基于改进PSO算法的FESS的PI参数优化

提出了一种改进粒子群优化（IPSO）算法用于FESS的PI控制器的参数优化设计。IPSO算法通过混沌初始化、迭代中加入混沌扰动和自适应调整惯性权重系数来克服传统PSO算法效率低、易陷入局部极值和算法早熟等缺陷。基于IPSO算法,以ITAE指标最小为目标函数对FESS的PI控制器参数进行优化,并以FESS接入四机系统为例,通过非线性仿真验证了优化结果的有效性,并通过与其他优化方法比较,得出IPSO具有更好的优化性能的结论。     

基于改进PSO算法的FESS的PI参数优化

提出了一种改进粒子群优化(IPSO)算法用于FESS的PI控制器的参数优化设计.IPSO算法通过混沌初始化、迭代中加入混沌扰动和自适应调整惯性权重系数来克服传统PSO算法效率低、易陷入局部极值和算法早熟等缺陷.基于IPSO算法,以ITAE指标最小为目标函数对FESS的PI控制器参数进行优化,并以FESS接入四机系统为例,通过非线性仿真验证了优化结果的有效性,并通过与其他优化方法比较,得出IPSO具有更好的优化性能的结论.     

多机系统中飞轮储能系统稳定器与PSS的协调优化

为消除飞轮储能系统（flywheel energy storage system,FESS）稳定器与电力系统稳定器（powersystemstabilizer,PSS）间可能存在的相互负影响,提出将加入混沌算法和模拟退火思想的改进粒子群优化算法（improvedparticleswarmoptimization,IPSO）用于协调优化FESS稳定器与PSS参数。该算法通过混沌初始化和迭代中加入模拟退火思想来提高算法的效率和全局搜索能力。将多种运行方式下的所有特征值作为考察对象,在目标函数中同时考虑机电振荡模式和非机电振荡模式的性能,并通过IPSO算法协调优化各稳定器参数。在新英格兰10机系统算例中,应用IPSO算法协调优化的稳定器在不同运行方式下都能有效抑制系统振荡,表明了该方法的有效性和鲁棒性。在4机系统算例中,通过与逐个设计稳定器方法的比较可知,经IPSO协调优化的稳定器具有更好的阻尼效果,从而验证了该方法的优越性。     

基于自适应粒子群算法的直流输电PI控制器参数优化

针对传统粒子群算法(particle swarm optimization,PSO)的不足,提出了一种自适应粒子群优化(adaptive particle swarm optimization,APSO)算法,并应用于直流控制器比例–积分控制器(proportional integral,PI)的参数寻优。文中首先介绍了HVDC控制器的系统模型,然后推导出了贵广直流输电工程中的控制器传递函数,并利用APSO算法进行PI参数寻优。寻优过程采取时间乘绝对误差积分(integral of time multipled by the absolute value of error,ITAE)准则计算目标函数值,取对应ITAE目标函数最小的样本为最优PI参数,得到的PI参数可认为是全局最优解。结果表明了APSO算法在PI控制器参数优化中的全局寻优能力和有效性。     

飞轮储能用磁悬浮开关磁阻电机多目标优化设计

研究了一种基于遗传粒子群综合算法(GPSOA)的飞轮储能(FES)用的单绕组磁悬浮开关磁阻电机(SWBSRM)多目标优化设计方案。结合有限元分析(FEA),通过敏感性分析得到SWBSRM悬浮力与效率随主要尺寸参数变化的一般规律。在此基础上,利用GPSOA以悬浮力和效率为目标函数对SWBSRM进行了全局寻优,获得使悬浮力最大和效率最高的参数优化组合。利用FEA对比优化前后电机悬浮力、铁损及磁密的大小,验证了GPSOA多目标优化的有效性。     

应用飞轮储能系统阻尼电力系统低频振荡

飞轮储能系统(FESS)具有独立的有功和无功功率调节能力,通过适当的控制策略补偿系统振荡功率,能快速平息振荡,达到抑制低频振荡的目的.文中应用阻尼转矩法从理论上分析了FESS阻尼系统低频振荡的机理,并在此基础上提出FESS最佳安装地点、阻尼控制器回路、反馈信号的选择及附加阻尼控制参数整定的解决方法.以4机系统为例,特征值计算和时域仿真都表明了分析结果的正确性.     

