基于直流输电系统稳定性的反馈控制

在直流输电系统中,换流器速度的提高可以快速调整直流线路上的功率,从而提高交流系统的稳定性,增强输电能力.本文用动力系统的方法研究了直流输电系统的稳定性.在自治与非自治两种情况下对直流输电系统的数学模型作了理论上的分析,设计出了相应的反馈控制,该控制可以对直流换流器中的触发滞后角与触发越前角进行快速有效的调节,进而让换流器中直流电流指数地趋于稳定.     

基于正交试验法的直流充电桩功率自动优化控制系统

稳定的功率可以延长直流充电桩的使用寿命，为了提高直流充电桩功率控制的稳定性和吻合度，提出了基于正交试验法的直流充电桩功率自动优化控制系统。通过设计脉冲宽度调制信号采样电路、直流充电桩功率自动优化控制的驱动电路和直流充电桩功率自动优化控制器，完成系统的硬件设计，在系统的软件设计中，利用正交试验法调节了直流充电桩的充电功率，通过制定直流充电桩功率自动优化控制策略，实现了直流充电桩功率的自动优化控制。测试结果表明，文中系统在直流充电桩功率控制中，具有良好的稳定性和吻合度，控制功率与理想功率差值小于15.6 W,均方误差低于0.28。     

基于紧急功率支援的直流输电系统研究

VSC-HVDC通过利用全控期间的电压源型换流器,在一定程度上,克服了传统直流输电的不足之处,同时实现了有功功率和无功功率的独立控制。本文通过在仿真软件PSCAD/EMTDC中搭建了基于电压源型换流器的三端直流输电系统,并设计采用了改进型PID控制算法与功率支援模块用以快速改变直流线路传输功率,通过动态电流限幅环节抑制交流侧故障过电流,针对逆变器交流侧的几种常见故障和直流线路故障时系统的运行状况进行了仿真分析,并对不同的故障设计了不同的运行方案,仿真结果表明该系统在多种故障情况下均能够有效的保持系统频率与电压的稳定。     

BUCK变换器带恒功率负载反馈精确线性化控制

对BUCK交换器带恒功率负载系统的非线性控制进行了研究.根据恒功率负载的非线性特性,推导出BUCK变换器带恒功率负载的精确线性化反馈控制规律,设计了系统非线性控制器.用SABER软件对控制律进行了仿真,结果表明反馈精确线性化技术可以实现对BUCK变换器带恒功率负载的控制,在电源及负载大范围变化时,保证系统的稳定运行,具有大信号稳定特性.     

WCDMA系统中的功率控制与容量仿真研究

说明了WCDMA系统中功率控制的基本原理,分析了功率控制对WCDMA系统性能的影响.在建立模型基础上,分别对系统的容量进行理论推导,并对系统容量进行仿真.得到结论:功率控制的本质就是要在提高系统容量和保证通话质量方面寻找平衡点,功率控制的不当直接导致系统容量的下降.     

蓄电池叉车的单片机控制

在蓄电池叉车中应用的以功率场效应管直流斩波器为控制对象的单片机控制系统.     

应用于风电并网的有源型VSC-HVDC系统控制策略

利用直流输电技术,以解决风电并网的波动问题.研究分析有源型电压源直流输电技术,通过控制并联储能单元的充放电功率,补偿风电的波动功率,从而稳定注入电网的风电场功率,通过储能控制系统达到控制母线电压的稳定.仿真结果验证了控制策略的可行性.     

模糊PID控制在光伏发电MPPT中的应用

光伏电池的输出功率随外部环境和负载的变化而变化,为有效利用太阳能,需要对其进行最大功率点跟踪(MPPT).模糊控制属于有差控制,在最大功率点附近仍有振荡存在,为进一步提高光伏发电MPPT控制品质,提出一种基于占空比扰动的模糊PID双模控制策略.其基本方法是直接将占空比作为控制变量,在模糊控制基础上加入了传统的PID控制,在大偏差范围内采用模糊控制进行快速响应调整,在小偏差范围内的精度调整采用常规PID控制,实现了MPPT精确性和快速性的兼备.仿真结果表明,改进方法能够快速、准确地跟踪光伏电池的最大功率点,避免在最大功率点的振荡,提高了能量转换效率.     

