限内均可较好抑制转矩和磁链脉动。     

Robust Frequency Control in an Autonomous Microgrid: A Two-Stage Adaptive Fuzzy Approach

Highly intermittent power from renewable energy sources (RES) along with load and system perturbations in an autonomous microgrid (MG), results in large frequency fluctuations. Conventional controllers like PI controllers to be unable to provide acceptable performance over a wide range of operating conditions. To overcome this problem, present paper introduces a novel two-stage adaptive fuzzy logic based PI controller for frequency control of MG. In this proposed controller, particle swarm optimization (PSO) and grey wolf optimization (GWO) are used to optimize the membership functions (MFs) and rule base of fuzzy logic based PI controller. The proposed controller is examined on an MG test system, the robustness and performance of the proposed controller is tested in presence of different disturbance scenarios and parametric uncertainties. Finally, the superiority of the proposed controller is shown by comparing the results with various controllers available in literature like PSO tuned fuzzy logic based PI controller, fuzzy logic-based PI controller and also with the conventional PI controller.     

基于DSP的三相整流器在电池储能中的应用

为了实现电能在储能电池与电网之间的双向流动,设计了一种基于DSP的全数字化空间矢量脉宽调制(SVPWM)三相整流器闭环系统.该整流器在控制策略上采用数字型双闭环PI算法,并选用DSP芯片和相应的高速数据采集电路、驱动和保护电路等实现闭环控制.给出了整流器硬件的拓扑、控制系统结构及软件程序流程,然后在基于TMS320F2...     

交直流配电网小信号模型和直流侧低频振荡分析

交直流配电网发展迅猛、应用广泛,其稳定性是行业关注的焦点。文中针对某交直流配电网工程调试阶段出现的直流侧低频振荡现象,开展稳定性分析。文中首先在小信号建模基础上,采用特征值分析方法,分析电网强度、功率水平、控制参数3种因素对低频振荡的影响。随后,文中提出改变控制器参数和增加附加控制器的振荡抑制措施。理论和仿真分析表明:弱电网会影响电压源型变换器(VSC)的稳定性;375 V直流侧功率增大至超过额定功率时会发生低频振荡;Buck变换器电流内环比例积分(PI)控制器积分系数不影响系统的稳定性,但影响振荡发生后的振荡频率,电压外环PI控制器比例系数过小或积分系数过大会造成系统不稳定;改变Buck变换器电压外环PI控制器参数和增加附加控制器可有效抑制低频振荡。文中针对实际交直流配电网振荡影响因素的理论及仿真分析,对其他交直流配电网工程调试及运行分析具有借鉴意义。     

模糊PI控制在交流调速系统中的应用

传统PI控制对具有非线性、大时滞、时变、强耦合等特性的被控对象的控制效果不理想。针对该问题,将模糊PI控制引入到交-交变频同步电机调速系统中,以模糊PI控制器代替传统的PI控制器。阐述了模糊PI控制器的原理以及算法,最后将其应用到12kW交-交变频三相同步电机系统中。实用表明,系统的各项参数指标均优于传统PI控制。     

配电网静止同步补偿器新型双闭环控制策略

配电静止同步补偿器在配电网中能有效的解决电压跌落等动态电压质量问题。针对dq0坐标系下DSTATCOM系统数学模型强耦合、非线性的特点,提出一种模糊比例积分(PI)控制和最优跟踪控制相结合的DSTATCOM电压控制策略。在该控制策略中,电压外环采用模糊自适应PI控制,克服了传统固定增益PI调节器参数难以整定、自适应性差的缺陷。电压外环的输出作为电流内环的指令信号。电流内环采用基于最优跟踪控制的多变量控制器设计方法,避免了有功/无功电流的耦合作用给控制器设计带来的困难。仿真和实验结果表明,所提的DSTATCOM电压控制策略性能优良、结构简单、容易实现,满足DSTATCOM电压控制的要求。