基于自适应虚拟同步发电机系统的微网逆变器控制策略研究

考虑到分布式能源并网后对电网系统带来的高渗透率影响,加之传统的并网逆变器不具备旋转惯性的优势,这会增加系统的运行风险.结合风电场多端直流输电系统,提出了一种基于自适应虚拟调速器功能的自适应虚拟同步发电机控制策略.结合虚拟同步调速器模块,建立了具有惯性响应和一次调频能力的虚拟同步发电机控制策略.但考虑到分布式电源的波动性和间歇性特点,在长期运行过程中,功率供需不平衡将会导致储能设备的荷电状态超过安全运行范围.基于此,将根据荷电状态调整下垂系数的方法拓展到基于虚拟调速器VSG控制之中.通过引入自适应下垂特性的概念,使用平移下垂特性的方法对VSG控制做了进一步改进,改进后的VSG控制减少了对系统稳定性的影响,更有利于实现有功功率的合理分配与荷电状态的快速调整.通过Matlab/Simulink工具建模仿真,且仿真结果验证了所提控制策略的合理性.     

基于自适应参数虚拟同步机的微电网稳定控制

随着分布式发电技术与微电网技术的快速发展,现代电力系统尤其是微网中的电力电子化程度越来越高。微电网中电力电子变流器因缺乏必要的惯性和阻尼成分,从而影响到系统稳定。针对此问题,文章通过模拟传统同步机转子方程,基于下垂控制添加虚拟惯性和阻尼,搭建了用于逆变器控制的虚拟同步机控制模型;研究了惯性和阻尼参数对虚拟同步稳定控制效果的影响,进而通过设计合理的触发机制提出了自适应参数虚拟同步控制策略,可根据控制需求灵活切换自适应参数调整模式。最后的仿真验证和对比分析表明,所提策略一定程度上有利于增强系统的频率和功率稳定。     

基于运行方式的城轨交通牵引站谐波电流分析

为保证城市轨道交通供电系统的安全可靠和经济合理,其牵引站的运行方式具有多样性,不同的运行方式对供电系统电能质量造成不同的影响。首先讨论了牵引站的不同运行方式,通过理论计算和仿真模型对城市轨道交通牵引站不同运行方式下谐波电流进行分析,并研究了某实际城市轨道交通牵引供电系统非特征次谐波产生的原因,研究结论对城市轨道交通供配电系统设计和运行管理提供一定的借鉴。     

基于模糊自适应策略的大功率牵引电机定速控制

为了提升大功率牵引电机定速控制精度,提出了一种模糊自适应控制方法。根据外部条件的变化,利用输入输出的模糊关系来自适应调节给定牵引/制动力矩,采用Butterworth滤波器对输出给定力矩进行滤波并利用积分环节来消除稳态误差,以获得良好的控制性能。以某型机车大功率牵引电机为测试对象,对各种复杂运用工况算法控制效果进行对比仿真测试,验证了所提算法的有效性和优越性。     

基于RBF的VSG虚拟惯量和动态阻尼补偿自适应控制

虚拟同步机(virtual synchronous generator,VSG)技术可以使并网逆变器具有与同步发电机类似的外特性。VSG系统暂态稳定性的主要影响因素是虚拟惯量和阻尼系数,但现有的控制策略在参数调节过程中存在灵活性不足的缺点,不能有效解决系统暂态稳定性和暂态恢复时间的问题。针对这一问题,提出动态调节阻尼补偿量的概念。将阻尼系数和阻尼补偿量共同作为系统的等效阻尼系数,设计了基于径向基函数(radial basis function, RBF)的VSG虚拟惯量和动态阻尼补偿自适应控制策略,实现了参数之间的解耦,使系统的阻尼随着系统频率的变化进行动态调整。通过建立VSG数学模型,确定了参数的具体取值范围。最后,在仿真平台上搭建VSG系统,分别在出力波动和低压穿越两种工况下验证了所提控制策略相较于传统RBF控制策略的优越性。     

VSG惯量及阻尼的协同自适应控制研究

针对常规自适应控制的虚拟同步发电机在微网变化后虚拟惯量及阻尼之间不协调的调整可能导致系统出现较严重的频率波动问题,设计一种新型的虚拟同步发电机参数协同自适应控制策略。首先,结合扰动发生后系统在不同阶段暂态能量转换过程,提出一种指数型虚拟惯量自适应控制技术方案;然后,基于系统动态特性指标要求,在虚拟惯量和阻尼之间建立一种函数关系,并给出关键参数选取原则和具体范围,使惯量和阻尼协同调节以保持系统始终处于最佳阻尼比状态;最后,通过仿真对比证明了所提策略的优越性。     

