考虑风电功率预测的分散式风电场无功控制策略

分散式风电接网模式可以解决集中式并网限电等问题,但对配电网传统运行模式带来挑战。为解决其经济稳定运行难题,提出了一种包含无功预测、无功整定、无功分配的三层新型分散式风电场无功协调控制策略。其中,无功预测层利用物理和统计方法组合预测单台机组未来无功输出能力;无功整定层针对有无无功补偿设备,提出风电机组基于电网无功缺额降出力的自身补偿和多时间尺度协调离散补偿设备、静止无功发生器(SVG)与风电机组共同补偿配电网无功需求方法;无功分配层基于风电功率预测无功功率信息,考虑风速波动性,按照优先级动态筛选风电机组,调节其输出功率以跟踪无功补偿指令。工程算例证明了所提策略可以有效提高电压支撑能力,减小风电场损耗。     

基于单机最优功率曲线拟合的多场景风电功率预测方法

风的时变和间歇性制约风电与负荷的实时能量平衡,准确的功率预测有助于风能成为可调度能源。针对风电不确定性问题,提出了基于单机最优功率曲线拟合的多计算流体力学(CFD)场景风电功率预测方法。首先,离散求解大气物理运动方程,并建立能反映风电场流体分布的CFD加速比矩阵。其次,针对风轮旋转尾流效应,提出了参考风轮推力系数的自由与带有激盘模型流场的变权重CFD组合预测。最后,提出了一种利用经过尾流修正风电机组自身风速计数据的迭代风电功率曲线拟合方法,以贡献率为判断指标,迭代剔除坏点并拟合单机最优功率曲线。实际算例结果证明所提方法可以有效提高功率曲线拟合和预测精确度。     

计及风电消纳的源-荷-储环保经济型调度策略

为减少电力行业造成的环境污染、提升风电消纳比例,文章建立了考虑电力行业污染的电力系统日前调度模型。首先,依据热电联产机组及火电机组的燃料成本计算SO2,NOx,CO2排放量,并对其直接释放征收排污费用。然后,建立以总成本最低为目标的调度模型,综合考虑储能、储热装置的运行成本和投资成本、需求响应的激励成本以及弃风惩罚。最后,在保证系统安全、可靠基础上,通过遗传算法优化各个单元的有功功率。仿真结果表明,与不考虑环境成本的源荷储调度模型相比,CO2,SO2和NOx排放量分别减少14 944.07,48.85和42.54 kg,风电消纳比例提升10.60%。     

自适应变结构永磁同步直线电动机直接推力控制

和矢量控制相比,永磁直线同步电动机直接推力控制具有快速和鲁棒性特点.由于经典直接推力控制在电机参数变化和负载扰动影响下会产生推力波动,严重影响系统性能,为改善系统性能,采用一种新颖的自适应变结构控制器控制动子磁链和推力.计算出动子电压矢量,根据空间矢量调制(SVM)控制逆变器的开关频率.整个控制系统经仿真验证,证明在动子参数变化和负载扰动的影响下,系统具有平滑、快速的动子速度和推力响应.     

基于多模态步行意图识别的助行机器人柔顺控制

在辅助行走或步行康复训练过程中,助行机器人在紧密跟随人体步态的基础上,准确识别异常行为是人机交互的重要研究内容。为此,提出一种兼具通用性、鲁棒性与便捷性的非接触式多模态步行意图识别方法,能够准确识别多种步态并柔顺地控制机器人运行。首先,分析了步行辅助机器人和步行康复训练机器人的结构、功能与运动学模型,建立了内嵌式机载步态信息检测系统,从而准确描述步态变化规律;其次,为有效解决标志点丢失问题,提出了一种新型的扩展集员滤波算法来精确估计膝关节角度;最后,通过引入用户步态信息,建立了一种基于步态补偿的柔性控制方法并进行了实验研究。实验表明,提出的算法能够在有效克服标记点丢失的情况下,准确识别交互过程中的正常步态,并柔顺地控制机器人运动,同时对跌倒和拖拽步态进行有效识别,识别率分别达到91.3%和89.3%。该非接触式步态意图识别方法可以应用于具有类似结构的助行器及其日常助行与康复训练场景。     

T-S模糊系统的改进型H_∞控制器

为了研究T-S模糊系统的H∞控制问题,提出了一种T-S模糊系统的改进型二次稳定条件.与已有的相关结论相比,该条件进一步考虑到模糊子系统之间的相互关系,并将其表示为一系列线性矩阵不等式,因此,具有更小的保守性.以改进型二次稳定条件为基础,给出T-S模糊系统H∞控制器存在条件,控制器参数可以通过求解一组线性矩阵不等式获得.仿真计算结果表明,所提方法是有效的,同时比已有方法具有更广的适用范围.     

基于观测器的不确定T-S模糊系统鲁棒镇定

为带有参数不确定性的T-S模糊控制系统提出了新的基于观测器的鲁棒输出镇定条件. 该条件用来设计模糊控制器和模糊观测器. 为了设计模糊控制器和模糊观测器, 用T-S模糊模型来表示非线性系统, 并运用平行分布补偿观念. 充分条件基于二次Lyapunov函数, 通过将模糊系统的鲁棒镇定条件表述为一系列矩阵不等式, 比以往文献中列出的条件具有更小的保守性. 该不等式为双线性矩阵不等式, 可分两步骤先后解得使T-S模糊系统镇定的控制器增益和观测器增益. 最后, 通过对一个具有不确定性的连续时间非线性系统控制的例子证明了提出方法比以往方法更宽松.     

基于空间矢量调制和滑模变结构的永磁直线电机直接推力控制

对永磁直线同步电机(PMLSM)基于空间矢量调制和滑模变结构直接推力控制系统进行仿真和实验分析.提出了两种基于空间矢量调制技术的控制方法,利用预测思想和PI推力调节器控制下一周期磁链,采用滑模变结构控制器控制定子磁链和推力.仿真结果表明,两种基于空间矢量调制的控制系统不仅可以获得与传统直接推力控制一样的快速响应特性,而且可以明显减小动子磁链和推力脉动.采用滑模变结构控制器对由动子电阻变化而引起的动子磁链观测角度误差有较强的鲁棒性.最后基于TMS320LF2407的实验平台实现了传统直接推力控制与滑模变结构控制.仿真和实验结果表明控制系统的性能优越.     

基于虚拟惯量和频率下垂控制的双馈风电机组一次调频策略

针对双馈风电机组(DFIGs)不具备调频控制能力的问题,设计DFIG一次调频控制策略,实现了DFIG参与电网一次调频。研究DFIG功率控制原理和频率响应过程,并考虑虚拟惯量、频率下垂控制对应的响应时间尺度不同,提出基于虚拟惯量和频率下垂控制的DFIG一次调频策略,增强了DFIG应对频率变化时的暂态和稳态功率调节能力。基于RT-LAB软件搭建了DFIG频率响应控制的半实物仿真平台,仿真与实测结果验证了该方法能够有效提高DFIG电网频率适应性。     

永磁直线同步电机推力扰动抑制仿真

当前永磁直线同步电机(PMLSM)推力扰动抑制算法的高复杂度导致了伺服系统调节响应速度的滞后性,在高响应速度要求的情况下成为了不可忽视的问题.为解决上述问题,在对PMLSM进行了动态带载电磁场有限元分析的基础上,采用分数槽设计削弱了齿槽效应并提出了基于灰色预测理论(GM)的PMLSM推力预测前馈控制策略,提高了推力补偿调节响心速度.仿真结果证明:所提出的控制策略有效地提高了PMLSM伺服动态调节响应速度和运行精度.