孤岛模式单相光伏并网逆变器自抗扰控制策略

为抑制光伏并网逆变器在孤岛模式下的扰动,提高系统的抗扰动态性能,文章设计了一种改进的单相微网逆变器自抗扰控制器。该控制器基于系统扰动模型,设计同步旋转坐标系下逆变器的自抗扰控制参数,并分析逆变器对负载扰动的动态抑制性能。最后利用dSPACE搭建相应的仿真试验系统,仿真和试验结果表明,所提控制策略能有效抑制扰动,提高了系统的抗扰动态性能。     

基于滑模观测器的LCL型并网逆变器鲁棒预测控制研究

针对常规LCL型并网逆变器的有限控制集模型预测控制（FCS-MPC）参数鲁棒性差的问题,提出一种基于滑模观测器的LCL型并网逆变器鲁棒预测控制方法。首先,分析了参数变化对常规LCL型并网逆变器电网电流预测控制的影响;然后,根据超局部建模理论建立LCL型并网逆变器的一阶超局部模型,使用滑模观测器对系统的集总扰动进行估计,提高系统控制的动态性能,实现并网电流的鲁棒预测控制;最后,通过搭建Typhoon602+仿真器和PE-Expert4控制器实验平台验证了所提方法的有效性。     

基于双闭环策略的光伏并网逆变器鲁棒H_∞控制

光伏并网系统中,为了抑制逆变器参数不确定和外界干扰对输出电能的影响,提出了鲁棒双闭环控制策略。首先设计电压环线性化自抗扰鲁棒控制器,以稳定直流侧母线电压;其次建立系统电流环的广义参数不确定模型,并利用LMI设计了电流环鲁棒H∞控制器,实现对逆变器有功电流和无功电流的精确控制。通过仿真与传统PI控制方法进行比较,验证了该控制策略可以有效地消除模型不确定因素和外界扰动对系统输出性能的影响,增强光伏并网系统的鲁棒稳定性。     

弱电网下光伏并网逆变器的数字H∞鲁棒控制器设计

针对弱电网下光伏并网逆变器可能发生的失稳现象,提出一种光伏并网逆变器的数字H_∞鲁棒控制器设计方法。首先建立传统控制策略下光伏并网逆变器的控制模型,并分析其在弱电网条件下的稳定性。为了提高LCL型光伏并网逆变器对电网阻抗变化的鲁棒性,考虑数字控制延时的影响,通过建立离散域下光伏并网逆变器的标准H_∞控制模型,并设计加权函数,求得光伏并网逆变器的数字H_∞控制器。与传统的双闭环控制策略相比,理论分析与仿真和实验结果均表明,所设计的数字H_∞控制器可显著增强弱电网条件下光伏并网逆变器的稳定性。     

蒸汽发生器水位控制器的多目标GA和静态H_∞回路成形优化设计

提出了一种基于多目标遗传算法和静态H∞回路成形综合的给定结构鲁棒控制器设计方法,采用该方法设计了低负荷下蒸汽发生器水位的比例微分串联滤波器型控制器,并进行了水位给定值阶跃变化、蒸汽流量阶跃扰动和给水压力波动下控制系统响应的仿真试验.结果表明:所设计控制系统的鲁棒稳定性和鲁棒性能优于其他3种基于H∞回路成形的控制器设计方案;所得控制器在给定值阶跃变化、给水和流量扰动下均能保持较好的控制品质,具有良好的鲁棒性.     

基于EIO光伏并网逆变器非奇异快速终端滑模控制设计

为了减小外界干扰和系统参数的不确定性等因素对光伏并网逆变系统的影响,文章提出了基于非奇异快速终端滑模控制的光伏并网逆变器控制策略。设计了基于等价输入观测器的光伏并网逆变器干扰项补偿器,推导了在参数不确定和外界干扰情况下的逆变器的反馈控制律。仿真结果表明,采用扰动观测器与非奇异快速终端滑模控制相结合的策略,增强了系统的鲁棒性,提高了跟踪精确度,系统具有良好的动态性能。     

基于复合控制的三电平逆变器驱动PMSM的MPTC

针对三电平逆变器驱动永磁同步电机(PMSM)系统,提出基于复合控制的模型预测转矩控制策略(MPTC)。为减小转矩和磁链脉动,提高系统的控制性能,给出系统的MPTC方法。为克服扰动负载转矩的影响、增强系统的鲁棒性,分别设计负载扰动扩展观测器和基于幂函数的滑模转速调节器,在此基础上构造出复合控制器。通过对比基于PI转速调节器的三电平逆变器驱动系统与基于复合控制的三电平逆变器驱动系统,所提出的基于扰动负载观测器与改进滑模趋近律的复合控制策略能使PMSM稳定高效运行,并减小转矩脉动和三相定子电阻电流的THD值。仿真结果验证该方法控制的电机系统可稳定运行,进而验证该策略的正确性和有效性。     

