基于有功-相角下垂控制的分布式电源逆变器并网控制方法

有功-频率下垂控制是微电网离网运行时的常用控制方法,然而存在频率偏差等问题。基于同步定频的有功-相角下垂控制具有众多优势,但尚未研究有功-相角下垂控制如何在并网工况下使用的问题。针对微电网场景,提出了基于有功-相角下垂控制的分布式电源逆变器并网控制方法,设计了比例控制和比例积分控制2种控制器,用以补偿同步相位。此外,还提出了有功-相角下垂控制下微电网并网转离网的切换控制方法。再者,建立了所提并网控制方法下微电网的小信号动态模型,通过粒子群算法优化了并网控制参数。最后,通过基于Simulink平台的时域仿真和RT-Lab半实物平台的硬件在环实验验证了所提方法的有效性。     

基于智能自学习控制的船舶微电网预同步控制策略

针对船舶靠港期间微电网并网预同步控制过程的频率偏移越限问题,提出一种基于智能自学习控制的船舶微电网预同步控制策略。首先,通过利用已知虚拟同步发电机输出相角计算船舶微电网与船舶主电网之间的相位差。然后,基于改进的动态线性化方法将离散后相位差非线性系统转化为紧格式局部线性化数据模型。之后,根据数据模型设计智能自学习虚拟同步发电机预同步控制算法。最后,通过船舶虚拟同步发电机预同步过程中功频下垂系数的自适应调整避免船舶微电网输出频率的偏移越限。通过对比仿真实验,所提控制策略可实现快速平滑的并网预同步控制并有效规避了频率越限,实现了船舶本地异步电机负载的正常稳定工作,验证了该控制策略应用于靠港船舶微电网的优越性和精确性。     

一种适用于下垂控制方法的主动同步控制研究

为保证分布式接口逆变器能在不改变控制模式的前提下实现并网与孤岛两种工作模式间平滑切换,现在的逆变器控制多采用下垂控制。然而当系统采用下垂控制时,逆变输出电压幅值与频率分别与负载有功功率及无功功率呈现出一定关系,这就使得在负载功率固定的情况下,输出电压幅值和频率固定,增加了系统与大电网同步的难度。针对这一问题,提出了适用于下垂控制的主动同步控制策略,其具有自主、快速和精确的优点,适用于分布式发电单机或多机的双模式运行和多机组网时热插拔功能的实现。     

基于 VSG的无PLL光储并网预同步控制策略

针对光储虚拟同步发电机 (VirtualSynchronousGenerator,VSG)微网系统在含锁相环模块的传统预同步控制方式下,其离/并网过程中容易出现电压电流畸变,导致系统不能平滑切换等问题,提出了一种基于相角补偿的无锁相环 (PLL)的 VSG离/并网预同步控制策略,利用 VSG可自动生成相位参考的特性,对电网电压的相位和幅值进行同步追踪来抑制冲击电流,实现频率、电压调节.该预同步策略不但简化了并网预同步控制过程,还可避免因锁相环精度和响应速度的影响而引起的并网逆变器Ｇ电网交互系统的稳定性问题,并保证系统的离/并网平滑快速切换.最后仿真验证了该预同步策略的有效性。     

基于改进下垂控制的双模式直驱风力发电并脱网控制研究

基于储能的双模式直驱风力发电系统实现独立运行和并网运行的关键是网侧电力电子接口逆变器。若逆变器在并网运行和独立运行时均采用电压型控制,可使得负载电压在模式切换期间处于可控状态,有利于实现运行模式的平滑切换。针对双模式逆变器,提出一种基于改进下垂控制的并脱网运行统一控制策略,独立运行时可保证逆变器的工作频率固定为额定频率,同时减少了线路阻抗对逆变器无功控制性能的影响,并网运行时可保证逆变器输出有功和无功功率均处于可控状态,且不受电网频率波动的影响。其次,提出一种基于改进下垂控制的主动同步控制方法,解决了采用传统下垂控制时频率和相位难以实现同时同步的问题,为实现直驱风力发电双模式运行和平滑切换奠定了基础。最后,通过仿真和实验验证所提方法的正确性和可行性。     

