PMSM精确反馈线性化的稳速控制

为了探索永磁同步电机PMSM的输入-输出精确反馈线性化的解耦模型,以得到更好的稳速控制性能,本文首先应用最为广泛的PMSM作为研究对象,采用微分同胚变换和反馈线性化理论,适当处理负载转矩以改进PMSM及其变流器的非线性行为。然后基于PMSM的输入-输出精确反馈线性化的解耦模型,使用正交投影的概念在整个负载扭矩和转速范围内设计dq轴相电流和两个控制输入变量之间同构映射的线性化控制器,实现了PMSM全局解耦和整体线性化控制。仿真和实验结果表明该方法能够快速跟踪负载转矩和保持恒定转速,具有过冲小、静态误差小、鲁棒性强、控制精确性高等优点,并可以应用在工程实际中。     

基于精确反馈线性化控制的永磁同步电机低速运行特性研究

针对永磁同步电机(PMSM)低速运行时的速度跟踪精度差,使用输入-输出精确反馈线性化控制,以探索高精度的PMSM低速运行控制特性。为了获取更好的精确控制性能,首先采用微分同胚变换和反馈线性化理论得到PMSM的输入-输出精确反馈线性化的解耦模型,然后基于其解耦模型,实现了PMSM低速运行时的精确控制。仿真和试验结果表明:该方法能够快速跟踪负载转矩和指令速度,具有过冲小、静态误差小、鲁棒性强、控制精确性高等优点。     

全桥型DC/DC变换器的DMC-PID串级控制策略研究

研究了全桥型DC/DC变换器系统的控制方法。针对现有DC/DC变换器动态响应速度慢、抗干扰能力差的现状,提出了基于状态反馈精确线性化的动态矩阵控制-比例积分微分DMC-PID（dynamic matrix control-propor-tional integral differential）串级控制方法。应用状态空间平均法建立全桥型DC/DC变换器系统的非线性模型,通过状态反馈精确线性化后得到线性化系统。为使系统获得优良的控制性能,选取DMC-PID串级控制方法。该控制方法同时具备PID算法的鲁棒性和DMC算法的快速性和稳定性,能有效地解决电源输入电压大范围波动输出电压不能及时稳定的问题。通过仿真分析和实验验证了该方案能在各种扰动工作条件下实现对变换器输出精确、快速的控制。     

含静止同步补偿器的单机系统综合控制器设计

针对含静止同步补偿器(Static Synchronous Compensator,STATCOM)的单机无穷大系统的特点,提出了一种新的控制器设计方法.首先建立了考虑发电机汽门调节系统、励磁系统的含STATCOM的单机无穷大系统5阶多变量3输入3输出的非线性数学模型;在此模型的基础上,运用动态逆系统方法完成系统模型的解耦与线性化,构造出3个相互独立的单输入单输出伪线性系统,并应用变结构控制理论分别设计子系统控制器;最后,在MALAB中编写M函数仿真程序,并与在相同数学模型、相同电路参数条件下的最优控制结果相比较.结果显示,提出的控制策略更能有效提高系统的暂态稳定性能,证实了该控制策略的有效性和优越性.     

基于输入-输出线性化的交流励磁发电机控制

根据单机无穷大系统中交流发电机(ACEG)的状态方程,推导出ACEG的四阶控制模型。基于模型的多变量、非线性,将输入-输出线性化理论应用到交流励磁发电机的控制中,得到输入-输出线性化方程。对线性方程用线性最优控制,得出以发电机功角、有功功率和无功功率为反馈控制量的非线性励磁控制规律。对线性化中重要的零动态问题进行了研究,保证所得控制系统的稳定性。单机无穷大系统仿真结果表明,这种输入-输出线性化的控制对增强系统稳定性具有一定的作用。     

基于滑模变结构的STATCOM控制策略仿真研究

在同步旋转坐标系下采用STATCOM(Static Synchronous Compensator,STATCOM)的暂态数学模型,采用基于非线性反馈线性化的逆系统方法,构造出STATCOM的伪线性系统,然后采用滑模变结构控制理论设计出STATCOM的滑模变结构控制器。然后,采用STATCOM对并网风电场的电能质量和稳定性问题进行仿真。结果表明采用该控制策略的STATCOM可很好地改善风电场的电能质量和稳定性。     

