电压源逆变器虚拟矢量模型预测共模电压抑制方法

针对两电平电压源逆变器常规单矢量模型预测共模电压抑制方法存在电流谐波较大的问题,提出一种基于虚拟矢量的逆变器模型预测共模电压抑制方法,以在实现共模电压抑制的同时,减小电流谐波。首先,给出了虚拟矢量法的实现原理,并分析了死区和控制延时对所述虚拟矢量法的影响。其次,为了消除因死区和控制延时而产生的共模电压尖峰,进一步对所述虚拟矢量模型预测共模电压抑制法进行了改进。同时,还详细分析了虚拟矢量作用下三相电流在单个控制周期内的变化规律,从而为电流扇区的准确划分提供了理论基础。仿真和实验结果表明,所提方法不仅能实现共模电压抑制,而且可以明显降低电流谐波。     

改进的低损耗并网逆变器双矢量模型预测电流控制方法

针对传统单矢量模型预测控制负载电流谐波含量大和多矢量模型预测控制开关频率高、功率损耗大的问题,在给出传统双矢量并网逆变器模型预测电流控制方法的基础上,提出改进的低损耗并网逆变器双矢量模型预测电流控制方法。该方法结合无差拍控制思想计算目标参考电压矢量,以电压矢量为目标函数,并通过优化电压矢量选择,减少了控制算法计算量,降低了负载电流谐波含量、逆变器开关频率和功率损耗,从而提高了并网逆变器的运行效率。通过仿真和实验对比研究了传统单矢量法、传统双矢量法和所提方法的控制效果,并验证了所提方法的有效性。     

优化开关频率的六相永磁同步电机改进模型预测电流控制

为了改善六相永磁同步电机的控制性能及器件损耗,提出了一种优化开关频率的多矢量合成模型预测电流控制方式。利用基波与谐波子空间矢量作用特性合成虚拟电压矢量,降低谐波电流;针对合成矢量开关频率多变,对电压矢量组合等效替代优化;结合零矢量运用无差拍电流控制计算占空比,经脉冲宽度调制优化开关频率,易于实现。仿真结果表明该方法有效抑制了谐波电流,证明了优化开关频率的有效性及可行性。     

优化开关频率的六相永磁同步电机改进模型预测电流控制

为了改善六相永磁同步电机的控制性能及器件损耗,提出了一种优化开关频率的多矢量合成模型预测电流控制方式。利用基波与谐波子空间矢量作用特性合成虚拟电压矢量,降低谐波电流;针对合成矢量开关频率多变,对电压矢量组合等效替代优化;结合零矢量运用无差拍电流控制计算占空比,经脉冲宽度调制优化开关频率,易于实现。仿真结果表明该方法有效抑制了谐波电流,证明了优化开关频率的有效性及可行性。     

船用五相感应电机模型预测电流控制研究

传统五相感应电机矢量控制中包含多个PI参数需整定,且存在电压调制环节而造成控制系统结构复杂。引入模型预测电流控制代替矢量控制以解决该问题。获得预测模型后,在预测电流控制器中对五相逆变器输出的32个电压矢量进行遍历寻优,得到最优电压矢量的开关状态。为解决五相感应电机谐波空间电流影响,在代价函数中使用权重因子对谐波电流项进行调节,实现对谐波电流的抑制,并给出谐波含量与转速及权重因子之间关系。仿真结果表明,应用模型预测电流控制策略的五相感应电机动态响应速度快,在工况切换时依然具有良好的控制效果。     

基于模型预测转矩控制的五相磁通切换永磁电机开路故障容错策略

为了提高单相开路故障下五相磁通切换永磁电机的控制性能,将模型预测转矩控制技术应用于其容错控制中。为了实现对基波和谐波空间状态的综合控制,该研究选择转矩、磁链幅值和谐波空间电流作为控制目标。针对容错算法中模型预测控制计算量大的问题,根据直接转矩控制中设置开关状态表的思想,提出一种基于电压矢量预筛选的模型预测转矩控制策略。该方法通过确定定子磁链所处的扇区位置,并结合转矩和磁链幅值的变换,通过查表法选定对应的电压矢量集作为预测模型的备选矢量,能够在满足控制性能的基础上有效地降低遍历次数,实现简化计算。最后,通过仿真和实验,验证所提模型预测转矩控制策略的有效性。     

基于空间矢量的有源电力滤波器预测电压控制策略

从矢量的角度出发,将三相电网电压与电流矢量在旋转坐标系下进行投影变换,实现了谐波与无功电流的同时提取。进一步提出一种具有无差拍控制特性的有源电力滤波器空间矢量控制策略,实现了有源电力滤波器的预测控制和谐波与无功电流的精确补偿。利用MATLAB对所提出的控制策略进行仿真验证,并研制了5 kVA实验样机进行了实验研究。仿真与实验结果验证了此方法的正确性与有效性。     

