多端柔性直流输电线路过电压抑制仿真

针对传统过电压抑制方法不适用于多端柔性直流输电线路,存在抑制效果不明显问题,提出多端柔性直流输电线路过电压抑制方法。以多端柔性直流输电线路的具体参数为依据,构建多端柔性直流输电线路模型,利用线路末端因数控制恒功率模式,实现多端柔性直流输电线路的稳态无功补偿,构建可控电抗器降压补偿系统,降低多端柔性直流输电线路的工频电压,在多端柔性直流输电线路中接入氧化物金属避雷器,完成输电线路的过电压抑制。为证明研究方法的过电压波动抑制性能较强,将所提方法与传统方法对比,实验结果证明上述方法的波动抑制性能优于传统输电线路过电压抑制方法,更适合应用于多端柔性直流输电线路的过电压控制中,为研究提供新的方向。     

基于虚拟柴油发电机控制策略的岸电电源设计

岸电电源需要与各种类型的船舶电源系统进行无缝切换,而传统的基于虚拟同步发电机控制策略的岸电电源只能模拟同步发电机的机械特性,与船舶的主电源——柴油发电机还略有差异。因此并网运行常出现大的超调和低频振荡等问题。针对这些问题,首先对柴油发电机(DG)和传统的虚拟同步发电机控制进行建模分析,然后针对DG动态响应速度慢、电压频率易波动的问题,提出了虚拟柴油发电机控制策略。该控制策略利用补偿网络的惯性抑制了频率的波动,微分环节提高系统的动态特性。最后,建立一套100kVA岸电电源系统样机系统,试验结果验证了该控制方法的有效性。     

基于虚拟柴油发电机控制策略的岸电电源设计

岸电电源需要与各种类型的船舶电源系统进行无缝切换,而传统的基于虚拟同步发电机控制策略的岸电电源只能模拟同步发电机的机械特性,与船舶的主电源——柴油发电机还略有差异。因此并网运行常出现大的超调和低频振荡等问题。针对这些问题,首先对柴油发电机(DG)和传统的虚拟同步发电机控制进行建模分析,然后针对DG动态响应速度慢、电压频率易波动的问题,提出了虚拟柴油发电机控制策略。该控制策略利用补偿网络的惯性抑制了频率的波动,微分环节提高系统的动态特性。最后,建立一套100kVA岸电电源系统样机系统,试验结果验证了该控制方法的有效性。     

无源网络中可实现二次调频的VSFR控制仿真

基于电压源型高压直流输电系统连接的无源网络中,采用虚拟同步发电机VSG控制可以解决一次调频的问题.提出一种虚拟二次调频(Virtual secondary frequency regulation,VSFR)控制,上述策略在VSG有功-频率控制器中引入与角频率偏差成积分的附加功率项,其中功角同步系数Kθ可进行自适应调整,以实现无源网络频率的无差调节,并且可以提高无源网络的暂态稳定性.在PSCAD/EMTDC搭建了向无源网络供电的两端柔性直流输电系统,仿真结果表明,VSFR控制方法可以增加附加功率,保证换流站输入输出功率平衡,其正确性和有效性得到保证.     

双端有源MMC-HVDC系统的控制策略研究

多端模块化多电平变流器(Modular Multilevel Converter,MMC)一直是柔性高压直流输电系统(High Voltage Direct Current,HVDC)工程应用的重要部分,因此对其控制策略的研究很有实际意义。本文基于三相静止坐标系下MMC的数学模型,建立了dq旋转坐标系下的数学模型,根据瞬时功率理论设计出外环功率和内环电流的MMC-HVDC系统控制器。针对传统电容电压平衡策略的问题,从减少开关频率的角度提出了改进型的子模块电容均压方式。由于本文中真模型中相单元子模块过多,为使系统更稳定可靠运行采用了最近电平逼近策略(nearest level modulation,NLM)。最后在Matlab/Simulink仿真软件中搭建89电平双端有源MMC-HVDC系统模型,从改变控制器参考值、有功功率反转等角度对控制系统进行仿真分析对比,验证了MMC-HVDC系统控制器的可靠性和稳定性。     

基于自适应神经模糊推理系统的MTDC系统下垂控制策略

合理调整下垂系数从而保证直流电压稳定和功率平衡是实现多端柔性直流(MTDC)系统稳定运行面临的重要课题.针对这一问题,提出一种基于自适应神经模糊推理系统(ANFIS)的MTDC系统协调控制策略,同时考虑多端柔性直流输电系统中不同换流站的功率裕度和直流电压偏差,设计了基于ANFIS的下垂控制器,能够多自适应地调整下垂系数...     

