基于简化FCS-MPC的风电并网逆变器研究

摘要： 三相风力发电并网逆变器的模型预测控制存在大量计算问题,导致控制指令的时间延迟,影响控制系统性能,严重阻碍系统应用。为克服上述难点,提出了一种在线简化有限控制集模型预测电流控制算法。该方法通过坐标变换构建α β坐标下逆变器输出电流的预测模型,利用目标函数对逆变器输出的不同电压矢量进行评估,而无需使用脉宽调制模块。同时,结合电压空间矢量等效变换的原理,引入矢量扇区判断法,进而实现了预测控制过程的在线简化。最后,以带阻感负载三相并网逆变器为控制对象,建立了有限控制集模型预测控制仿真模型,分析了输出电流的稳态与动态性能。仿真结果验证了所提方法的有效性。     

功率前馈的T型三相三电平光伏并网逆变器快速有限集模型预测控制

为加快T型三电平光伏并网系统的动态响应速度,同时避免传统有限集模型预测控制中预测模型和代价函数在线计算量大的不足,在αβ静止坐标系下提出一种功率前馈的快速矢量选择有限集模型预测并网控制方法。该方法在传统电压外环中引入光伏阵列输出功率前馈作为电流内环的参考值;并结合空间矢量脉宽调制(space vector pulse width modulation,SVPWM)思想,只允许接近逆变器输出参考电压矢量的开关状态参与在线计算与评估。通过Matlab搭建系统仿真模型,与未采用功率前馈及传统有限集模型预测进行对比分析。仿真结果表明:采用功率前馈的快速有限集模型预测控制策略在跟踪参考电流、平衡中点电位方面具有良好的静、动态性能。     

光伏离网型SL-qZSI多目标优化排序模型预测控制

开关电感型准Z源逆变器能提高光伏发电系统的可靠性和能量转换效率,其有限集模型预测控制（FCS-MPC）存在多个控制变量,权重系数调整困难,提出一种基于多目标优化排序的光伏离网型开关电感型准Z源逆变器模型预测控制策略。首先根据电感电流的预测值来判断下一个控制周期的状态,若为非直通状态时,分别计算负载电流和电容电压的代价函数,并将其按照从小到大的顺序进行排序,再将这两个排序值进行相加得到排序和,最小的排序和所对应的开关状态将被应用到逆变器的下一周期的开关状态,有效消除了传统FCS-MPC策略的权重系数。仿真分析和实验结果表明,所提控制策略具有良好的稳态特性和动态特性。     

三电平并网逆变器基于有限集模型预测控制的新型谐波抑制策略

有限集模型预测控制应用于大功率并网逆变器能在控制并网电流的同时降低开关频率,然而随着开关频率的降低,并网电流的谐波显著变大.针对这一问题,提出一种带有新型谐波抑制策略的改进型有限集模型预测控制方法,谐波抑制这一目标被添加到有限集模型预测控制的多目标优化过程中,谐波抑制策略是基于三角函数正交性对谐波幅值进行提取来实现的....     

非对称故障下基于模型预测调制函数的光伏逆变器零电压穿越控制方法

针对电网非对称故障下光伏电站在零电压穿越(ZVRT)期间的无功电流响应速度和并网电流谐波含量问题,提出一种基于模型预测调制函数的零电压穿越控制方法。该方法根据电压跌落深度给定正负序旋转坐标系下的指令电流,通过建立αβ坐标下的电流预测模型,对方差评价函数求导算出最小电流误差调制函数,并基于固定开关频率的正弦脉宽调制(SPWM)获取逆变器的驱动信号,从而实现ZVRT。仿真结果表明:与传统的PI控制和有限控制集模型预测控制ZVRT方法相比,该文方法不但可提高系统的动态响应、降低总谐波失真,而且具有运算量小、易于实现的优点。     

