基于状态反馈精确线性化单相全桥逆变器的最优控制

基于状态反馈精确线性化和二次型最优控制方法,提出了一种新型单相逆变器非线性控制策略.建立了单相全桥逆变器的仿射非线性模型.采用状态反馈精确线性化方法,推导出非线性状态反馈表达式,实现非线性系统的线性化.基于无源性控制思想,提出一种二次型性能指标,利用二次型最优控制对状态反馈系数进行优化设计.该文所提控制系统结构简单,成本低,易于数字实现.数值仿真和实验结果验证了所提方法的正确性.基于所提控制方法的系统输出无稳态误差,输出电压谐波畸变率小,并对负载扰动具有较强的鲁棒性.     

基于自适应最小二乘支持向量机逆系统的链式STATCOM控制策略

对链式静止同步补偿器(static synchronous compensator,STATCOM)建立了非线性数学模型,采用逆系统反馈线性化的方法,构造了伪线性系统,并且将系统实现解耦。由于开关管IGBT的变化随时性及模型的不确定性,常常引起非线性模型参数的变化。为了解决这一问题,采用最小二乘支持向量机自适应地估计动态的模型非线性部分,通过反馈的方式加入到逆系统的输入端,从而补偿掉实际系统模型中的非线性部分,实现真正意义上的伪线性模型。由于是线性系统的解耦模型,采用线性二次型最优控制算法,实现配电网的无功补偿。仿真和实验结果表明,所提的算法很好地解决了配电网的无功补偿问题,且具有很好的鲁棒性和动态性能。     

具有执行器饱和与随机非线性扰动的离散系统模型预测控制

针对具有执行器饱和与随机非线性扰动的离散系统,提出一种模型预测控制器设计方法。通过引入一个服从Bernoulli分布且已知条件概率的随机变量描述系统的随机非线性扰动,根据预测控制的滚动优化原理,在每一采样时刻,求解保证无穷区域二次性能指标期望值的上界达到最小的优化问题。运用Lyapunov稳定性理论,给出了保证控制算法可行性和闭环系统随机稳定性的充分条件。最后通过仿真验证了所提控制方法的有效性。     

基于间隙度量和二次型优化的电站主汽温控制

提出了一种基于反馈线性化、间隙度量和二次型最优控制的非线性系统控制器设计方法。非线性被控对象在不同平衡点线性化后得到若干线性系统模型,通过计算可以得到各个线性系统模型之间的间隙度。依据间隙度理论,合理选择标称系统 P 以及设计其相应的控制器 K,得到反馈系统(P, K),从而使得非线性系统全局稳定,PID 控制器参数采用二次型最优控制准则求得。采用该文所提方法对某超临界600 MW直流锅炉主汽温系统4种典型工况进行仿真控制,结果表明了该方法的有效性,且控制性能优于常规的串级PID系统。     

基于扩展二次锥规划的最优潮流模型研究

针对最优潮流(Optimal Power Flow,OPF)随着系统规模的增加出现求解效率偏低问题,建立了一种基于扩展二次锥规划(Extended Second-Order Cone Programming,ESOCP)的最优潮流矢量化模型。该模型由非线性OPF变形得到。其中节点功率方程等价转换为线性表达式,在采用原始-对偶内点法对其求解时,可以有效降低海森阵的稠密度,提高求解效率,并能保持内点法优良的求解特性。同时利用电力网络的支路节点关联关系对模型约束条件进行预处理,减少约束和变量数,令算法计算性能和求解效率得到大幅提高。通过对IEEE-4到300节点5个标准系统以及一个1047实际系统进行仿真计算表明:ESOCP-OPF模型与变形前OPF模型计算结果一致,说明所提模型是正确且有效的。所提预处理方法进一步提高计算效率,且对大规模系统更有效,具有较好的实际应用价值和前景。     

基于模糊Lyapunov函数的机炉协调跟踪控制器设计

针对火力发电机组具有强非线性,现场运行中存在参数变动等特点,提出了一种基于机炉协调系统的T-S模糊模型进行鲁棒跟踪控制器设计的方法。首先针对一个锅炉—汽轮机模型中存在的非线性项,利用替换拆分方法,并考虑了参数变动因素,建立了系统的T-S模糊不确定参数模型。然后利用并行分配补偿方法设计模糊控制器,基于模糊Lyapunov函数进行控制系统的稳定性分析,借助线性矩阵不等式方法(linear matrix inequalities,LMI)将稳定性判据转换成凸优化问题,得到了宽松的系统保性能稳定跟踪控制率。最后将所设计的控制器用于机炉协调系统的跟踪控制,通过对比验证,证明了所提方法的有效性。     