基于FPGA的粒子群优化PI控制器在有源滤波器中的应用

针对有源电力滤波器 APF (Active Power Filter) 中,电流补偿PI控制器参数难以整定的问题,提出了一种基于FPGA实现的粒子群优化PI控制器设计方案.利用粒子群优化算法对非线形系统的适应性强和易于工程实现等特点,同时以FPGA为硬件核心处理器,对电流补偿PI控制器的比例、积分参数进行优化.仿真和样机实验结果表明,优化后的PI控制器在动态性能以及控制精度等方面有明显提高,基于该 PI 控制器的有源电力滤波器能迅速有效产生补偿电流,抑制电网谐波,证明了该设计的可行性.     

飞轮储能系统双向逆变器研究

通过对传统三相桥结构的双向逆变器在飞轮工作于充电、放电过程中绕组内的电流情况分析,提出了更适用于高速下、方波电机结构储能飞轮的新型双向逆变器拓扑.该双向逆变器采用独立的Buck、Boost电路来实现储能飞轮的充、放电控制.实验结果证实了采用独立的升、降压电路来分别实现充电及放电操作,极大的改善了绕组电流的波形,使高转速下飞轮能量的精确控制成为可能.     

飞轮储能辅助火电机组自动发电控制策略研究

为应对可再生能源快速发展对电网稳定性带来的挑战,遵循节能减排的倡导,对飞轮储能辅助火电机组自动发电控制(AGC)控制策略进行研究.首先,结合火电厂电碳模型,建立了综合考虑AGC响应效果、碳排放量和飞轮寿命损耗的多 目标优化的策略.然后,根据某电厂的数据,将无储能、全功率补偿策略和文中控制策略下调频指标、调节深度、调频收益和CO2减排效果进行仿真分析对比,结果证明了所提方法可改善机组调频性能,使机组捕捉到更多的调节深度,让机组获得更多的补偿收益,减少机组CO2排放量.     

基于串级PI-(1+PD)算法的含飞轮储能互联电网AGC控制器设计

针对传统控制器存在的响应速度较慢、超调较大及鲁棒性较差等问题,提出一种基于串级PI-(1+PD)算法的含飞轮储能互联电网AGC控制器设计方法。首先,建立含飞轮储能的两区域互联电网AGC系统模型,模拟飞轮储能联合火电机组参与AGC的过程。然后,设计一种基于串级PI-(1+PD)算法的AGC控制器。外环采用PI控制,内环采用带滤波系数的(1+PD)控制。在保证系统稳态性能的前提下,提高动态响应速度和抗扰能力,并通过粒子群算法的迭代寻优获得最优的控制器参数。最后,基于Matlab/Simulink进行算例仿真分析。结果表明：与传统PID控制和PI-PD控制相比,所提方法不仅具有更快的响应速度与更小的超调量,而且增强了系统抵御内部参数摄动的鲁棒性。     

基于FO-PI控制器的直流微网母线电压控制策略

为改善直流微电网母线电压稳定性及动态性能,提出一种基于自适应参数整定的FO-PI控制器控制直流母线电压方法。该方法在传统PI控制策略的基础上引入具有多参数可调的FO-PI控制器,并将带有自适应权重策略的粒子群算法运用于FO-PI控制器,从而解决控制器在具有多个参数时不可同时调节这些参数的问题。让直流微电网电压控制系统达到更优的可控性及灵活度。实验结果表明,所提出的控制策略在不增加系统成本的同时,能够使母线电压抗负载扰动能力更强,而且其整体性能优于传统控制方法。     

飞轮储能系统能量回馈的精确小信号建模及控制器设计

无刷直流电机驱动的飞轮储能系统可用于平滑风力发电的输出功率,其能量回馈可通过由半桥调制方法构成的Boost电路来实现。本文建立了这类飞轮储能系统能量回馈时的平均值模型,分析了多个物理量对直流母线电压的影响。基于系统的非线性特性,建立了静态点附近的精确线性化小信号模型,得到开关占空比、绕组电动势和系统能量状态对直流母线电压的传递函数。根据电压反馈环开环传递函数的Bode特性选择电容值,确定滞后超前串联补偿类型并简化为带惯性的PID补偿,给出控制器参数确定方法。采用Matlab/Simulink对含无刷直流电机驱动的飞轮储能系统的风力发电系统进行了仿真研究,结果表明,所设计的控制器可使直流母线电压基本保持额定值,从而提高了飞轮储能系统能量回馈的稳态和动态特性。     

