Reduced order H∞ TCSC controller & PSO optimized fuzzy PSS design in mitigating small signal oscillations in a wide range

This paper proposes hybrid control schemes for compensation of parametric and non-parametric uncertainties arising in modern power systems. The robust loop shaping design procedure considering non-parametric uncertainty term is used to design H_∞ TCSC. To further enhance steady state stability, and consider the effect of parametric uncertainties occurring due to variation in loading conditions, robust TCSC is supplemented with three types of PSS i.e. PSO-PID PSS, PSO Mamdani FPSS and PSO TS FPSS. PSO is used to optimize the parameters of PID based and Fuzzy type PSS. The proposed hybrid control schemes are found to compensate uncertainty well by stabilizing the power system over whole parametric uncertainty range. However, the proposed hybrid controller involving robust TCSC and PSO-Takagi–Sugeno FPSS shows best performance with enhanced steady state stability among all schemes. Also the T–S FPSS performs better as compared to Mamdani FPSS.     

储能电容电压输出电流双环控制准Z源逆变器

此处深入研究了一种新颖的单级电压型准Z源逆变器的储能电容电压输出电流双环控制策略,得到了重要结论,给出控制系统的设计步骤。1 kVA,90~110 V/220 V,50Hz逆变器仿真和原理实验结果表明,该逆变器具有单级功率变换,升压比大,变换效率高,储能电容电压稳定,并网电流质量高等优点。     

改进的STATCOM相内直流电容电压平衡控制策略

在三角形接线方式下,分析级联H桥变流器静止同步补偿器(STATCOM)直流侧电容电压稳态数学模型,重点研究电压内环对直流侧电容电压控制的影响。同时,分析不加电压内环与传统电压内环的控制策略。在此基础上,提出利用变流侧电流反馈来叠加误差信号,以实现每个H桥调制波微小的移相,省去了锁相环,算法简单易行。仿真实验证明:在STATCOM补偿无功与谐波电流时,该策略都能使各H桥直流侧电容电压达到很好的平衡,稳态误差小。最后,搭建了电压660V、容量300kvar的试验样机进行补偿特性分析,试验结果表明该策略的正确性与有效性。     

电容换相换流器串联电容补偿度优化研究

为了探究电容换相换流器中串联电容的取值问题,建立了电容换相换流器(capacitor commutated converter,CCC)的稳态模型,并利用Matlab软件进行数学分析,探讨了串联电容补偿度与串联电容电压、阀电压、阀峰值电压、直流电流、换相重叠角、触发角、视在熄弧角和实际熄弧角之间的关系,最终给出合适的串联电容补偿度的取值范围并进行仿真验证。研究结果表明:补偿度的取值上、下限分别由阀峰值电压和实际熄弧角决定,其中阀峰值电压为主要限定因素;补偿度的可选范围涵盖欠补偿、全补偿和过补偿3种状态,且全补偿状态下CCC系统不会发生串联谐振;得出强受端系统下补偿度的可选范围为[0.92,1.4],而弱受端系统补偿度的可选范围为[0,1.08]。     

∏型接线滤波电容器组不平衡电流保护判据及定值

介绍了∏型接线的高压直流滤波电容器组不平衡保护原理和整定值计算方法。提出在部分电容器单元故障后,以滤波器的失谐度和剩余完好电容器单元上的过电压水平作为保护计算的依据。给出电容器单元或者元件故障后不平衡电流保护整定值计算公式。分别对内熔丝型电容器和无熔丝型电容器进行了分析,分析了部分不平衡电容器保护动作行为,并与计算结果进行了比较。     

储能型功率补偿系统的控制及其储能元件参数设计

为优化柴油发电机组(diesel generator,DG)的动态输出电能质量,将包含超级电容(super capacitor,SC)的储能型功率补偿系统(storage energy-power compensation system,SE-PCS)与DG相并联共同为负载供电。提出用于SE-PCS的基于e指数函数的动态参考有功功率生成方案。在负载突变时,由SE-PCS按照e指数函数短时输出有功功率以提高DG的动态输出性能。给出了e指数函数的初值、时间常数以及SC容值的设计原则。进一步分析了SC内阻对SC输出电压范围的影响,进而给出了新的保持SC输出电压范围不变的SC容值设计原则,以保持系统的安全可靠运行。相应的仿真结果证明了所提出的方案、控制策略及参数设计原则的正确性和有效性。     

新型开关电容双向DC-DC变换器设计

BUCK-BOOST双向变换电路是DC-DC变换中常用电路,但其变压比不高,限制了该电路的一些应用和发展。开关电容DC-DC变换电路可以实现倍压双向变换,并且具有集成度高、EMI影响小的优点,但是电压调整性差。将BUCK-BOOST双向变换电路与开关电容电路有机的结合在一起,提出了实现高压比、输入输出电压范围广、效率高、精度高和集成度高的双向变换电路。     

高压MMC变换器低频运行特性分析及控制方法

针对模块化多电平变流器(MMC)应用于6 k V/10 k V高压电力传动系统中存在低频电压波动问题。分析建立了MMC拓扑数学模型及其多电平工作机制,重点推导了各桥臂子模块电容电压波动规律,并指出MMC拓扑应用于高压风机、水泵等调速领域的可行性。在此基础上,提出了一种基于高压高频信号注入的MMC多电平变换器低频调制方法,搭建了1台3.2 k W的MMC实验样机进行方法的可行性与高效性验证,实验结果表明所提方法可以有效地降低MMC拓扑桥臂电容电压波动,提升MMC拓扑电机负载的低频段运行性能。     

SOA结合模拟退火算法优化电容器配置研究

为了应对近年来不断增加的电力系统负荷,对配电网的电容器进行配置优化是十分必要和重要的,提出了一种SOA结合模拟退火算法运用到IEEE 33节点配电系统,并对电容器进行优化配置,建立相应的电容器优化配置模型。仿真结果表明,SOA结合模拟退火算法对于此类问题的求解具有一定的可行性及有效性,为电容器的优化配置以及缓解电力负荷提供了理论基础。     

链式STATCOM直流电容电压均衡控制策略

针对链式STATCOM直流侧电容电压不平衡问题,从功率的角度分析了基于电压矢量叠加原理的电容电压均衡控制策略,提出了一种基于比例积分控制器的矢量叠加方法,从控制系统上将链式STATCOM分为上层功率控制、相间电容电压均衡控制和同相模块间电容电压均衡控制;再从原理上消除了直流电容电压稳态误差,使得各链节直流电容电压不仅稳定,而且相等;最后在Matlab/Simulink环境中建立了链式STATCOM三层控制系统模型,并进行了仿真。仿真结果证明了直流电容电压均衡控制策略及三层控制系统模型的正确性及可行性。