多端高压直流输电系统自适应无源控制

本文提出了一种基于扰动观测器的自适应无源控制(perturbation observer-based adaptive passive control,POAPC),并将其用于增加电压源型多端高压直流输电系统(voltage source converter-based multi-terminal high voltage direct current,VSC–MTDC)的阻尼.首先定义一个扰动项,其包含多端口间的相互作用、未建模动态和未知时变外界干扰的综合效应.之后扩展一个虚拟状态来表征该扰动项,进而设计一个扰动观测器对其进行快速在线估计.该方法通过无源化向每个端口注入附加阻尼以改善系统暂态响应,并且不需要精确的系统模型或全局状态测量.基于四端VSC–MTDC系统的4种算例表明:与传统PI控制、无源控制以及基于扰动观察器的滑动模态控制相比,POAPC由于不需要精确系统模型及全局状态测量而具有更高的应用灵活性;在各种运行条件下通过有效减少有功功率P_1和无功功率Q_1控制误差和超调量来获得更优的控制性能;在系统参数不确定场景下将有功功率P_2的峰值变化从11%减少至接近0,鲁棒性更强.     

一种MMC型VSC-HVDC系统预充电的控制策略

模块化多电平换流器(Modular Multilevel Converter,MMC)是一种新型的电压源换流器拓扑,很适合于柔性直流输电(Voltage Source Converter Topology Applied in Voltage Source Converter-high Voltage Direct Current,VSC-HVDC)场合。在系统正常运行之前,MMC中的电容需进行预充电操作,以建立额定的电容电压和直流母线电压。首先介绍了传统启动方式存在的缺陷,为弥补这些不足,结合MMC启动时的数学模型,在详细分析换流器电容预充电动态过程的基础上,采用载波移相(Carrier Phase Shifted Modulation,CPSM)策略提出了一种适用于MMC可控阶段的新型启动方法。设计了电容电压参考值给定方式、内环电流控制以及外环电压控制,该预充电策略在限制过电流和避免过电压的同时,兼顾启动的速度和效率,提高了柔性直流输电系统启动的快速性和可靠性。由在Matlab/Simulink中所构建模型的仿真结果可以看出,所提出的控制策略正确、有效。     

柔性电磁环网控制保护系统研究与设计

对贵州电网存在大量500/220kV电磁环网运行无法在短期内实施解环的特性,实现开环运行容易降低供电可靠性,合环运行面临潮流控制困难、短路电流超标这一矛盾问题。而系统运行主要是以提高局部电网运行可靠性为目的这一背景。提出了采用柔性直流输电系统安装于电磁环网低压侧通道实现合环运行的方案。利用柔直的不向系统注入短路电流、有功无功可实现独立解耦控制等众多优势。研究了这种方案下柔直的控制保护系统系统方案的基本策略,包括柔性直流输电系统的基本保护策略,基于贵州电网环网的整体控制保护不同控层级的设计原则及设计方案。最后以贵州六枝、普定变的220千伏的电压层级安装柔性直流背靠背装置为仿真研究对象,仿真结果表明：该设计方案可以有效的保护柔直在电磁环网应用场景下的的安全稳定运行。     

基于滑模控制的PMSM直接转矩控制系统的研究

传统的直接转矩控制采用六区间的圆形磁链控制,转矩脉动大,控制性能较差,而且考虑定子电阻压降的影响时,其区间选择存在缺陷。针对以上问题,文章提出了基于十二电压空间矢量的直接转矩控制策略,建立了永磁同步电动机的十二电压空间矢量直接转矩控制系统,制定了相应的开关原则,并采用滑模变结构控制策略设计速度调节器,取代传统的PI调节器,以增强系统的抗干扰和抗参数摄动的鲁棒性。仿真结果表明,该系统的定子磁链和转矩脉动较小,系统动、静态响应良好。     

Vienna整流器模型预测直接功率控制研究

针对Vienna整流器非线性系统,提出了内环采用模型预测直接功率控制(MPDPC),外环采用滑模变结构控制(SMVSC)的双闭环控制策略。首先建立其数学模型,求出整流器输入功率和中点电位偏差的预测值,然后通过外环求得系统有功功率和无功功率的给定值;最后输出使系统评价函数最小的开关组合,达到对系统有功功率、无功功率和中点电位的快速准确控制,实现Vienna整流器的单位功率因数控制、直流电压稳定输出以及中点电位平衡。仿真和实验结果表明了所提方案的有效性和可行性。     