一种可实现微网系统快速平滑并网的主动同步控制策略

为实现微网系统从孤岛运行模式到并网运行模式的平滑过渡,微网与主电网的同步是首要考虑的问题。提出了一种新型基于锁相环原理的主动同步控制策略,该方法通过主动调节微网母线电压的频率、相角和幅值跟踪主电网电压,从而减小并网时刻的电压偏差,达到孤岛模式向并网模式的平滑过渡。同时,采用电压矢量叉积作为鉴相器,微网频率和相角可同时快速有效地跟踪电网频率和相角。并且该方案不需传递相位等时域信号,仅需依赖于低带宽的通信,原理简单、易于实施。最后,实时硬件在环仿真与实验结果表明,该控制方案可实现微网快速平滑并网。     

入网电压控制型逆变器同步速率研究

微电网系统中,电压控制型逆变器由于能提供电压支撑,便于实现运行模式切换而得到广泛应用。而当逆变器输出电压与电网电压之间相角差值较大时,传统的同步控制由于无法控制同步速率,易出现并网冲击过大、电能质量下降等问题。这里在入网电压控制型逆变器的基础上,提出一种速率可控的同步控制策略,通过控制逆变器输出频率,降低逆变器并网造成的冲击。分析了同步速率与暂态冲击电流、谐波含量间的关系,进而对速率选择进行讨论,在保证电能质量的同时兼顾时效性。最后,仿真与实验验证了所提控制策略。     

入网电压控制型逆变器预同步研究

针对入网电压控制型并网逆变器,该文提出一种可以快速平稳完成预同步过程的控制方法。该方法包含同步检测单元和同步调节单元,其中同步检测单元不仅可以生成并网信号,还可为同步调节单元提供调节信息。根据逆变器特点设计的同步调节单元包括一次调节与二次调节:先参考电网信息利用线性关系对幅值与频率进行大致调节,再通过改变逆变器频率缩小相角差值,统一频率和相角调节。与此同时完成对控制目标精细调整以减小并网冲击,保障了并网时效性。仿真与实验结果表明,与传统方法相比,所提控制策略降低了参数要求,有效提高并网效率,扩大适用范围。     

微网系统稳定运行及模式平滑切换研究

提出了一种基于对等结构的控制策略,实现微网系统在并网和孤岛两种模式下的稳定运行和平滑切换。稳定运行时的多环控制策略包含电压-相角下垂控制、虚拟阻抗控制和电压电流双环控制,可按逆变器额定容量之比精确分配负荷功率,保持系统电压幅值、频率的稳定。并网时采用基于双二阶广义积分器及锁频环的电压同步策略,使微网的电压幅值、相角快速向主网同步,从而平滑并网。解列时设计了功率同步策略,通过降低微网与主网间的交互功率,抑制切换时的功率冲击。仿真结果表明,所提控制策略能够保证微网系统的稳定运行,同时在过渡模式下,减小网络冲击,稳定系统频率,实现模式平滑切换。     

使用电压-相角下垂控制的微电网控制策略设计

根据微电网的特点,对微电网2种运行模式采取的不同控制策略进行设计。微电网孤岛运行时,分布式发电单元采用电压源逆变器控制,使用电压—相角下垂控制实现按预定比例分配负荷功率,该下垂控制较电压—频率下垂控制可以提供更好的频率支撑。微电网并网运行时,分布式发电单元采用PQ控制,按照功率设定值输出功率。通过设计对应电压—相角下垂控制的同步控制器实现了微电网运行模式的无缝转换。利用MATLAB/Simulink对微电网运行模式转换和微电网孤岛运行时使用的2种下垂控制进行对比仿真分析,验证了电压—相角下垂控制策略的可行性和有效性。     

超驰控制与自动调节运行安全

运行安全是自动控制系统设计是必须考虑的因素之一，而超驰控制则是保证设备安全的有效措施，为此，介绍超驰控制在自动调节系统中的作用，功能，应用实例，并建议在系统设计阶段把可以预见的异常工况纳入超驰控制之下，使系统和设备的安全有比较可靠的保障。     

品质控制管理体系下的质量控制

通过电网物资品质控制管理的定义解释,分析供应商对质量控制认识的几个误区,介绍了南方电网公司在品质控制管理的思路,即通过建立品质控制管理体系建设,运用现代供应链管理体系和WHS质量控制手段,以追求设备材料“零缺陷”为目标。     

Positioning control experiment switching from adaptive nonstationary servo control to force sensorless nonstationary impedance control

The authors have studied on the positioning control of a cart by means of a smooth switching from the servo access control (SAC) for automatic conveyance function to the impedance control (IC) for power-assisting function. The nonstationary optimal control (NOC) method and the force sensorless nonstationary impedance control (FSLIC) method were applied in a previous study. However, NOC requires the offline calculations for generating time-varying feedback gains. This letter shows the experimental result of smooth switching from the adaptive nonstationary servo control (ANSSC) to FSLIC. ANSSC generates the feedback gains online and realizes some adaptive control for parameter variations of a controlled object. Copyright © 2009 Institute of Electrical Engineers of Japan. Published by John Wiley & Sons, Inc.     