基于遗传算法的大中型异步电机优化设计

本文在遗传算法基本原理的基础上,结合异步电机优化设计的特点,建立了电机优化设计算法模型,并对传统遗传算法进行了改进。通过对大中型异步电机进行优化实例研究。表明遗传算法在电机优化设计领域是一种行之有效的全局优化方法。     

基于非线性PID控制理论的单相PWM整流器研究

在单相电压型PWM整流器的控制方面,基于传统线性控制理论所设计的电压环PI控制器存在着系统动态性能差、参数整定困难等缺点。文章首先以单相电压型PWM整流器的双环控制为基础,对PWM整流器模型进行数学分析,然后引入新的非线性函数对电压环的控制性能进行优化,进而提出了一种单相PWM整流器的电压环非线性PI控制器控制方案。最后利用MATLAB软件搭建仿真平台,与传统PI控制器的仿真对比表明该方案不仅计算简单易于实现,系统的动态性能好而且还能进一步增强系统的抗干扰能力。     

PI-神经网络混合速度控制器的研究

文章提出了一种新颖的PI-神经网络混合速度控制器的方案.在该方案中PI参数是不变的,控制器的学习由隐含层和输出层之间的权值自调整来实现,而且PI参数可在一个较大的范围内取值.仿真结果证明了该方案是可行有效的.     

单周控制直流侧APF的综合分析和设计

单周控制理论(OCC)因其控制结构简单,且不需要复杂的数学计算等优点目前已被广泛用于APF的控制.其中直流侧有源电力滤波器并联在整流桥的直流侧,对整流类负载进行谐波治理有很大的技术优势.本文分析了单周控制DC侧APF电路结构和基本原理,给出了主电路的主要参数(电感、直流侧储能电容C)的设计和选取标准.建立了单周控制直流侧APF的大信号模型,在此基础上进行了控制系统中PI调节器设计,将控制系统校正为典型Ⅱ型系统,从而消除了稳态误差、提高了抗扰性能.为直流侧有源电力滤波器的综合设计提供了理论依据.样机试验结果证明了文中理论分析和设计的正确性.     

基于改进PSO算法的HVDC PI控制器优化设计

为了对直流输电系统的PI控制器进行优化设计,提出了一种自适应粒子群优化(APSO)算法以克服传统粒子群优化(PSO)算法易于陷入局部极值、使算法早熟的缺陷。在APSO算法中粒子群寻优计算时,每个粒子的惯性权重系数根据该粒子当前的适应值而自适应地变化,使得适应值好的粒子趋向于做当前最优解附近的精细搜索,适应值差的粒子则以较大步长对可行域进行全局粗略探测以便有机会发现新的更好的解,从而使得整个群体保持了多样性和良好的收敛特性。基于APSO算法,给出了一套系统化的直流输电PI控制器优化设计方法。通过对CIGRE HVDC Benchmark Model的仿真计算,以及与"稳定边界法"设计结果的比较、分析,证明了所提出的设计方法的可行性和有效性。     

感应电动机的无速度传感器控制研究

基于定子侧静止参考坐标系,把感应电动机的模型分为机械部分和电气部分。利用新的状态变量,根据系统的稳态方程计算感应电动机的速度,实现感应电动机的无速度传感器控制。与一般无速度传感器控制方法相比,该方法避免了转子转差或转子磁链角位置的计算,通过PI控制器的调节可以实现良好的动静态性能。最后仿真结果证明了该设计方法的有效性。     

双馈风电系统参数协调控制策略研究

针对目前双馈风电系统控制参数选取时模型简化较多、PI控制器参数整定困难等问题,建立了双馈风电系统在两相同步旋转坐标系下的数学模型.按照网侧电压外环PI参数、电流内环PI参数、机侧电流环PI参数的顺序依次确定3组PI参数,并在求一组参数时考虑前面已确定参数对此参数的影响,提出了一种相互协调的PI参数优化设计方法.在RTDS实时仿真系统中对双馈机组的稳态、暂态响应特性进行仿真分析,结果表明该方法在稳态、暂态下的跟随性与抗扰动性等控制指标性能良好.