基于自适应模型预测算法的光伏并网逆变器无功电压控制策略研究

分布式光伏电源接入电网会引起并网点电压升高,传统无功电压控制方法控制精度低、响应时间长。文章将模型预测控制算法引入到无功电压控制算法中,并加入参数自适应环节,形成自适应模型预测算法。该算法可以很好地适应光伏逆变器,详细阐述了基于自适应模型预测算法的无功电压控制策略实现过程,并给出主要参数的计算方法。通过仿真和实验,验证文章所提出的方法在控制精度和响应速率方面均优于现有算法。     

两级式光伏并网逆变器无差拍控制研究

针对两级式三相光伏并网逆变器的特点,文章采用瞬时功率外环和无差拍控制电流内环的双环控制策略。推导了三相光伏并网逆变器的离散数学模型,外环采取瞬时功率控制方法,省略了传统无差拍电流控制方法中的电流预测环节,简化了逆变器的控制系统。仿真结果表明,在光照导致光伏电池输出功率波动的情况下,该控制策略依然能保证光伏并网逆变器最大限度地输出功率,且并网逆变器的输出电流能够准确、快速地跟踪电网电压,实现了功率因数接近1。     

不平衡电压下并网逆变器的控制策略研究

不平衡电压下并网电流的质量是并网逆变器重要的性能指标。使用不平衡电压下并网逆变器的数学模型和瞬时功率理论,推导出三相平衡电流的参考指令;进而使用基于复矢量滤波器的正负序分离方法得到电网正序电压;最后对多步预测的有限控制集模型预测控制算法(finite control set model predictive control with multi-step prediction,FCS-MPCMSP)进行改进,奇数周期采用传统算法,针对传统算法忽略模型误差的问题采用反馈校正的思想对其进行补偿,偶数周期同时选取最优和次优电压矢量对应的开关状态,再进一步求取2个开关状态中的最优开关状态,减少算法的计算量。仿真和实验结果验证本文算法的有效性。     

一种基于模型预测控制的T型三电平逆变器中点电位平衡控制方法

中点电位的平衡控制是T型三电平光伏并网逆变器系统首要解决的问题。本文建立了T型三电平逆变器的主电路数学模型及负载模型,并分析了中点电位不平衡的主要原因,在传统预测电流控制方法的基础上,研究了一种基于模型预测控制的中点电位平衡控制方法:首先对负载电流进行采样,用采样值计算出预测值,同时检测直流母线中点电流,得到中点电位的偏差值;然后优化由预测电流与参考电流之间的平方误差及中点电位的偏差值构成的性能指标函数,选择使性能指标函数最小的开关状态,在下一个采样周期作用于逆变器,从而实现中点电位的平衡控制。最后采用Matlab/Simulink进行仿真验证,仿真结果表明,该方法具有快速的动态响应,实现了中点电位的平衡控制,且输出了高质量的电压波形。     

基于扰动补偿器与矢量比例积分控制器的单相光伏并网逆变器谐波抑制方法研究

受电网电压畸变等问题的影响,单相光伏并网逆变器输出电流中存在大量谐波,严重降低了该逆变器输出电能的质量。针对上述问题,提出一种基于扰动补偿器与矢量比例积分控制器的单相光伏并网逆变器谐波抑制方法。该方法借助扰动补偿器倍频次谐波的抑制能力实现高频谐波电流的有效补偿,利用矢量比例积分控制器实现工频交流电流的无静差跟踪。文章利用额定功率为5 kW的单相光伏并网逆变器样机进行稳态运行实验。实验结果表明,文章所提出的控制算法能够大幅度降低单相光伏并网逆变器输出电流的总谐波畸变率,从而提升该逆变器的并网电能质量。     

A robust control strategy for combining DCV control with economizer control

Combining demand controlled ventilation (DCV) control and economizer control achieves acceptable and even better indoor air quality with minimum coil energy consumption. The control instability during the transition processes between different control modes are among the major difficulties faced when utilizing economizer control and when combining DCV control with economizer control in applications. A robust control strategy, using “freezing”, gain scheduling, integral term reset and feedback transition control for different transition processes, is developed for addressing these problems. They are evaluated on an air handling unit (AHU) using various simulation tests. The test results demonstrate that the robust control strategy allows stable and robust AHU control.     