一种改进的光伏阵列最大功率点跟踪方法

针对光伏阵列最大功率点跟踪常用的控制方法即恒压法、扰动观察法、增加电导法存在的问题,提出了一种将恒压法和扰动观察法相结合的快速最大功率点跟踪控制方法。该方法采用恒压法获取光伏阵列最大功率点处的近似电压,然后根据光伏阵列的输出电压与该近似电压的差值确定扰动步长:如果差值较大,则表明光伏阵列工作点离最大功率点比较远,应采用较大的步长;如果差值较小,应采用较小的步长,从而减小功率振荡。仿真和实验结果表明,该方法不仅可快速跟踪光伏阵列的最大功率点,而且可有效减小功率振荡。     

虚假数据注入攻击下直流微电网的滑模控制

针对一类控制通讯信道受到攻击下直流微电网系统母线电压波动问题,提出一种基于滑模控制方法的镇定策略,以实现动态控制与快速响应.首先,在直流微电网系统中引入蓄电池储能系统并构建系统数学模型;其次,设计积分滑模控制策略,控制储能系统注入镇定电流以稳定直流母线电压,从而抑制非线性扰动和虚假数据注入攻击对系统性能的影响;然后,借助适当的Lyapunov泛函,得到确保滑动模态渐近稳定和滑模面可达性的充分条件,保证直流微电网系统能够实现对负载需求的迅速响应及稳定运行;最后,通过Matlab数值仿真验证所提出的滑模控制策略的有效性.     

Power control of a doubly fed induction generator connected to the power grid

In this paper, the regulation control problem of the active and reactive power at the common connection point between a doubly fed induction generator and the grid is approached. The proposed controller is developed exploiting the passivity properties of the considered model for the control system. It is considered the existence of a wind turbine that delivers a time-varying torque to the generation unit which exhibits a highly nonlinear structure due to the variations of the wind speed. From a theoretical perspective, the main feature of the contribution lies in the fact that it is formally proved that the equilibrium point of the closed-loop system that corresponds to the desired power exhibits practical global asymptotic stability properties. This characteristic is obtained applying well-known theory from the perturbed nonlinear dynamical systems theory. However, in the numerical evaluation of the proposed controller, it is illustrated how these properties are indeed stronger since asymptotic stability is achieved.     

电力系统有限时间稳定控制策略

电力系统是典型的非线性系统,当电力系统遭受周期性负荷扰动时,只要周期性负荷的幅值满足一定条件,就可能诱发混沌振荡.电力系统中的混沌振荡可能导致电压崩溃,严重危害系统的稳定与运行安全.鉴于此,针对四阶电力系统,基于有限时间稳定原理,设计一种反馈控制器,对系统发生的混沌进行控制.数值仿真分析表明,所设计的控制器能够有效地对电力系统发生的混沌进行控制,并且对外在干扰和系统参数具有很强的鲁棒性,当减小所设计的控制律中的指数参数,或者增大其余任意控制律参数时,系统恢复到目标平衡态所需的时间都将减少.     

基于功率谱密度极值点跟踪的次同步振荡辨识方法研究与应用

随着新能源发电的快速发展,大规模新能源汇集地区频繁出现次同步振荡问题,且振荡现象与串补、直流输电引起的次同步振荡不同,具有超同步谐波凸显和频率时变的特性。为了能够对新能源汇集地区中的次同步振荡信号进行准确提取和辨识,本文综合新能源汇集地区电力系统次同步振荡特性,提出了一种基于功率谱密度极值点跟踪的次同步振荡的主导次/超同步谐波检测方法,该方法能够从电气量测响应中快速准确地捕捉到微弱扰动的频率和幅值变化,为次同步振荡的预警、保护和控制研究提供科学的参考数据。通过对现场实测波形数据采用传统FFT分析方法与本文方法进行对比分析,本文提出的方法能够更好的适应频率缓慢时变的情况以及具有特定频率下更高检测精度的优点,从而验证了本文中所提方法的正确性和有效性。     

飞轮电池在离网型风力发电系统中的应用

针对目前风力发电系统中储能装置(蓄电池)寿命短、充放电效率低的问题,提出采用飞轮电池作为储能装置的方案,分析了飞轮电池的d-q模型及其充放电控制策略。在飞轮电池充电控制过程中,采用基于转子磁场定向的矢量控制策略;在放电控制过程中,采用以直流母线电压为控制对象的控制策略。仿真结果表明,采用飞轮电池作为离网型风力发电系统的能量缓冲装置,能够有效稳定离网型风力发电系统的直流母线电压,提高其电能质量和稳定性。     