一种新型三相电压型PWM整流器无差拍预测直接功率控制

传统三相电压型PWM整流器无差拍预测直接功率控制在理想电网下具有网侧电流谐波含量低、瞬时功率脉动小和开关频率固定等优点。但三相电网不平衡时,如果仍然采用传统控制策略,将导致网侧电流谐波含量高、瞬时功率脉动大。为此,采用新型瞬时功率定义,提出一种新型无差拍预测控制策略。新型控制策略以消除瞬时有功功率中二倍频分量为控制目标,结合PWM整流器的功率控制模型,获取下一周期电压矢量参考值,并利用空间矢量脉宽调制来生成该矢量。此外,引入了准积分反馈校正环节,在每个周期对新型瞬时功率的预测给定值进行修正。仿真和实验结果表明,新型控制策略能有效抑制电流谐波分量以及瞬时功率脉动,实现电网平衡和不平衡下的正常工作。     

基于电流谐波最小的永磁同步电机无差拍预测电流控制

基于空间矢量调制(SVM)的无差拍预测电流控制(DBPCC)具有原理简单、动态响应快、开关频率固定等优点，在永磁电机高性能控制中得到了广泛应用。但是传统的无差拍预测电流控制采用单一的7段式矢量序列，在高速重载等高调制比工况下电流谐波相对较大。已有研究表明，高调制比时采用母线钳位空间矢量调制能获得更小的电流谐波，但优化矢量序列的选择比较复杂且仅在开环运行下进行验证。在解析推导基于4种电压矢量序列的空间矢量调制的电流谐波基础上，提出了一种变序列SVM无差拍预测电流控制策略。该策略根据调制比在线选择使电流谐波最小的优化电压矢量序列，不仅计算量小，而且有效降低了电流谐波。仿真和实验结果表明，相比基于单一矢量序列的传统无差拍预测电流控制，所提出的方法在全调制比下都可以获得最小的电流谐波和THD。在调制比大于0.92时，电流THD可减小30%以上。     

并联有源电力滤波器的复合电流控制策略

为提高并联型有源电力滤波器的电流跟踪性能并降低开关频率,提出一种基于电压空间矢量的双滞环电流复合控制方法。利用电流误差矢量与参考电压矢量的空间分布给出最佳的逆变器输出电压矢量切换,使补偿电流误差控制在滞环宽度以内。采用电压空间矢量消除相间影响,提高电压利用率,其实现简单,无需复杂的矢量变换。仿真实验结果表明该方法动态响应快、开关次数少、能够很好抑制电网谐波电流。     

基于自适应神经模糊推理系统的风电功率预测方法

对风电场输出功率进行精确的预测是保证含大规模风电电力系统安全稳定运行的重要手段。文中对多步滚动预测模式进行了分析,并建立了ANFIS(自适应神经模糊推理系统)预测模型,进而实现对风电功率的实时滚动预测。以吉林省西部某风电场的实测数据为例进行算例分析,其中在形成初始模糊推理系统结构时,采用的算法是减法聚类,该算法有效的避免了人工设定结构法产生的组合爆炸问题。将基于线性回归法、滑动平均法和持续法进行风电功率实时多步滚动预测时得到的预测结果与利用所提出的ANFIS预测方法得到的结果进行比较,结果表明后者的预测精度更高,进一步说明了ANFIS预测模型的有效性。     

基于多时间尺度状态估计的配电网实时态势预测

为有效提升泛在电力物联网建设过程中的配电网运行安全感知能力,提出了一种基于多时间尺度状态估计的配电网实时态势预测方法,该方法可实现对配电网安全态势的快速、准确预测。首先,基于多元混合量测提出了多时间尺度递归动态状态估计方法,通过状态预测与伪量测递归变换改进了已有的量测线性等效变换方法,缩短了状态更新周期,在递归变换算法中添加了校正算法以消除伪量测波动误差,提高了状态估计算法的计算速度。然后基于状态估计得到历史估计状态,采用分区多元时间序列分析方法建立了实时状态预测模型,实现了配电网的实时安全性态势预测。最后在Matlab仿真平台中基于实际算例对所提方法进行了分析,结果验证了所提配电网实时态势预测方法的准确性和有效性。     

漏电断路器动作特性检测装置的研究

动作特性检测是漏电断路器工作性能检测中重要的一部分,通过对动作特性检测,分析动作特性数据变化可对漏电断路器的工作性能做出评估和预测,并可针对暴露的性能缺陷进行改进,提高其工作时的稳定性。为满足对于漏电断路器动作特性检测的要求,设计了一台动作特性检测装置,主要由工业控制机、剩余动作电流生成模块、电流调整模块、剩余动作电流检测模块、动作时间检测模块、自动复位及合闸模块等组成;检测装置实现了对于漏电断路器动作特性连续实时、高效、精确的测量。     

