多机下垂系统并联运行稳定性研究

在采用下垂控制的孤岛微电网中,为合理设计下垂系数,常忽略电压电流环等影响并通过建立下垂环节的小信号模型分析系统稳定性。但孤岛系统中各分布式发电单元之间存在谐波交互作用,为此,该文考虑逆变器电压电流闭环作用,通过推导孤岛系统中公共耦合点电压与参考电压以及输出电流的关系式,建立多机下垂系统的等效戴维南模型,利用基于阻抗的Nyquist稳定判据判断系统稳定性。理论分析和仿真结果证明了线路阻抗对系统谐波稳定性的重要影响。     

海上风电柔性直流输电变流器控制与试验系统设计

简要介绍了柔性直流输电系统的控制方法,基于三相静止对称坐标系和dq同步旋转坐标系建立了柔性直流输电系统换流站数学模型,采用双闭环直接电流控制方法,设计了以tms320f28335作为dsp控制芯片,由dsp输出的信号控制三相两电平变流器逆变与整流波形。在换流站级控制采用双闭环直接电流控制,基于换流站的dq模型分别控制d轴和q轴电流实现对有功和无功功率的分别控制,减小了控制环节的稳态误差,完善了控制环节的动态特性。解决了海上风电由于其间歇性和不确定性在并网过程中引发的谐波污染、电压间断和波形闪变等问题。试验系统主要测试整流端输出的母线电压电流特性和逆变端输出的并网电压电流特性,以及对功率的控制特性,达到了较好的整流和并网效果。     

基于SIMULNK的单轴重型燃气轮机建模与仿真研究

通过面向对象的模块化建模方法,在MATLAB／SIMULINK软件中建立了燃气轮机部件模块库,并进行了燃气轮机系统变工况仿真研究。为了提高仿真精度,本文采用变比热容的计算方法,并考虑气体组分的变化对整个系统模型的影响,建立了一种考虑容积惯性和转动惯性的、非线性的单轴重型燃气轮机实时动态仿真模型。仿真结果表明,该模型设计合理、结构清晰,可应用于重型燃气轮机控制系统的研制和测试,并具有很好的通用性和扩展性。     

开关型废气氧传感器稳态非线性输出特性的建模研究

为了获得开关型废气氧(EGO)传感器的静态模型,使之可以用于发动机空燃比闭环控制系统的设计和分析。在发动机实验台上,采用比较法对EGO传感器进行了稳态标定实验。根据所得到实验数据,利用分段多项式法和非线性回归分析法建立了传感器的静态模型,并通过实验数据对模型进行了验证。研究结果表明,利用非线性回归法建立的模型具有更高的预测精度,所建模型可以作为一个静态非线性环节用于空燃比闭环控制系统的仿真研究。     

开关型废气氧传感器稳态非线性输出特性的建模研究

为了获得开关型废气氧（EGO）传感器的静态模型，使之可以用于发动机空燃比闭环控制系统的设计和分析。在发动机实验台上，采用比较法对EGO传感器进行了稳态标定实验。根据所得到实验数据，利用分段多项式法和非线性回归分析法建立了传感器的静态模型，并通过实验数据对模型进行了验证。研究结果表明，利用非线性回归法建立的模型具有更高的预测精度，所建模型可以作为一个静态非线性环节用于空燃比闭环控制系统的仿真研究。     

内燃机曲轴系统变惯量公式的修正

曲轴系统是一个复杂的非线性系统,其转动惯量是随曲柄转角周期变化的,进行变惯量曲轴的扭转振动分析将有利于研究系统的动态特性.然而,考虑变惯量因素所建立的曲轴扭转振动方程呈现出复杂的非线性特性,变惯量公式的合理与否将直接影响分析结果的准确性.因此,建立合理的变惯量公式对于分析系统的动力学特性至关重要.已有的变惯量公式是在假设连杆摆动不对系统的转动惯量产生影响的基础之上建立的,并未考虑连杆摆动的惯性特性.为了寻求更为合理的变惯量公式,综合分析了已有公式在建立过程中所考虑的各种近似处理,最终建立了一个基于原有变惯量公式的修正公式;继而应用非线性回归分析方法,通过比较各变惯量回归曲线中的相关指数,讨论了不同参数对于变惯量公式的影响,不仅定量地指出了原有公式的不足,而且有效地验证了修正公式的准确性.     