Buck型变换器固定时间自适应控制

针对Buck型DC/DC变换器系统,提出一种固定时间自适应降压控制方法.首先,针对系统参数已知的情况,设计固定时间滑模面和控制器,保证系统输出电压误差在固定时间内收敛到平衡点,且其收敛时间上界与系统初始状态无关,仅由控制参数决定.针对电阻、电感等参数值受温度及外部干扰影响发生变化且无法准确获取的问题,进一步设计自适应更新律估计系统所有未知参数,并在此基础上设计固定时间自适应控制器,保证输出电压误差在固定时间内收敛到平衡点附近的邻域内.最后通过仿真和实验对比结果验证所提出控制方法的有效性.     

于非仿射非线性模型的AC/DC系统H∞鲁棒控制器设计

讨论了交直流联合输电系统的 H∞ 鲁棒控制问题. 首先对交直流输电系统提出一种五阶非仿射非线性不确定控制模型, 该模型能综合反映交直流系统的动态特性. 基于该模型采用分层控制思想设计了系统的 H∞ 鲁棒控制器, 通过对直流系统换流器触发角的控制实现系统内部稳定和鲁棒性能的提高. 仿真结果验证了控制策略的有效性.     

基于滑模控制的独立光伏发电系统控制策略

针对独立运行的光伏发电系统,提出了基于滑模控制的最大功率跟踪(MPPT)策略;针对光伏微源输出功率随机性引起的逆变器输入侧直流母线电压波动,通过储能控制实现电压稳定;针对负载变化引起的系统输出电压波动,设计了系统输出电压电流双闭环控制器。通过MatLab/Simulink对提出控制策略进行了仿真验证。分析结果表明,所提出滑模控制策略可实现光伏电池的MPPT;储能控制策略可有效抑制光伏微源输出功率波动引起的直流母线电压波动;输出电压控制策略能稳定系统电压,确保安全可靠运行。     

Multi machine power system excitation control design via theories of feedback linearization control and nonlinear robust control

The dynamics of a large-scale power system are both nonlinear and interconnected. The equilibrium of such a system is typically unknown and uncertain, and the controllers within are also subject to physical limitations. In this paper, a new application of nonlinear robust control is presented for power system control design. It is assumed that the controllers are designed as a part of generator excitation system design. First, a customized exact feedback linearization scheme is developed for the power system under investigation. This new linearization scheme allows one to transform the power system with a single-axis system model into a linear uncertain system with an unknown equilibrium. Based on the latest development of nonlinear robust control theory, a novel control design is then applied to stabilize the resulting linearized uncertain system. Finally, a nonlinear decentralized excitation control is obtained by the inverse transformation. Compared with existing control schemes, the proposed control is free from such common deficiencies of power system nonlinear controllers as network dependence and equilibrium dependence. Detailed stability analysis and engineering judgment in the control design are provided. The results of simulation studies are presented.     

基于强化学习的一类具有输入约束非线性系统最优控制

针对部分系统存在输入约束和不可测状态的最优控制问题,本文将强化学习中基于执行–评价结构的近似最优算法与反步法相结合,提出了一种最优跟踪控制策略.首先,利用神经网络构造非线性观测器估计系统的不可测状态.然后,设计一种非二次型效用函数解决系统的输入约束问题.相比现有的最优方法,本文提出的最优跟踪控制方法不仅具有反步法在处理...     

基于纳什均衡的D2D通信功率控制博弈算法

为了减轻D2D通信在资源复用模式下的互干扰问题,提升蜂窝网络均衡性能收益,提出一种基于纳什均衡的功率控制博弈算法。算法中将互干扰用户间的功率控制过程描述为静态博弈模型,用户之间根据最小化代价函数的博弈决策,通过多步迭代调节发射功率,使系统收敛至纳什均衡的优化状态。在用户代价函数设计中,综合考虑了能耗及传输速率影响,同时给出了博弈算法纳什均衡存在性以及收敛性的证明。仿真实验表明,在最优响应策略及能耗因子的有效约束下,互干扰用户更理智的选择发射功率,系统拥有较好均衡性收益的同时能耗进一步降低。