基于自适应虚拟阻抗的牵引辅助逆变器并联控制

针对传统下垂并联控制法因各列车辅助逆变器线路阻抗不一致导致系统环流较大、功率分配不均及负载电压跌落问题,提出一种基于自适应虚拟阻抗的下垂并联供电控制策略。详细分析列车辅助逆变系统传统下垂并联控制策略及辅助逆变器输出阻抗对系统性能的影响,采用自适应虚拟阻抗对列车辅助逆变器并联供电系统中各模块输出线路阻抗进行调整,使其接近一致,抑制因线路阻抗差异导致的并联供电系统环流,实现功率均匀分配的有效控制。以电压跌落补偿方法解决因线路阻抗及虚拟阻抗引入导致的负载电压跌落问题,并最终设计列车辅助逆变器并联系统双闭环解耦控制结构,实现系统中电容电感元件的解耦控制。仿真和降功率实验系统测试表明,所提控制策略具有有效性与可行性。     

城轨牵引供电系统多尺度和多物理域建模仿真方法

城轨牵引供电系统实际运行涉及电、磁、热、力等多物理域耦合作用,以及多时间、空间尺度变化过程。然而,传统建模仿真方法尺度分离、机理单一,难以对系统的多尺度和多物理域状态进行统一描述及全面分析。因此,首先提出一种城轨牵引供电系统多尺度和多物理域建模仿真方法,采用Simscape平台和模块化、组件化、可视化建模思想,设计多尺度和多物理域的系统级建模框架;然后基于并行协同交互策略,提出一种模式自适应的多尺度仿真方法,实现多尺度模型之间的有机高效融合;接着基于分级多域反馈,提出系统级的多物理域仿真方法,保证多物理域模型的耦合交互仿真;最后基于仿真验证了所提出的多尺度和多物理域建模仿真方法的有效性,表明多尺度和多物理域模型能够统一描述系统在多个物理域下的宏观及微观特性,全面、充分地表征系统运行的实际物理过程。     

多虚拟同步机系统的自适应滑模变结构控制方法

虚拟同步机是一种可以改善分布式能源并网兼容性的技术手段。目前有关虚拟同步机滑模控制的研究大多数仅针对于单机系统。由于单机系统无需考虑多机系统中出现的虚拟惯量等参数之间的耦合影响,这导致现有的滑模变结构控制策略不适用于多虚拟同步机系统,当功率波动时系统频率有可能产生振荡。针对上述问题,提出了多虚拟同步机虚拟惯量的整定判据,并基于整定判据提出多虚拟同步机系统的自适应滑模变结构控制策略,可以使系统中各台机组在扰动状态下输出稳定频率。通过自适应滑模变结构控制策略使得多虚拟同步机组在功率波动时输出稳定的频率,从而避免系统频率失稳。最后,通过搭建PSCAD仿真模型验证了理论分析的正确性及有效性,所提控制方法可提高多虚拟同步机系统的稳定性与鲁棒性。     

基于PWM整流器的城轨牵引供电系统研究

对基于多PWM整流器单元多重化并联结构的新型能馈式城轨牵引供电系统进行了研究。该系统充分发挥了PWM整流器直流输出特性可控,交流侧谐波成分小,能以单位功率因数运行以及交直流两侧能量能双向流动等特点,克服了传统牵引供电系统的不足。系统中采用移相电压空间矢量调制技术(PS-SVPWM),提高了装置的等效开关频率,进一步降低了交流侧的谐波成分,并采用多PWM整流器并联控制策略实现了各PWM整流器模块的负载均衡控制。同时,在系统内部采用网络技术结合虚拟仪器技术实现了对装置的远程控制和监测。通过实验对该牵引供电系统的控制方法和设计理念进行了验证。     

用于应急的移动储能系统集群协同控制综述

在"双碳"政策的加持下,储能行业发展迅猛,移动储能系统作为一种新兴结构在应急场景和快速响应场景中应用前景广阔.合理的集群协同控制是实现移动储能系统智能化、灵活调控的关键.该文首先结合应急场景特性对移动储能的发展历程与应用现状进行了梳理;其次,对移动储能系统的模型、结构进行了分析;然后,对移动储能系统协同控制研究现状进行...     

城市轨道交通直流牵引供电系统接入对电网电能质量影响的分析

文中首先建立了城市轨道交通直流牵引供电系统接入电网的仿真模型;然后,阐述了电能质量评估指标,提出了结合城轨机车工况、数量组合两个维度的仿真场景设置方案;最后,以成都市轨道交通为例,仿真分析了接入点的电压偏差、谐波电压和谐波电流.     