低压微网逆变器孤岛运行控制策略研究

低压微网系统中的逆变器孤岛运行时,由于失去电网电压和频率的支撑,逆变器的控制变得困难。在负载突变情况下,容易引起微网交流母线电压和频率幅值的波动,导致微网系统无法提供可靠的电能;当逆变器并联处于孤岛运行时,微网系统要求各台逆变器能够按各自容量实现功率精确分配,同时还应具有较快的动态响应能力。针对以上问题,文章逆变器的外环控制采用改进功率下垂系数调节的电压PI控制、内环采用瞬时电流PR双闭环控制,保证负载突变时具有较快的动态响应速度和无稳态误差控制。仿真结果验证了文章控制策略的可靠性。     

带负载观测的感应电机动态分数阶滑模控制

为提高感应电机矢量控制性能,根据积分滑模控制和分数阶微积分理论,提出动态分数阶滑模控制方法。针对负载扰动问题,设计负载转矩滑模观测器,将负载观测值反馈到动态分数阶滑模控制中。通过Lyapunov定理证明所设计的控制器和观测器的稳定性和收敛性。仿真实验表明:负载观测器能准确观测负载转矩,带负载观测的动态分数阶滑模控制具较好的动态性能,对负载扰动有较强的鲁棒性,并有效抑制了滑模控制的抖振。     

电子节气门开度鲁棒自适应控制器设计

为解决电感和负载转矩扰动对电子节气门鲁棒自适应控制的影响,将电感的影响等效为未知常值电压,将负载转矩扰动的影响等效为白噪声,建立电子节气门动态方程,并基于李亚普诺夫函数设计电子节气门开度鲁棒自适应控制策略。以某电子节气门为例,在电子节气门控制仿真系统中依次输入常数信号、阶跃信号、正弦信号,分别模拟汽车匀速行驶、急加速、连续变速3种工况,进行数值仿真验证。结果表明：该控制策略可将电感和负载转矩扰动对电子节气门开度控制精度的影响控制在抑制水平内;3种工况下节气门开度均能快速、精确地跟踪目标开度,且达到稳态后跟踪误差基本维持在0°附近。     

基于电流预测的微网下垂控制策略研究

针对微网孤岛模式下逆变器输出阻抗差异性导致功率分配不均的现象,提出一种基于电流预测的下垂控制策略。基于逆变器输出电流变化,建立电流预测模型,采用模型预测控制方法预测电流并优化控制参数,有效减小微网孤岛模式下由于负荷扰动造成的电压、频率振荡。通过仿真计算验证了所提出的电流预测下垂控制策略的正确性和有效性。     

一种协调控制系统参数的鲁棒整定方法

对某330MW机组简化非线性动态模型进行线性化后，利用环路成形H∞方法设计鲁棒控制器。通过遗传算法寻优发现。性能指标较好的鲁棒控制器分布在一特定空间内，将鲁棒控制器分解为控制阵和解耦阵，发现其解耦的原则是：在汽轮机调门扰动时要尽快补充锅炉燃料量并保证机前压力不发生过调。按此原则设计简单的单向解耦，并采用工程方法整定PID控制器，其传递函数同鲁棒控制器低阶项极为相似。仿真实验证明，按此方法设计的协调控制系统具有较好的动态特性和鲁棒性。     

储能飞轮径向磁轴承的H∞鲁棒控制器

磁轴承已广泛应用于飞轮储能技术中,但磁轴承建模时存在不确定性问题,采用常规方法整定的控制器难以保证其优良的稳定性和抑制扰动能力。研究基于状态空间的径向磁轴承参数不确定H∞控制,运用于磁轴承状态反馈控制器设计中,并借助于MATLAB仿真工具给出了不同情况下H∞控制的仿真波形。研究结果表明:在所考虑的刚度参数不确定性范围内,基于H∞理论的控制器具有较好的稳定性、鲁棒性和抑制扰动能力。     

基于H_2/H_∞混合优化的大型风电机组变桨距鲁棒控制技术研究

基于线性矩阵不等式(LMI)设计多目标鲁棒H2/H∞状态反馈变桨距控制器,并通过极点配置,保证闭环系统的动态和稳态性能。变桨距控制器设计时充分考虑了减缓传动链疲劳载荷,达到减小机组关键部件载荷的目的。使用FAST软件进行仿真,仿真结果表明新型控制策略可有效平稳风电机组输出功率并降低机组疲劳载荷,实现了优化H2/H∞鲁棒控制性能。     

