永磁同步直线电机无模型电流控制

为改善永磁同步直线电机的动态响应性能,提高电机控制系统的鲁棒性,针对传统永磁同步直线电机PID控制方法中参数不确定性导致的控制不稳定问题,提出一种无模型电流控制方法.该文基于超局部模型设计永磁同步直线电机控制系统的无模型电流控制器,分别搭建PID控制和无模型电流控制系统,在此基础上进行稳态运行、负载突加减和电机参数摄动的仿真及实验对比.结果表明,所提方法改善了永磁同步直线电机控制系统的动态响应性能,对电机参数不确定性具有较强的鲁棒性.     

直流断线故障下海上风电经柔性直流送出系统的暂态特性

断线故障为常见的直流故障类型之一,研究该场景下海上风电经柔性直流送出系统的暂态响应特性对于系统的保护方案设计有着重要参考价值。首先,分析了直流母线正极断线故障下短路电流产生机理,推导了非故障极短路电流表达式,并分析了接地阻抗参数对该短路电流特性的影响。其次,研究了故障期间风电场侧与电网侧换流站交直流侧暂态电压演变特性。研究表明:故障期间风电场侧直流电压与其有功输出正相关,且两端换流站交流阀侧电压产生了一对大小相等、方向相反的直流偏置分量;此外,采用较大的接地阻抗参数可有效降低短路电流对系统运行性能的影响。最后,基于PSCAD/EMTDC仿真平台搭建了全系统的电磁暂态仿真模型,通过仿真验证了暂态特性分析的正确性与参数选择的合理性,对于大规模海上风电经柔性直流系统并网的规划设计具有一定的指导意义。     

功率双向流动时背靠背变流器稳定性分析

背靠背变流器作为区域电网互联的关键器件,其自身稳定性是保证电网间稳定运行的重要前提。文章主要从变流器直流端阻抗的角度研究了功率双向流动时背靠背变流器稳定性问题,分析显示背靠背变流器直流端在功率正向传输的稳定性劣于功率反向运行。针对功率双向运行对系统产生的稳定问题,提出在逆变器中引入直流电流内环控制从而对逆变器直流/交流端阻抗进行重塑校正,使得直流端输入阻抗由原本在低频段的负阻抗变为感性阻抗特性,从而提高了背靠背变流器运行的稳定裕度。最后,在Matlab/Simulink仿真平台建立背靠背变流器系统进行仿真验证,结果验证了理论分析及所提控制方案的可行性。     

三角转子膨胀机在跨临界CO2制冷循环中的应用分析

在高压比跨临界CO₂制冷循环中,采用膨胀机替代节流元件对提高循环效率有较大的潜力。分析了以三角转子机械作为膨胀机的运行机理,对三角转子膨胀机的工作过程进行计算和分析,并从形状因子、转子型线、进气角度、偏心距和轴距系数入手,讨论了影响三角转子膨胀机的影响因素。在设定情况下,使用三角转子膨胀机可以通过将10 MPa、313.15 K的超临界CO₂膨胀至3.49 MPa、273.69 K,并将制冷系数提高23.7%。形状因子和进气角度是影响膨胀机运行效果的主要因素,需选取适当的参数来提高效率。     

基于自适应高增益观测器的永磁同步电机预测电流控制方法

针对永磁同步电机(permanentmagnetsynchronous motor,PMSM)预测控制系统的模型失配、时变矩阵及观测器增益选择问题,提出基于自适应高增益观测器的预测电流控制方法(predictive current control based on an adaptive high-gain observer,AHGOPCC)。通过构建PMSM的前馈型扩张数学模型,集成考虑电机电阻、电感、磁链参数扰动项。提出基于前馈型扩张标称数学模型的高增益观测器,有效跟踪和估计电流与扰动状态及抑制转速变化引起的扰动。同时,设计自适应观测器增益矩阵满足全速工况的高增益条件,简化观测器的增益选择。在此基础上,构建离散化电流模型和成本函数,实现预测电流控制算法。实验结果证明了该方法的有效性,在多种工况下具备更优的快速性、鲁棒性及稳定性。     

面向高压直流输电的电流源型主动换相换流器研究综述

采用自关断功率半导体器件的电流源型主动换相换流器(actively commutated converter,ACC)具有有功与无功功率可解耦、不存在换相失败、无需大量储能电容等特点,在高压直流输电领域具有较好的应用前景。该文针对适用于高压直流输电(high voltage direct current,HVDC)的ACC功率半导体器件及其均压方法、电路拓扑、调制方法、功率特性、控制策略、故障及保护方法等进行调研和分析。结合具体实例,将ACC与现有HVDC的2种换流器,即电网换相换流器(line commutated converter,LCC)和模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)进行对比分析。同时,对ACC的潜在应用、存在的问题以及发展的方向进行总结和归纳。     

零磁通电流互感器二次信号现场模拟方法

作为高压直流控制保护系统最重要的采样通道之一,零磁通电流互感器所测量得到的数据是高压直流输电的控制、保护和测量最关键的信息和可靠的凭证.现有的零磁通电流互感器二次信号现场模拟方法缺乏.提出了一种易于实施的零磁通电流互感器二次信号现场模拟方法,可满足控制、保护对零磁通电流互感器采样通道的准确度和广度测试需要.所提方法在(特)高压直流输电工程开展了零磁通电流互感器采样通道现场模拟测试,验证所提方法有效性.     

基于直流三电平多模块并联充电装置研究

此处介绍了一种基于降压式直流三电平的新型有轨电车多模块并联的充电装置研究,采用多并联移相交错技术可有效地降低输出电流纹波,并对多并联模块的飞跨电容电压均压控制进行研究,同时采用有效控制技术提高了多模块并联的均流性.在PSCAD中搭建仿真模型,对多模块并联时的控制效果进行仿真验证.     

四桥臂APF虚拟矢量模型预测电流控制

模型预测电流控制(MPCC)由于具有良好的动态性能而被应用于有源电力滤波器(APF)中.针对传统MPCC跟踪误差大的问题,应用一种虚拟矢量MPCC,并在此基础上进行优化.为减小开关损耗,对脉冲宽度调制过程中构成虚拟矢量的基矢量的作用顺序和其中零矢量的选取进行优化,离线计算出基矢量的作用时间.为减少滚动优化次数和程序运行时间,提出一种矢量区域划分方式,寻优前对参考电压矢量进行预测并对其所在区域进行判断.为解决控制过程中直流侧电压变化引起的问题,对直流侧电压进行拉格朗日插值预测.最后通过仿真和实验验证了该控制方法的有效性.     

改进的双向储能变流器多模式运行控制方法

研究了双向储能变流器(PCS)的控制,对变流器的拓扑结构以及控制方法都进行了改进.双向PCS采用两级式拓扑,前级为两相交错并联的DC/DC变换器,后级为T型三电平DC/AC变换器.在此研究了DC/DC变换器和DC/AC变换器在离网和并网两种模式下的控制策略.为提高系统的稳定性及动静态性能,在DC/DC变换器中引入载波移相和功率前馈环节,研究了DC/AC变换器的中点平衡和谐振抑制策略,并对传统的电网同步方法和电流控制器进行了改进.最后,研制了一台10 kW的实验样机对系统的稳态和动态性能进行了测试,验证了所提控制策略的有效性.