基于干扰观测器的储能反步控制

当直流侧电压波动较大时,基于反步法设计的储能变流器无法依靠自身的鲁棒性平抑功率和直流电压波动。文章提出了一种基于干扰观测器的储能变流器反步控制算法,可提升控制器抗干扰的性能,有效抑制直流电压波动。首先建立双级式储能变流器数学模型并分析其工作原理;然后采用基于干扰观测器的反步法设计了储能变流器的控制器;最后,在Matlab/Simulink中进行仿真,验证了基于干扰观测器的反步法控制具有更好的鲁棒性和动态响应性能。     

双馈风电系统混沌运动分析及解耦自适应反步法控制

为研究双馈风电系统的混沌现象及其控制问题,根据电机d-q轴数学模型,导出非线性微分方程。采用Wolf算法计算其最大Lyapunov指数谱,证明电机在某些工作条件及参数下会出现混沌运动。采用磁场定向矢量控制技术,构造状态反馈解耦,降低混沌系统阶数。基于解耦模型,采用反步法设计混沌控制器。针对含有未知参数或状态的系统,提出自适应反步法,构造虚拟控制量,设计反步控制律,实时跟踪预测系统参数并实现混沌控制。通过构造Lyapunov方程,分析混沌控制系统的稳定性,保证系统状态能快速稳定收敛至给定值。控制系统不同运行工况仿真结果表明,解耦自适应反步法可使双馈电机快速脱离混沌状态,响应速度快、控制精度高,鲁棒性强。     

海流能发电系统的最大功率跟踪控制研究

在海流能发电系统最大功率跟踪控制理论的基础上,设计了基于Buck-Boost型直流变换器的功率调节装置和采用功率、电流双闭环的控制系统。在Matlab/Simulink环境下进行了整机的建模和仿真研究,验证了模型和控制系统的正确性及有效性。搭建了试验平台,对海流能发电系统进行了试验研究,通过空载试验修正了最大功率曲线,通过最大功率跟踪试验获得了系统的静态功率跟踪结果,试验结果证明所设计的功率调节装置和控制系统能很好地跟踪最大功率点运行,实现系统最大功率输出。     

基于WFT的直驱式波浪能发电系统自抗扰功率优化控制

实际输入海浪的不确定性,导致直驱式波浪能发电系统工作环境中的噪音点多,传统控制策略控制效果不佳,输出功率低。文章通过分析水动力结构模型与直线电机模型,构建了等效电路;采用加窗傅里叶变换离散化不规则激励,获取频域主导激励分量及波浪能发电系统最大功率捕获条件,以确定最佳电磁力;基于d,q轴电流环矢量控制模型,设计了自抗扰控制方案,降低了激励输入噪音的影响,保证了电流跟踪效果。仿真结果表明,自抗扰控制策略的跟踪效果与滤波效果较好,抗干扰能力较强,系统功率输出优化效果明显,鲁棒性强。     

基于模糊控制的光伏飞轮储能系统有功平滑控制

鉴于太阳日照的间歇性和随机性使光伏发电输出的有功功率会随日照强度的变化而波动,进而影响电能质量、增加了对电网的冲击,在分析光伏飞轮储能系统的结构和特性的基础上,提出了一种基于模糊控制的光伏飞轮储能系统有功平滑控制,利用Matlab/Simulink平台,通过算例仿真分析了光伏飞轮储能系统的飞轮转速、功率输出状况及平滑系数,并与无飞轮储能、简单飞轮储能两种装置进行了比较。结果表明,基于模糊控制的光伏飞轮储能系统有功平滑控制方法较大程度地减小了平滑系数、有效提高了功率的平滑输出、减小了对电网的冲击,验证了模糊控制的有效性和可行性。     

基于有限时间控制的风电机组恒功率控制

针对风力机组的恒功率控制问题,提出了一种基于有限时间控制的方法,分别设计浆距角和转速控制器。通过调节桨距角,使风电场有功功率输出在有限时间内收敛到给定值;转速控制器对发电机的d,q轴电压Ud和Uq的控制,实现转矩响应和转速在有限时间内收敛到期望值。有限时间控制器可实现机组有功功率输出在有限时间内收敛到给定值。仿真结果表明,设计的控制方法是有效的。     