低压配电系统单相非线性负荷谐波诺顿模型研究

谐波诺顿模型是一种简化的非线性负荷谐波模型,其构造和使用都是有条件的。对利用两种不同运行状态下的电压和电流波动量构造模型的方法(波动量法)进行理论分析,结果表明:电压波峰系数是影响低压配电系统单相非线性负荷谐波诺顿(Norton)模型成立的关键因素;模型只能在相同的波峰形态下构造(平顶或尖顶),且仅适用于相应的电压波形环境。实验和系统实测数据验证了这一结论。大量的实测结果还表明:在民用低压配电系统中,供电电压几乎均呈平坦波形,这为非线性负荷的谐波Norton模型参数提取提供了良好的构造和使用条件。文中还对通过投切电容器产生电压和电流波动量的方法进行了合理性分析,证实所提方法能有效地获取负荷谐波Norton模型参数。     

基于逆系统方法的单相并联APF控制策略研究

单相并联型有源电力滤波器是一个耦合的非线性系统。首先根据基尔霍夫定律建立系统的周期平均模型,然后在平衡流形领域重构系统状态,基于逆系统方法对重构后的系统模型进行反馈线性化,得到解耦的伪线性系统。最后针对该伪线性系统采用线性二次型最优控制方法设计了满足一定性能指标的控制器。通过仿真实验,验证了该控制器不仅可以保证闭环系统稳定,同时还具有良好的动态补偿效果。仿真结果证明了文中所提方法的正确性和有效性。     

基于动态演化理论的SMES变流器控制策略

超导磁储能(SMES)中的变流器及其控制方法对SMES的储能效率和可靠性运行有很大的影响,传统比例积分(PI)控制方法的参数难以整定并且容易出现超调而不能适用于复杂的非线性系统,因此提出动态演化控制(DEC)。该控制方法是一种非线性控制策略,其主要思想是通过迫使误差函数按照演化路径随时间逐渐趋近于0,从而来控制参数的严格误差调节,有效提高了SMES系统运行时的稳定性和鲁棒性。在MATLAB/Simulink中对所提控制方法在不同算例下的有效性进行验证,仿真结果表明了所提方法具有响应速度快、鲁棒性强、稳定性高的特点。     

永磁同步电动机的非线性PI速度控制

永磁同步电动机(PMSM)是典型的非线性系统，该文考虑了齿隙转矩、谐波转矩等转矩波动和各种不确定扰动，建立了包含非线性不确定项的PMSM数学模型。针对所提模型，采用非线性PI控制方法实现速度控制，得到具有鲁棒性能的控制器。非线性PI控制摒弃了传统自适应控制方法对不确定系统控制时所采用的参数辨识加反馈控制器设计的结构，不需要知道非线性不确定函数的具体形式，通过确定该函数的界来设计控制器的参数，使系统能够达到全局渐近稳定或者实现对参考信号的跟踪。仿真结果表明了控制算法的有效性。     

220 kV变电站10 kV直供负荷的改善措施及其经济分析

为了协调220 kV与110 kV变电站布点关系,结合某省220 kV变电站三卷变压器10 kV低压侧直接向负荷供电（简称直供）的实际情况,对全省220 kV变电站进行统计分析,研究其直接供电的现状及运行中反映的问题,并有针对性地从技术和经济层面提出解决办法：对10 kV直供负荷供电时,将配电网规划和10 kV直供负荷相结合,优化配电网的结构,合理利用220 kV变电站的容量,由220 kV变电站向周边10 kV负荷系统直接供电,在确保供电可靠性的情况下,控制10 kV线路的送电距离。以上措施可挖掘现有电网的供电潜能,降低线路损耗,使电网布局更趋合理。     

锅炉停用保护剂对水汽氢电导率的影响研究

电站锅炉停用保护剂多采用十八胺和表面活性胺。对这2种停用保护剂进行了应用效果对比研究,即对湿冷机组、空冷机组采用十八胺或表面活性胺、有无凝结水精处理系统等6台机组停机和启动过程中给水、主蒸汽和凝结水的氢电导率变化情况进行分析。研究结果表明：在停机过程和启动过程,2种保护剂均会在水汽系统中发生部分分解,导致水汽系统的氢电导率显著升高;表面活性胺和十八胺比较,使用前者,机组启停机过程可保持凝结水精处理系统正常投运,因而可使水汽质量迅速达标,对机组安全运行有利,因此推荐采用表面活性胺作为锅炉停用保护剂。     