面向新型配电系统电压支撑的微电网供电性能提升控制策略

在微电网与传统电网构成的新型电网中,为了满足用户侧电能质量要求,提升交流微电网逆变器输出电压的抗干扰能力和暂态响应速度,文章提出了一种结合线性二次最优控制的扰动残差生成器性能提升控制结构。首先,基于三相逆变器模型建立了二次型最优控制器;其次,根据二重互质分解和尤拉参数化理论,得到基于扰动残差生成器的性能提升控制结构的参数化形式;再次,根据最优控制器模型结构设计二次补偿控制器,抑制补偿控制器所造成的二次扰动;最后,根据用户侧电能质量要求设计了负载投切、三相不平衡以及非线性负载多种实验,验证文章所提控制策略的有效性。     

多逆变器并网稳定性分析

随着微网的快速发展,光伏渗透率逐渐增高。在多逆变器并网情况下,常采用电容电流反馈的虚拟阻尼方法来抑制谐振并网时产生的谐振。文章基于多台逆变器并网的闭环阻尼模型,分析了并网逆变器在硬件相同但软件参数不同情况下的多逆变器并网谐振阻尼特性,并采用传递函数闭环零极点的变化轨迹分析阻尼系数对多逆变器并网系统稳定性的影响。最后利用Matlab/simulink软件对所提出的控制策略进行了仿真,仿真结果表明,所提出的控制策略能保证系统的稳定性,并且有效地抑制并网谐振。     

交直流混合微电网接口变换器改进型双向下垂控制策略

针对交直流混合微电网双向接口变换器(bidirectional interface converter, BIC)采用双向下垂控制存在惯性小、阻尼低等问题,提出一种适用于BIC的改进型双向下垂控制策略。通过改进有功环,引入惯性环节和限幅系数不仅能够给系统提供惯性,减小负荷波动对交流母线频率和直流母线电压的影响,改善交、直流子网间功率传输的动态响应,还能提高交直流混合微电网的抗干扰特性和动态响应特性。通过在电流环引入非线性干扰观测器,可以抑制负荷功率的瞬态波动,抑制外部功率扰动下母线电压的波动幅度。分析了关键参数对系统稳定性的影响,采用PSCAD/EMTDC仿真验证了所提控制策略的正确性和有效性,并针对不同控制策略下负载变化时交流频率和直流电压的动态响应以及功率传输的动态响应进行了对比分析,得出了所提控制策略的优越性。     

受扰分数阶直驱风电机组混沌运动的H∞鲁棒控制

针对含有负载扰动的非线性分数阶直驱永磁同步风力发电机组(D-PMSG)存在混沌现象，提出一种抑制混沌运动的新型H∞鲁棒控制方法。在非线性D-PMSG混沌模型下，验证负载扰动会导致D-PMSG呈现混沌现象。采用Takagi-Sugeno(T-S)模型建立受扰分数阶D-PMSG模糊混沌模型。基于并行分布补偿(PDC)控制理论，提出一种新型模糊状态反馈H_∞鲁棒控制器设计方法。利用分数阶Lyapunov稳定性理论，依据Schur补引理和合同变换，以线性矩阵不等式(LMIs)形式推导出D-PMSG系统Mittag-Leffler稳定的充分条件。Matlab仿真结果表明，该控制器在分数阶阶次变化和外界负载扰动随机变化情况下具有良好的控制性能和较强的鲁棒性。     

微网孤岛模式下逆变器双闭环控制策略

微网系统孤岛运行时,失去电网电压和频率的支撑,传统的单闭环电压控制已经无法满足对逆变器的有效控制。文章在传统单闭环电压控制的基础上,加入电流内环,采用电压预同步控制,对交流母线电压和频率有效控制,减小逆变器输出电流对电网的冲击。引入电容电流前馈解耦,保证逆变器输出功率实时满足不同负载的功率变化,提高了系统带感性负载时的稳定性。通过仿真分析,该控制策略实现了交流侧母线电压和频率的稳定,且系统带不同负载时,逆变器具有较好的动态响应性能,验证了该控制策略的有效性和正确性。     

基于分布式平滑控制的光伏群输出功率控制研究

针对单相并网光伏发电系统不确定性扰动难以准确估计和抑制的问题,提出一种基于不确定性估计器和扩张状态观测器的新型控制策略,在抑制未知扰动的同时提高光伏发电系统的电能质量。而后在此基础上,针对光伏群输出功率的控制,提出一种具有通信鲁棒性的分布式平滑控制方法。根据实验和仿真结果可知,基于UE-ESO的单相光伏并网逆变器控制方法能够提高单台光伏发电系统的稳态性能,基于DSC的PVC输出功率控制方法能够实现光伏群输出功率的有效控制。