最大功率点跟踪原理及实现方法的研究

对最大功率跟踪控制中DC-DC变换器的原理和控制方法进行了实验研究,利用DC-DC转换电路测量和单片机控制系统实现最大功率点跟踪,使太阳电池始终保持最大功率输出;同时提出了实现最大功率跟踪的控制方法,并通过实测结果说明最大功率跟踪系统的效果。     

滞环矢量控制在双馈风力发电机中的应用

滞环电流控制方法以其动态响应速度快,电路跟踪性能好的优点而获得了广泛的应用和发展。基于双馈发电机数学模型,采用定子磁场定向的矢量控制．转子侧选用改进型滞环电流控制,建立了有功功率、无功功率解耦的控制策略。利用PSCAD软件．建立了仿真控制模型并进行了仿真计算。仿真结果表明,该控制系统能有效地实现双馈发电机有功、无功功率的解耦,验证该控制方案的正确性和有效性。     

基于机组分类的风电场有功功率分配方法研究

针对单一风速预测方法预测精度不高,以及按风速比例进行风电场机组功率分配时,跟踪功率调度指令误差较大的问题,提出一种组合风速预测方法,并基于机组预测风速、当前风速及输出功率的机组分类,提出一种风电场有功功率分配方法。采用模糊C均值分类方法对机组进行分类,根据分类结果确定功率调节优先级,将功率指令分配到不同类机组,再按某一类各机组输出功率的比例分配至每台机组,实现整个风电场有功功率分配。以某风电场实际风速数据进行风速预测和有功功率分配仿真研究,仿真结果表明,该文提出的组合风速预测方法和风电场有功功率分配方法具有风速预测精度高、风电场输出功率跟踪精度高,参与有功功率调节的机组数目少的优点。     

无刷双馈风力发电机组的自抗扰功率解耦控制

对无刷双馈风力发电机组稳态运行时的功率分配关系进行了详细分析,在此基础上确定了最大风能捕获的控制策略.将自抗扰控制应用到无刷双馈电机有功功率与无功功率的解耦控制,将功率控制系统分解为有功功率子系统和无功功率子系统,从而建立了风力发电机组完整的功率控制模型.基于Matlab/Simulink的仿真结果表明无刷双馈风力发电机组自抗扰控制成功实现了有功功率与无功功率的解耦控制,不仅能够实现最大风能捕获,而且可以根据电网的实际需求调节机组无功功率的输出,验证了控制算法的有效性.     

基于FFT的直驱式波浪发电系统功率优化控制

针对实际波浪的不规则性、扰动性以及滑模变结构控制中存在明显抖振和开关动作产生高频纹波问题,采用快速傅里叶变换对波浪激励力进行频谱分析。通过矢量叠加原理构造最大波浪能捕获策略,建立直驱式波浪发电系统模型。采用自适应快速终端滑模变结构控制方法实现最优功率状态跟踪控制,提高抗干扰性和实现限时收敛,同时利用卡尔曼滤波滤除纹波和减少抖振,结合Lyapunov函数分析系统稳定性。仿真结果表明,快速傅里叶变换(FFT)可满足未知不规则波浪的功率最优跟踪要求,所提滑模控制方法可实现快速跟踪,准确跟随,鲁棒性强。     

直驱式波浪发电系统无源-滑模控制策略

针对不规则波输入激励工况下的直驱式波浪发电系统,提出一类无源-滑模控制策略。利用双线性幅度法计算不规则波浪主频,结合波能捕获策略得到期望跟踪曲线,设计无源控制器实时跟踪期望曲线;为削减外部扰动影响并提高系统稳定性,在保证系统无源下引入滑模控制策略。采用扩张状态观测器代替速度传感器,辨识动子速度。仿真结果表明：双线性幅度法能预估不规则波浪主频,扩张状态观测器观测到的速度误差小,所提控制方案能快速响应期望电流变化,准确跟踪期望曲线,鲁棒性强。     

A multi-function grid-connected PV system with reactive power compensation for the grid

According to the theory of instantaneous reactive power, the active and reactive currents of inverter can be regulated by changing the amplitude and the phase of the output voltage of the inverter. Based on this theory, the active power output and the reactive power compensation (RPC) of the system are realized simultaneously at daylight. When the insolation is weak or the PV modules are inoperative at night, the RPC feature of PV system can still be used to improve the utilization factor of the system. The MATLAB simulation results validate the feasibility of the method.     