双馈风电机组的自适应神经网络保性能虚拟同步机控制

近年来，可再生能源的电网渗透率逐年提升，电网对可再生能源参与一次、二次调频的需求也愈加紧迫，虚拟同步机技术（VSG）应运而生.VSG能够赋予新能源机组主动参与电网调频的能力，然而当VSG应用于双馈感应风力发电机（DFIG）时，存在动态过程中转子电流超出转子侧变流器（RSC）容量的风险.本文提出一种应用于DFIG的保性能虚拟同步控制器，通过使用误差映射函数将输出受限的系统转化为等价的不受限系统，并使用李亚普诺夫方法设计保性能控制器，保证转子电流在调频、故障穿越等强动态过程中不超过任意人为设定的限制；此外，利用神经网络自适应策略，对发电机组中的不确定动态特性进行补偿，从而获得理想的控制效果.最后，本文通过大量仿真验证了所提控制策略在调频能力、转子电流控制和应对参数偏差等方面的控制性能.     

含高渗透率光伏的低压配电网电压控制方法

传统控制方法在配电过程中,无法保证低压配电网各时段的负荷值在一定范围内,导致控制效果不佳。为了解决这一问题,该文提出含高渗透率光伏的低压配电网电压控制方法。依据高渗透率光伏电源的工作原理,指出输出功率和输出电压之间的关系,分析高渗透率光伏特性。在此基础上根据高渗透率光伏的线路结构,估算最大允许电压的有功功率,以此分析电压过高或者电压过低异常控制,完成含高渗透率光伏的低压配电网电压控制方法的设计。在仿真实验中,以IEEE33节点系统为例,测试传统方法与所建方法各时段的负荷值是否在一定范围内。实验结果表明,所建方法输出有功功率和无功功率结果有一定的规律可循,且负荷值一直保持在0.7 kVA。通过上述数据表明,所建方法比传统方法控制效果更佳。     

新型双馈风力发电机有功功率平滑控制策略研究

针对由于风能的不确定性、风力发电机的大惯性以及风力发电系统的响应延迟性等造成的风力发电机输出有功功率在一定范围内有波动的问题,提出了一种新型双馈风力发电机有功功率平滑控制策略。该控制策略在全风速范围内采用变浆与变速协调控制策略,并在其基础上增加了一个有功功率误差控制环节,将转子电压辅助控制指令值作为反馈量加入原来的转子电压控制指令值,通过控制SPWM脉冲发生器来实现风力发电机定子输出有功功率的平滑控制。Matlab/Simulink仿真结果表明,与传统有功功率控制策略相比,该新型有功功率平滑控制策略有效抑制了双馈风力发电机输出有功功率的波动。     

无线传感器网络拓扑控制研究

随着无线传感器网络的广泛应用,传感器节点的部署环境也更加复杂,网络性能受到很大影响,通过优化拓扑结构,最大化利用节点有限资源成为拓扑控制研究的重要内容,网络拓扑控制在延长网络生命周期、节约节点资源、降低网络干扰等方面发挥着重要的作用,它能够提高路由协议和MAC协议的效率,为数据融合、时间同步和目标定位等很多方面提供基础。设计实现一种高效的拓扑控制机制已成为无线传感器网络的研究重点,该文中主要是针对现有的部分拓扑控制算法进行了分析和比较。     

基于遗传算法的HVDC系统控制参数优化

高压直流输电技术以其大容量远距离输电、交流系统之间的异步互联、传输功率快速可控等优点在我国得到了广泛应用,高压直流系统的控制参数直接影响到直流输电系统的运行特性,因此对高压直流系统控制参数的优化显得尤为重要。本文以传统高压直流系统为研究对象,以MATLAB/SIMULINK为仿真平台,基于采用简单记忆法策略,即在每代寻优结束后,将最优个体保留在适应度最低的个体的位置方法对传统遗传算法进行改进,并采用改进后的遗传算法对高压直流控制参数进行优化。应用MATLAB将遗传算法和高压直流系统模型相结合进行仿真,通过多次迭代得到优化的控制器参数。同时,将优化后的控制器参数与原始参数的鲁棒性进行比较,证明了控制器参数优化的必要性以及遗传算法优化控制器参数的可行性和优越性。