大规模储能系统发展现状及示范应用

随着储能技术的飞速发展,大规模储能系统已经成为保证电力系统可靠供电的一个重要手段。介绍了储能技术的类别及其在电力系统中的作用,并阐述了其在电力系统中的应用研究现状和目前的主要示范应用实例,论述了储能技术未来发展趋势。     

基于电流变化率的准恒频滞环电流控制方法

针对滞环电流控制存在的开关频率不固定,设计输出滤波器困难的缺点,通过对开关频率与滞环环宽关系的分析,提出了一种根据电流变化率调节环宽的准恒频滞环电流控制方法。控制方法根据电流变化率来实时调节滞环控制的环宽,实现开关频率的恒定;具有响应速度快和稳定性好的优点,同时克服了滞环电流控制开关频率不固定的缺点;较已有方法计算量小,不依赖于系统参数,容易实现,并通过理论推导和仿真证实了方法的可行性和正确性。     

智能变电站中高频开关电源技术应用

高频开关电源因其性能可靠、体积小、效率高等优点,已广泛应用于智能变电站直流系统中,为变电站安全、可靠运行提供保障。首先简单介绍了交直流一体化电源系统,然后分别对直流充电模块、通信电源模块、UPS电源模块作了详细分析,重点研究了高频开关电源的N+1冗余技术和均流技术。通过研究发现,这2种技术的应用提高了高频开关电源模块的可靠性。高频开关电源能够满足智能变电站对直流系统可靠性的要求。     

What’s next for Cuba’s electricity sector?

Cuba’s electric sector is approaching an inflection point. Although the country has historically relied upon non-commercial barter agreements for imported oil to meet its electric demand, a combination of factors including reducing imports, increasing demand, and ambitious climate change goals suggest new pathways forward may be warranted. The way Cuba responds to near- and long-term challenges will help set the stage for its energy future. This article describes Cuba's electric sector and provides a set of key recommendations to consider going forward.     

微电网概率性最优的储能容量研究

针对可再生能源发电受外界环境影响较大、难以控制,接入微电网后对其安全运行带来很大挑战的问题,指出在微电网中接入储能装置可有效地解决此问题;研究了微电网孤岛运行时储能容量的确定方法,提出了一种概率性最优的储能容量确定方法：计算了微电网调度出力与负荷需求的功率差额,并根据其概率函数密度曲线确定储能系统的最大充放电功率;根据储能系统不同时刻其充、放电量累计值的概率函数密度曲线,求出其最优储能容量,使电网能实现经济效益最优和可再生能源利用率最大。采用该方法确定微电网储能容量,具有求解方法简捷、所需储能容量小的特点。     

550 kV SF6 气体绝缘高海拔套管绝缘屏蔽结构

介绍了550 kV SF6气体绝缘金属封闭式组合电器（GIS）高海拔套管的绝缘屏蔽结构参数对电场分布的影响。针对套管单屏蔽结构方案,通过有限元法研究了接地屏蔽层翻边结构参数组合对套管内部最大电场强度的影响;研究了接地屏蔽层高度对GIS套管内外绝缘电场强度分布的影响。从而通过最优化接地屏蔽层高度和接地屏蔽层翻边结构参数组合,得到合理的套管内外电场分布,有效解决了高海拔型套管外绝缘修正后的内外电场分布均匀化问题,为550 kV SF6气体绝缘高海拔套管的绝缘结构设计提供了理论依据。     

1 000 kV皖南-浙北特高压线路工频参数测试干扰及结果分析

特高压线路工频参数测试干扰分析是选择适合工频参数测试方法及测试结果分析的重要基础。测试了1 000 kV皖南-浙北特高压线路正序和零序参数测试期间的干扰电压信号,分析了其频谱特征;在此基础上,通过与正序参数仿真计算值的对比分析了正序参数实际测试偏差。结果表明：皖南-浙北特高压同塔双回线路工频参数测试期间,干扰电压存在“三相不平衡性及时变性”的特点;工频法和异频法2种不同方法得到的线路参数测试结果存在一定差异;干扰电压“时变”时,线路工频参数测试宜采用异频法。