航空发动机LPV建模方法改进

针对航空发动机线性变参数(Linear Parameter Var-ying:LPV)模型存在误差积累的问题,提出一种改进LPV模型。以某型涡扇发动机非线性模型为基础,建立以低压转子转速为调度变量的涡扇发动机LPV模型,在该模型上增加一个转速-供油量反馈,连同一个PI环节形成闭环回路,实现对LPV模型的改进。仿真结果表明:改进LVP模型可以有效地克服LPV模型误差积累的缺陷,更真实地反映非线性模型的稳态和动态特性。     

带有RCC的异步风力发电机系统的特性分析

介绍了带有转子电流控制器（RCC）的变桨距调节异步风力发电机系统的基本原理及其控制策略。基于Saber仿真软件，建立了变桨距风力机、绕线式异步发电饥、转子电流控制器以及风速等的仿真模型，并以此为基础深入研究了该类风力发电机系统的运行特性。仿真分析表明，引入转子电流控制可以明显改善发电机的输出电能品质，降低变桨距风力机的调节频率，延长变桨距机构的使用寿命。制作了一套7．5kW模拟异步风力发电机的RCC系统，对带有RCC的异步风力发电机系统进行了模拟实验研究。     

变压器直流偏磁仿真及抑制措施研究

直流系统单极大地回路运行时,周边变电站直流偏磁问题时有发生,对电网的安全稳定运行造成了较大影响。对此采用CDEGS软件,介绍了CDEGS软件开展直流偏磁仿真建模的流程,并基于某直流接地极周边电网结构,搭建了包含500kV变电站和220kV变电站的仿真案例模型,开展了直流偏磁仿真及抑制措施的研究。研究表明,采用主变中性点串联小电阻的方式可有效降低变压器偏磁电流,但可能会引起周边部分站点偏磁电流增大,选取小电阻参数时应统筹考虑网架中所有站点。采用的仿真方法和研究结果可进行推广,用于指导变压器直流偏磁问题的治理。     

同步发电机非线性电阻灭磁仿真研究

同步发电机通常采用非线性电阻灭磁方式,建立了非线性电阻(包括碳化硅和氧化锌)灭磁的Matlab仿真模型.其中考虑了空载特性的非线性和转子阻尼绕组的效应.通过对某水电站的667 MW水轮发电机进行灭磁仿真,最终得出了磁场电流、电压、d轴阻尼绕组电流的变化情况,以及非线性电阻等各部分吸收的磁能和灭磁时间,从而更真实直观地展示了非线性电阻灭磁过程.     

柴油机曲轴轴系非线性振动特性的数值研究

考虑了轴系的变转动惯量、活塞与气缸间的非线性干摩擦和非线性弹性恢复力等因素,建立了柴油机轴系非线性动力学模型.利用数值积分法研究了非线性阻尼和转速等参数对柴油机轴系系统响应的影响.通过系统响应的时域波形图、幅值谱图、相轨迹图,分析了曲轴轴系的周期、拟周期、混沌等复杂的非线性动力学现象.结果表明:变转动惯量和活塞与气缸间的非线性干摩擦对发动机曲轴系统的非线性振动行为具有较大的影响.     

模糊滑模变结构控制策略在PWM整流器控制系统中的应用

根据模糊控制和滑模控制两种控制方法,提出了一种三相电压型PWM整流器模糊滑模变结构控制系统,主要由滑模控制策略来稳定输出直流电压、实现交流侧电流正弦化、保持系统稳定运行,由模糊控制调节整个正常运动段以减弱滑模控制所特有的抖动现象。使用Matlab仿真软件分别对该控制系统和传统的双闭环PI控制系统进行了仿真对比和分析,并在DSP实验平台上对该系统进行了试验验证。结果表明,该控制系统在很短时间内就实现了整流器交流侧单位功率因数运行以及直流侧电压的稳定,并对负载突变和给定指令电压突变有良好的跟踪能力和鲁棒性,较传统的双闭环PI控制系统具有良好的动静态性能。     

基于新型变结构的交直流附加阻尼控制器设计

针对现有变结构直流附加控制器简化模型存在误差和控制器精度不足的问题,提出一种基于新型变结构的交直流附加阻尼控制器设计方法。首先通过状态观测器得到系统的状态变量,引入变结构控制理论,选取线性切换函数和指数趋近律,且结合二次型性能指标最优控制,设计抑制交直流输电系统区域间低频振荡的新型变结构直流附加控制器;为进一步提高系统稳定性,基于该方法设计发电机励磁附加控制器,实现机网协调控制;最后在PSCAD建立四机两区域仿真模型进行时域仿真,仿真结果表明该新型变结构附加控制器具有较强的鲁棒性和较好的暂态稳定控制性能,研究成果可指导工程实践。     