基于对等控制策略的微电网运行

为减小微电网对通信系统的依赖性,实现分布式电源和负荷的即插即用,结合微电网不同运行模式,研究了微电网对等控制策略。在对等控制策略中,分布式电源采用下垂控制,调节分布式电源的输出电压和频率;下垂控制器中的P-f和Q-U具有线性的下垂特性。建立了对等控制策略下的微电网运行模型,分析了并网和孤岛运行模式之间切换、孤岛模式下切/增负荷及孤岛模式下切/增微电源三种运行状况下的微电网运行特性,基于Matlab/Simulink仿真结果,研究了微电网母线电压、DG频率和功率的变化规律,验证了控制策略的正确性和可行性。     

基于复合控制的有源电力滤波器电流控制策略

大量电力电子设备的使用,导致电网中产生了一系列的谐波。针对谐波抑制方法,提出了一种集无差拍控制和改进型重复控制于一体的复合控制策略,实现对pk±1次谐波的高效补偿。依据有源电力滤波器(Active Power Filter, APF)的数学模型,推导出应用于有源电力滤波器的无差拍控制算法;提出一种改进型重复控制,缩短工频延时,通过调节内模p的值,抑制pk±1次谐波;详细研究了复合控制的设计方法。将无差拍控制和复合控制进行仿真对比和实验验证,经滤波后网侧电流畸变率分别降至7.8%和2.8%。该结果表明,复合控制可以效地补偿谐波,改善波形质量,同时满足稳态精度和动态性能的要求。     

多变量系统的广义预测控制解耦设计

针对双输入双输出机炉协调控制系统,首先将系统分解为两个双输入单输出系统,并用广义预测控制原理设计控制器,通过求解二元一次矩阵方程组,实现了多频预测的解耦控制。进行了仿真研究,仿真结果证实了算法的有效性。     

模糊控制在薄膜张力控制系统中的研究与应用

以金属化薄膜电容器全自动卷绕系统为研究对象 ,设计一种用于薄膜恒张力控制系统的PID控制系统 ,它实现PID参数的在线整定 ,进一步完善PID控制器自适应性能 ,并对系统采用该控制策略进行了仿真实验     

采用协同控制理论的同步发电机非线性励磁控制

提出了一种基于协同控制理论的非线性励磁控制器。首先依据同步发电机励磁控制的基本要求和特点,选择机端电压、有功功率和转子角速度三个变量的偏差的线性组合构成流形,以保证有效控制机端电压和抑制系统功率振荡。然后以同步发电机非线性模型为对象,推导出了非线性协同励磁控制器（Synergetic excitation controller,SEC）的控制律,并根据电力系统的运行特性,探讨了控制器参数的选取原则。最后,单机无穷大系统仿真结果表明,无论在大扰动还是在小扰动下,所提非线性协同励磁控制器比常规的AVR+PSS方式下的励磁控制器都能更快更精确地调节机端电压,还能够有效地抑制系统的功率振荡。     

基于观测器的控制时滞线性系统的最优跟踪控制

研究了控制时滞线性系统的二次型最优跟踪控制问题.首先将控制时滞系统转化为无时滞系统,再将最优跟踪问题转化成等价系统的最优调节问题.然后,通过求解Riccati方程,设计含动态观测器的前馈-反馈最优跟踪控制律,利用构造参考输入观测器解决了前馈补偿器的状态物理不可实现问题.仿真实例验证了所设计的最优跟踪控制律的有效性.     

Distributed control algorithm for optimal reactive power control in power grids

Reactive power generation has been commonly used for power loss minimization and voltage profile improvement in power systems. However, the opportunity cost of reactive power generation should be considered since it affects the frequency control capability of the generator to some degree. This paper proposed a distributed nonlinear control based algorithm to achieve the optimal reactive power generation for multiple generators in a power grid. The reactive power control setting update for each generator only requires local measurement and information exchange with its neighboring buses. It is demonstrated that the proposed algorithm can reduce the non-convex objective function monotonically till convergence and achieve comparable solutions to the centralized technique: particle swarm optimization with faster convergence speed. The proposed algorithm has been tested on the IEEE 9-bus, 39-bus and 162-bus systems to validate its effectiveness and scalability.