柔性直流输电系统孤岛运行方式下的故障电流抑制方法

结合实际工程需要,针对柔性直流输电系统运行在孤岛状态下发生交流侧故障后容易引起过流跳闸的问题,提出一种柔性直流输电系统在孤岛运行方式下的故障电流抑制和启动控制方法。该方法满足柔性直流孤岛运行方式下各类故障的电流抑制要求,并且可以做到在柔性直流设备自身能力范围内,向交流系统提供预先设定的故障电流,同时可以实现正常升压启动。结合基于控制保护样机和RTLAB构成的闭环实时仿真系统,对提出的方案进行了验证。结果表明,与常规的幅频开环孤岛控制及电流环控制策略相比,所提方案提高了故障穿越能力,且启动策略实现了孤岛运行模式下的无冲击顺利启动。     

基于自适应谱线增强器预测的有源电力滤波器无差拍控制方法

为了克服有源滤波器控制中由于A/D采样、数据处理等环节带来的延时,提高控制的实时性,采用一种基于自适应谱线增强器（ALE）预测的有源滤波器无差拍控制方式。通过两次ALE预测得到两拍以后的指令电流参考值,进而由无差拍控制得出逆变器的输出电压,经SVPWM调制后给出IGBT驱动信号,从而实现补偿电流无差拍的跟踪指令电流。理论推导证明了所采用预测算法的鲁棒性在H∞意义上是最优的,仿真和试验验证了该方法的正确性和可行性。     

消弧线圈励磁调节器的研究

自动跟踪补偿消弧线圈能够跟踪接地电流的大小,实时进行补偿,熄灭大部分接地电弧,保证了电网运行的安全性。本文对新型的偏磁式自动跟踪补偿消弧线圈的晶闸管三相全控整流桥产生偏磁直流电流控制消弧线圈电感值进行研究,在此基础上,设计一种数字励磁调节器,实现对电流给定值的无差跟踪。利用Matlab仿真确定了调节器的参数。最后,给出数字励磁调节器硬件设计方案。     

改进粒子群算法的无功补偿方案优化以及对配电网电能质量的改善

以LabVIEW为开发平台对电能质量五项稳态指标进行综合编程,附带参数统计及数据报表等功能,兼具实现了Simulink各无功补偿模型变量与LabVIEW控件间的实时通信,弥补了Simulink在仿真中视觉效果不足和参数修改繁琐的弊端,并降低了LabVIEW无功补偿编程的复杂度。在电能质量检测环节,阐述了稳态指标的分析方法、数据报表及参数统计等功能设计。采用Simulation Interface Toolkit(SIT)调控simulink的方式实现了对改进粒子群优化(Particle Swarm Optimization, PSO)算法进行无功补偿,并与传统无功补偿效果比较,结果显示改进PSO算法能够有效避免电路谐振。实验及仿真证明本软件对于现场无功补偿的设备参数选择具有较好的实用价值。     

基于虚拟DCS的仿真系统设计火电厂实时故障诊断系统

基于虚拟分布控制系统(DCS)的仿真系统生成的故障数据以及它所提供的过程控制中的对象链接与嵌入OPC(OLE for Process Control)服务器,设计了火电厂实时智能故障诊断系统。论述了基于虚拟DCS仿真系统与实际DCS控制系统的对应关系,与故障诊断系统的数据接口及专家系统知识库的构建。对诊断系统的调试结果表明:基于虚拟DCS的仿真系统设计的故障诊断系统实现了火电厂的实时故障诊断与事故预报。     

基于Lyapunov控制的多约束模型预测控制方法

有限集模型预测控制最大优势在于目标函数增加约束灵活,但加权系数难以确定及多约束间的耦合效应导致的不稳定现象大大限制了其应用。针对这个问题,提出了基于Lyaponov控制的多约束模型预测控制方法,该方法首先通过Lyapunov控制实现对主约束输出电流的控制,再根据开关转换次数约束项的轻重自由设置加权系数,然后通过目标函数最小化实现多约束协同控制。仿真结果表明所提出方法实现了输出电流、开关转换次数的多约束模型预测协同控制,并对加权系数有良好的鲁棒性,在加权系数偏差高达10倍时输出电流THD仅为5.63%。     

多换流器并联特高压直流系统控制策略及仿真

并联高压直流输电系统是多端直流系统的一种特殊方式,并联扩建方案经济性好、运行灵活方便。利用实时数字仿真器(RTDS)建立了±800kV双换流器并联、10GW双极直流输电仿真模型。直流控制保护模型采用所开发的直流输电控制保护样机,与RTDS构成实时闭环仿真试验环境。控制策略采用电流裕度控制,整流侧两个换流器均定电流,逆变侧一个换流器定电压,另一个换流器定电流。控制系统架构按双极/极控制层,换流器层控制进行设置。换流器层控制实现两个换流器的触发控制,双极/极控制层产生电流和电压参考值指令,经分配后,发送至换流器层控制。利用该仿真系统对双换流器并联的直流输电系统启停、稳态运行工况、换流器在线投退、功率分配策略等进行仿真研究,结果表明所提出的控制策略和开发的控制保护样机可以满足双换流器并联的高压直流输电要求。