基于电压补偿原理的高压直流输电 系统故障控制策略

当高压直流输电系统交流侧发生不对称故障时,交流系统会产生负序电压和负序电流,从而引起换流站与交流系统之间的有功功率产生波动,使得直流系统的直流电压产生波动。这种波动的有功功率和直流电压会通过直流线路传输到系统的另两侧,影响其他两侧交流系统运行的稳定性。采用电压补偿控制的方法有效地抑制了负序电流,在PSCAD/EMTDC环境中建立基于MMC的多电平换流器的3端直流系统仿真模型,仿真结果验证了所提出的控制方法的有效性和正确性,提高系统的稳定性。     

高压直流输电逆变侧控制模式切换对后续换相失败的影响

交流系统故障造成的交流电压降低、直流电流升高和电压过零点偏移是高压直流输电系统换相失败的主要原因,但无法解释高压直流输电系统在故障恢复过程中出现的后续换相失败现象。对此,从逆变侧故障恢复过程中控制模式切换的角度入手,考虑了控制模式变化情况对后续换相失败的影响,提出了一种抑制后续换相失败的变关断角控制策略,用逆变侧定电流控制和定关断角控制输出的差值去修正定关断角控制的整定值,让逆变侧定关断角控制跟踪定电流控制,实现了控制模式提前平稳切换。在PSCAD/EMTDC中运用CIGRE标准测试模型实现了所提出的控制策略,仿真结果验证了其有效性。     

基于线性自抗扰和变分模态分解的混合储能控制策略

风力发电具有随机性和波动性的特点,可通过引入储能技术减少其直接并网对电力系统造成的影响,因此基于超导磁储能和蓄电池储能系统之间的互补关系,提出一种基于线性自抗扰和变分模态分解的混合储能控制策略。针对传统混合储能变流器多变量、非线性及强耦合的特点,在装置层建立了混合储能系统的数学模型,基于跟踪微分器、线性扩张状态观测器及线性误差反馈律三部分,设计了混合储能系统的交、直流侧线性自抗扰控制器;其次,为了更加合理地平抑风电功率波动,避免经验模态分解时出现的模态混叠问题,在系统层提出了变分模态分解的功率分配方法;最后通过仿真验证了方法的可行性。     

基于微电网储能控制系统的电能质量综合治理研究北大核心CSCD

针对微电网内分布式电源具有间歇性和波动性特征且其内部的不平衡、非线性负载易引起谐波污染等电能质量问题,文章提出了利用微电网电池储能系统平抑功率波动,同时实现无功谐波及不平衡电流的全频段范围补偿的多目标控制策略。采用计及有功电流计算功能的i_(p)-i_(q)电流检测与合成算法进行补偿功能指令电流的计算,在此基础上,设计了重复+PI复合控制器对检测出的指令电流进行跟踪控制,基于储能充放电原理,采用两段式双闭环充放电控制方法,引入功率前馈并结合中间直流侧电压,实现两级变换器之间的协同控制。最后,对储能电池充放电状态下以及电流内环控制器的动态响应能力进行仿真分析,验证所提全补偿控制策略的有效性。     

光伏系统中变步长最大功率跟踪算法研究

在利用Matlab-Simulink软件结合组件工程模型建立的系统仿真模型基础上,首先仿真分析了各种因素对系统输出特性的影响,为了克服传统算法定步长跟踪带来的不利影响,提出了一种变步长跟踪算法,并对其进行了仿真验证.     

MMC-HVDC谐波特性分析

为分析以模块化多电平换流器为主要工作元件的高压直流输电系统(MMC-HVDC)的传变特性,基于模块化多电平换流器(MMC)工作原理,利用开关函数法并引入谐波调制比概念,从理论上分析了MMCHVDC的传变特性,并通过仿真分析验证了理论的正确性。结果表明,整流侧交流系统注入h次正序谐波时,在直流侧会生成h-1次零序谐波,在逆变侧交流系统会生成h次正序谐波和h-2次负序谐波;整流侧交流系统注入h次负序谐波时,在直流侧会生成h+1次零序谐波,在逆变侧会生成h+2次正序谐波和h次负序谐波。     

基于人工蜂群-RBF-PID的风力机液压变桨距控制系统设计

风力机液压马达变桨距系统存在高阶多耦合、不确定、非线性、难以控制的问题。为实现桨距角跟踪控制,文章通过动力学分析建立液压马达变桨距系统的数学模型,确定系统特性。根据液压马达变桨距系统原理,采用SimHydraulics建立液压马达变桨距系统仿真模型,设计基于人工蜂群算法结合RBF神经网络的PID控制器,并且采用自适应矩估计算法代替梯度下降法对PID参数进行在线优化。仿真结果表明,采用文章算法,系统响应快,桨距角跟踪精度高。