基于反馈线性化的交流直线永磁同步伺服电动机速度跟踪控制

根据三相交流直线永磁同步伺服电动机的非线性动态数学模型 ,采用状态反馈线性化的方法 ,建立三相交流直线永磁同步电动机闭环系统动态的输入 -输出数学模型。通过该线性化模型设计速度跟踪控制律 ,在保证整个闭环系统稳定的情况下 ,提高速度跟踪的快速性和精确性。最后 ,通过MATLAB 5 3进行计算机仿真实验研究 ,结果表明线性化后的系统模型是简单适用的 ,速度跟踪实现了快速性和精确性     

大型风电场接入系统的控制方式和动态特性研究

介绍了双馈电机风电场的两种不同控制方式,并在PSS/E仿真平台上进行了不同控制方式下风电场的动态特性研究。结果表明,在电压控制方式下风电场可以更充分地发挥其无功电源的作用,而在功率因数控制方式下风电场有更好的动态性能,应当根据风电场的运行工况和电网运行状态合理地进行风电场的控制和调度。并把STATCOM应用到风电场中,仿真结果显示STATCOM可以改善风电场的电压稳定性并可以提高风电机组的故障穿越能力。     

大型风电场接入系统的控制方式和动态特性研究

介绍了双馈电机风电场的两种不同控制方式,并在 PSS/E 仿真平台上进行了不同控制方式下风电场的动态特性研究.结果表明,在电压控制方式下风电场可以更充分地发挥其无功电源的作用,而在功率因数控制方式下风电场有更好的动态性能,应当根据风电场的运行工况和电网运行状态合理地进行风电场的控制和调度.并把 STATCOM 应用到风电场中,仿真结果显示 STATCOM 可以改善风电场的电压稳定性并可以提高风电机组的故障穿越能力.     

基于电压源换流器的高压直流输电系统控制研究

基于电压源换流器的高压直流输电(VSC-HVDC)是理想的风电场并网输电方式。文章针对VSC-HVDC系统,在功率外环控制、电流内环控制的双闭环传统控制方式基础上,电流内环采用输入—输出反馈线性化的控制方法,实现了对dq轴电流的解耦控制,提高了控制器性能。利用Matlab/Simulink搭建相应的仿真模型,通过对系统稳态和故障工况的仿真分析,验证了所设计控制方案的有效性和可靠性。     

STATCOM在风力发电场中的应用

在同步旋转坐标系下采用STATCOM(static synchronous compensator)和异步发电机风力发电系统的暂态数学模型,采用基于非线性反馈线性化的逆系统方法,构造出STATCOM的伪线性系统,然后采用滑模变结构控制理论设计出STATCOM的滑模变结构控制器。然后,以随机风和电网大扰动为例,采用STATCOM对并网风电场的电能质量和稳定性问题进行仿真。结果表明:采用该控制策略的STATCOM可很好地改善风电场的电能质量和稳定性。     

经VSC-HVDC系统并网的风电场反馈线性化滑模控制

以减少风电场并网对电网的影响及提高并网系统鲁棒性为目的,采用基于反馈精确线性化的滑模变结构控制策略对经高压直流输电并网的风电场系统两侧换流站的控制进行设计。首先建立电压源换流器在dq坐标系下的数学模型,然后采用基于精确线性化解耦的滑模变结构控制方法设计高压直流输电系统两侧换流站,解决传统双闭环控制方法调节能力差以及参数整定困难等问题,进一步提高控制系统的抗干扰能力与动态稳定性,最后在Matlab/Simulink中建立经高压直流输电系统并网的风电场仿真模型,对比加入滑模变结构前后的仿真波形图,验证控制系统的各方面性能。     

用于风电场无功补偿的STATCOM动态特性分析

建立了包含风力机和异步感应发电机在内的风电机组的整体动态数学模型;以建立的数学模型为基础确立了接入无穷大系统的风电场仿真模型。给出了一种新型的基于直流侧电容电压控制和系统无功电流反馈控制的算法对静止无功补偿器(STATCOM)实行控制,以渐变、随机和阵风这3种风速情况为例对STATCOM的补偿特性进行了仿真分析,并将其补偿效果与晶闸管投切电容器(TSC)进行了比较。仿真结果表明,与TSC相比,STATCOM在补偿过程中能迅速稳定地跟踪无功的变化,并且补偿时无明显的冲击电压和电流。     