Photovoltaic solar system connected to the electric power grid operating as active power generator and reactive power compensator

In the case of photovoltaic (PV) systems acting as distributed generation (DG) systems, the DC energy that is produced is fed to the grid through the power-conditioning unit (inverter). The majority of contemporary inverters used in DG systems are current source inverters (CSI) operating at unity power factor. If, however, we assume that voltage source inverters (VSI) can replace CSIs, we can generate reactive power proportionally to the remaining unused capacity at any given time. According to the theory of instantaneous power, the inverter reactive power can be regulated by changing the amplitude of its output voltage. In addition, the inverter active power can be adjusted by modifying the phase angle of its output voltage. Based on such theory, both the active power supply and the reactive power compensation (RPC) can be carried out simultaneously. When the insolation is weak or the PV modules are inoperative at night, the RPC feature of a PV system can still be used to improve the inverter utilisation factor. Some MATLAB simulation results are included here to show the feasibility of the method.     

双馈风力发电系统最大风能追踪控制

在分析风力机功率特性和DFIG运行特性的基础上,通过对双馈机转速控制进行最大风能追踪具体过程的深入研究,提出一种基于最大风能追踪的双馈电机有功、无功功率的解耦控制方法。建立了基于发电机定子磁链定向矢量控制的双馈风力发电系统最大风能追踪系统模型,并利用PSCAD／EMTDC对其进行仿真,结果验证了控制策略的正确性。     

Output power control for large wind power penetration in small power system

Nowadays, wind turbine generator (WTG) is increasingly required to provide control capabilities regarding output power. Under this scenario, this paper proposes an output power control of WTG using pitch angle control connected to small power systems. By means of the proposed method, output power control of WTG considering states of power system becomes possible, and in general both conflicting objectives of output power leveling and acquisition power increase are achieved. In this control approach, WTG is given output power command by fuzzy reasoning which has three inputs for average wind speed, variance of wind speed, and absolute average of frequency deviation. Since fuzzy reasoning is used, it is possible to define output power command corresponding to wind speed condition and changing capacity of power system momentarily. Moreover, high performance pitch angle control based on output power command is achieved by generalized predictive control (GPC). The simulation results by using actual detailed model for wind power system show the effectiveness of the proposed method.     

基于遗传算法的直驱式海浪发电系统最大功率跟踪控制

针对直驱式海浪发电系统在非规则海浪中能量捕获效率较低问题,提出遗传算法控制方案。以规则海浪下发电系统模型为基础,推导出非规则海浪下发电系统输出功率模型。采用遗传算法对参数种群进行选择、交叉、变异、迭代,辨识出符合当前海况的最优发电系统参数,结合空间矢量控制算法实现发电系统最大功率跟踪控制。仿真对比结果表明,该算法能有效提高海浪发电系统能量捕获效率。     

双馈风力发电系统最大风能追踪控制的研究

在分析了风力机功率特性和DFIG运行特性的基础上,通过对双馈机转速控制进行最大风能追踪具体过程的深入研究,提出了一种基于最大风能追踪的双馈电机有功、无功功率的解耦控制方法。建立了基于发电机定子磁链定向矢量控制的双馈风力发电系统最大风能追踪系统模型,并利用PSCAD/EMTDC对其进行仿真,结果验证了控制策略的正确性。     

Energy storage-based power buffering control for photovoltaic power generation system

光伏发电系统输出的最大功率随外界环境变化而波动,无法满足负荷的供电需求,针对该问题,建立了基于储能系统的光伏发电系统结构,介绍了光伏发电系统运行原理,分析了系统功率与直流母线电压的关系,设计了无源式储能系统和有源式储能系统对功率进行缓冲以满足控制目标.仿真结果表明,有源式储能系统较无源式储能系统有更好的功率调节作用,通过双向DC-DC变换器的储放能量自动切换控制,使得光伏发电系统输出的功率与负荷需求功率良好匹配,直流电压稳定.