基于虚拟领导者一致性的大规模微电网智能协同分层控制

针对微电网布局分散、难以集中协调控制,且运行期间母线电压存在严重脆弱性的问题,以微源并网逆变控制器作为智能体,以电能质量指标为一致性目标,构建微电网协同分层控制结构,底层采用下垂控制调节负荷变化引起的电压偏差,上层以逆变器输出电压为一致性目标,动态优化各微源的电压给定值,提高系统稳定性及母线电压控制精度.针对弱电网状态...     

基于多智能体系统的分布式风储协同频率控制策略

随着风电渗透率逐渐提高,缺少传统调频资源的电网将面临频率安全稳定问题。因此提出一种基于多智能体系统的分布式风储协同频率控制策略。首先,各智能体利用平均一致性算法实现全局信息精确分享。然后,根据获得的全局信息,利用分布式经济性算法确定各台风电机组的最优减载率。当电网发生频率扰动时,各智能体通过分布式方法整定控制参数,控制相应风储设备协助同步发电机组参与惯量响应和一次调频。最后,通过仿真验证了所提控制策略的有效性。结果表明,所提控制策略能够保证电网频率满足动态响应指标。     

含柔性多状态开关的配电网分布式自适应控制EI北大核心CSCD

柔性多状态开关是一种具有潮流互济和电压支撑功能的新型电力电子装置。考虑到未来配电系统的较强随机性、快速变化性以及对主动优化和响应时间的需求,针对含柔性多状态开关的配电网,需要对分布式自适应控制技术进行研究。该文提出基于多智能体系统的分布式自适应控制基本思路,构建含柔性多状态开关的配电网控制总体架构;提出基于考虑约束条件的改进离散一致性算法和无模型自适应控制理论的控制策略,实现馈线负载率和电压的分布式自适应控制;通过改进的33节点配电网,验证了该方法的有效性,并进一步比较分析了控制效果以及控制策略的适用性。     

基于纵横交叉算法的储能系统自适应控制策略

大量储能设备通过虚拟同步机（VSG）并入电网时,传统固定惯量和阻尼控制策略中,控制参数选取不当会造成调节时间长或超调量大,且无法充分发挥VSG控制灵活的优势。为此,提出了基于纵横交叉（CSO）算法的储能系统自适应控制策略,首先,建立了储能系统VSG系统,将储能VSG系统频率的误差与电压总谐波畸变率之和的最小值作为CSO的目标函数,并引入电池的荷电状态（SOE）约束求解最佳惯量以及阻尼,该算法收敛速度更快且有效地规避了参数局部解。在此基础上,设计一种改进的惯量阻尼自适应控制策略,有效地改善了VSG的动态性能。最后,通过Matlab/Simulink搭建仿真模型,验证了所提策略的有效性。     

基于自适应旋转惯量VSG控制策略光储微网系统

针对光伏储能并网发电系统采用常规虚拟同步机VSG(virtual synchronous generator)控制策略在负荷扰动时系统的稳定性和动态性能欠佳的问题,本文提出一种基于自适应旋转惯量VSG控制策略的光伏储能并网发电系统.在常规VSG控制策略的基础上,利用同步发电机的功角特性曲线及转子角速度振荡周期曲线,分析...     

基于自适应迭代学习的多智能体系统编队控制

针对带未知时变参数的非线性多智能体系统的编队问题,提出一种分布式自适应迭代学习控制策略。首先,通过傅里叶级数对系统的不确定参数进行展开,采用一个收敛级数序列处理傅里叶级数展开产生的截断误差,结合多智能体运行过程中的编队误差推导自适应迭代学习控制律和参数更新律;其次,针对领导者动态对大部分智能体都是未知的情况,设计新的辅助控制来补偿未知动态和避免未知有界干扰;然后,基于李亚普诺夫能量函数证明了在所设计控制律作用下多智能体系统编队误差随着迭代次数的增加在有限时间内趋于0;最后,将该控制策略运用到多无人机编队系统中,并通过搭建半物理实验平台,验证了控制方法的有效性。实验结果表明该控制方法可以确保多智能体快速形成所需编队,并且每个智能体在有限时间内可以精确跟踪期望轨迹。所提方法充分考虑了多智能体系统的参数不确定性以及抗干扰的能力,为实际应用中复杂多智能体系统的精确控制提供了有效的方法。     

基于虚拟同步机的双馈风电机组自适应控制

为了保障风机参与有功调频后的运行稳定,在研究双馈风电机组的虚拟同步控制的基础上,切实考虑了风机运行工况和电力系统调频需求两方面的情况,将风速和频率偏差值作为模糊逻辑控制器的输入信号,来相应地调节虚拟同步机的虚拟转动惯量参数,实现了双馈风电机组参与有功调频的自适应控制。仿真结果表明,采用该方案的双馈风电机组在保障自身平稳运行的同时,能适应不同的风速和电力系统的调频需求,合理地调整自身的调频出力水平。