模糊控制在直接转矩控制系统中的应用研究

通过实例介绍了模糊控制以及复合模糊控制在直接转矩控制系统中的应用,并以永磁同步电机的模糊控制为例进行了仿真验证,提出了有待进一步解决的问题和发展前景。     

GK1型机车无线遥控微机控制系统

为GK1型机车开发的无线遥控微机控制系统主要由无线遥控器、主控制器、燃油计量系统、面板显示器组成。软件采用模块化结构设计方法,实现了对机车运行特别是恒速运行的专家模糊控制。系统有自动运转、无级遥控、原有操作三种操作方式,增加了加速防空转、保压发车、故障诊断显示、数据记录等实用功能,并能准确进行燃油消耗的计量。系统装车运用后,效果良好。     

基于PC104的控制系统在机车加油控制台的应用

以机车加油控制台为例,系统地叙述了基于PC104总线的加油控制台的系统硬件组成,并介绍了C Builder对硬件的编程。     

An adaptive control scheme for speed control of diesel drivenpower-plants

The performance of an incremental Clarke-Gawthrop adaptive control scheme, suitable for a diesel-engine prime mover, is described. The controller uses a predictor that is derived from explicit estimates of the plant deadtime and time constants. Its performance under speed reference changes and load disturbances has been compared to that of a fixed, tuned proportional-integral (PI) controller. The algorithm is found to operate satisfactorily under different values of droop without any additional complexity of computation being incurred. However, the improvement in plant response due to the adaptive algorithm is somewhat reduced at high droops. The effective improvement due to adaptation is also seen to be reduced under `cold oil' conditions. However, even under such conditions, it is possible to obtain improved response as compared to the PI controller     

基于模糊控制的风电机组独立变桨距控制

在额定风速以上时,通常采用变桨距控制技术调节大型风电机组来稳定其输出功率.由于风力发电系统的数学模型具有高度非线性、多变量、强耦合的特点,风速又具有多变性,因此文章在分析传统的PID变桨距控制技术优缺点的基础上,提出了基于三维模糊自适应PID控制的独立变桨距控制技术,并且引入风速的模糊前馈控制技术.对1 MW风电机组进行仿真,结果表明,在额定风速以上时,该方法不仅能稳定风电机组的输出功率,而且可以减小桨叶的拍打振动.     

Bit pressure control during drilling operation using engineering process control

Proper well control is one of the most important challenges during drilling operations in the oil and gas industry. Engineering Process Control is employed to control bit pressure in the present study. As the main innovation in this study, the reference tracking scenario is utilized for the first time to find the extent to which the controllers can track bit pressure by modifying the reference pressure of different formations in the course of the drilling operation. Overall, the model reference adaptive control is shown to perform better in controlling bit pressure according to some features including the process output tracking criteria, control effort, controller tracking error, and cost functions, in comparison to other controllers.     

Reactive power control of wind farms for voltage control applications

In the last few years, there is a strong trend towards decentralised production and supply, leading to a situation where a growing number of small and medium size producers will be connected to energy networks. But at the same time, the power quality of the generation must be ensured and this means that the electrical parameters of the distribution network have to be maintained within their upper and lower limits. Therefore, new problems related to the management and operation of energy transfer and distribution and to the efficient distribution of renewable energy in the grids are actually arising. Hence, it is reasonable to think that dispersed generation (wind energy generation in this paper) should start to take part in the control of electric variables, and in particular, in reactive power control which is directly related to the voltage level control of distribution networks. This paper presents a control strategy developed for the reactive power regulation of wind farms made up with double fed induction generators, in order to contribute to the voltage regulation of the electrical grid to which farms are connected.     

微机控制技术在试车锅炉控制系统上的应用

叙述了锅炉控制系统的工作原理,提出了锅炉控制系统的基本设计思路和各个环节控制实现方法。更新后的锅炉采用微机控制技术,锅炉效率、运行稳定性、自动化程度、安全环保等方面都有极大提高。