基于Crowbar保护的双馈风力发电机低电压控制策略研究

针对双馈风力发电机在电压大幅骤降时投入Crowbar电路后引起直流侧过电压和动态无功补偿的问题,基于反馈线性化理论,提出了对网侧变频器进行非线性控制策略。通过协调控制STATCOM对电网进行动态无功补偿。仿真表明:网侧非线性控制器在电压骤降过程中能很好地抑制直流侧过电压;通过引入STATCOM补偿装置,很好地满足系统无功需求,证实了所提出控制策略的正确性,提高了系统的低电压穿越能力。     

双馈风电机组低电压穿越控制策略的研究

阐述了双馈式风电机组输入输出反馈线性化的控制原理和动态数学模型(包含变换器),用输入输出反馈线性化的非线性控制方法设计出新型的低电压穿越控制策略,并利用修改的WSCC-9节点系统对所设计的控制策略进行了仿真实验.实验结果表明,所设计的控制策略明显优于传统的矢量控制策略,增强了风电机组的低电压穿越能力,提高了风机并网点电...     

基于模块化多电平变流器的STATCOM研究

研究了基于模块化多电平变流器（MMC）的大容量STATCOM的控制策略,对MMC运行特性进行分析,并对基于MMC结构的STATCOM进行模型等效,并推导出其数学模型。针对其强耦合、非线性特点,通过反馈线性化方法实现功率解耦,对降阶后的线性系统设计滑模控制律,并进行数值仿真和结果分析。仿真结果证明了系统等效模型的合理性和可行性,同时系统有功和无功功率独立调节,动态响应良好。     

STATCOM改善风电场暂态电压稳定性的研究

提出了恒速异步风电机组和静止同步补偿器的数学模型,使用Matlab中的动态仿真工具Simulink建立了静止同步补偿器的控制模型,以包含风电场的单机无穷大电力系统为例进行了仿真计算,验证了静止同步补偿器对风电场暂态电压稳定性的贡献。研究结果表明：风电场发生三相短路的大扰动故障时,静止同步补偿器能够有效帮助恒速异步风电机组在故障后恢复机端电压,从而改善风电场的暂态电压稳定性,确保风电机组连续运行。     

静止同步补偿器在风电场的应用研究

建立了恒速异步风电机组和静止同步补偿器(STATCOM)的数学模型,使用Matlab中的动态仿真工具Simulink建立风力发电机组和STATCOM的仿真模型。以包含风电场的单机无穷大电力系统为例进行仿真分析,验证了STATCOM对风电场暂态电压稳定性的贡献。研究结果表明:风速小扰动和三相短路的大扰动故障时,STAT-COM能够有效帮助恒速异步风电机组在故障后恢复机端电压,从而改善风电场的暂态电压稳定性,确保风电机组连续运行。     

静止同步补偿器增强风电场的低电压穿越能力的应用分析

提出利用静止同步补偿器(static synchronous compensator,STATCOM)快速补偿无功功率以增强双馈式风电机组和直驱式风电机组的低电压穿越能力.首先阐述了风电机组的动态模型,然后给出了STATCOM控制模型,最后将STATCOM装置应用到合风电场的电力系统中,比较加装STATCOM前后母线56和母线12的电压以及风电机组输出功率的变化情况.仿真结果表明,STATCOM能有效地帮助风电机组在电网发生故障后恢复机端电压和故障点电压,并防止风电机组输出功率振荡,使风电场在故障发生后能保持连续运行,增强了风电机组的低电压穿越能力.     

含STATCOM的双馈电机风电场无功电压协调控制策略

为增强风电场并网点电压稳定性,提出了变速恒频双馈风电场与动态无功补偿装置STATCOM间的无功电压协调控制策略。电网故障导致风电并网点不同深度的电压跌落时,根据双馈风机Crowbar保护投切状态,对DFIG风电机组转子侧及网侧变流器与STATCOM进行无功功率分配,协调控制促进风电场LVRT期间风电并网点电压的快速恢复。最后,在DIg SILENT/Power Factory仿真软件中建立了风电场和STATCOM控制模型,通过仿真验证该控制策略的有效性。