直流微电网改进虚拟直流电机控制策略

针对已有虚拟直流电机(VDCM)控制增大直流母线电压稳态误差的问题,提出一种改进VDCM控制策略。通过分析传统VDCM模型中阻尼系数对母线电压稳态误差及储能变换器控制系统阻尼特性的影响规律,提出一种去掉阻尼系数环节的改进VDCM控制策略。该控制策略既能提高直流变换器的阻尼特性,又能消除阻尼系数对直流母线电压稳态误差的影响,提升直流母线电压的稳定性。仿真和实验结果表明了改进VDCM控制策略的正确性和优越性。     

含虚拟惯性控制的直流微电网稳定性分析EI北大核心CSCD

为分析不同类型虚拟惯性控制对直流微电网产生的影响,首先建立了各电源与负载侧换流器的小信号模型,并分析了电网与蓄电池侧换流器在应用不同虚拟惯性控制时,其换流器端口的动态响应特性以及阻抗特性。其次,考虑到多换流器交互引起的稳定性问题,建立直流微电网的等效阻抗模型,根据阻抗匹配准则,分析了在不同控制模式下控制器与系统参数变化对系统稳定性的影响规律。根据稳定性以及动态特性分析可得出,在蓄电池侧换流器应用虚拟发电机型惯性控制可以使系统获得更好的动态特性与稳定边界。最后在Matlab时域仿真与RT-LAB实时仿真平台上分别建立了直流微电网仿真模型,并对相关理论分析进行了验证。     

基于P-U下垂特性的虚拟直流电机控制策略

直流微电网中传统P-U下垂控制由于只具备下垂特性、缺乏惯性,无法抑制直流母线电压波动,当网内功率突变时,直流母线电压瞬态特性较差,平稳性低.为抑制直流母线电压波动,提升直流母线电压动态稳定性,提出一种基于P-U下垂特性的虚拟直流电机(VDCM)控制策略.通过模拟直流电机机械惯性,将直流电机机电暂态响应过程与下垂控制特性...     

直流微电网的储-荷虚拟直流电机优化控制技术

为提升虚拟直流电机（VDCM）控制对直流微电网的电压惯性与阻尼支持能力,并改善负荷侧的电压响应,提出了储-荷VDCM优化控制技术。通过类比直流电机的外特性建立储能侧和负荷侧VDCM动态模型。对VDCM控制进行改进,在储能侧对系统提供惯性支持,在负荷侧对系统施加阻尼控制,从而消除储能侧VDCM中电压惯性和阻尼的冲突,为系统母线提供足够的动态支撑。在此基础上,设计负荷侧惯性灵敏度控制环节,使储-荷VDCM能够为负荷提供灵活可控的电压惯性。根据李雅普诺夫稳定理论,分析所提VDCM优化控制对系统的稳定支持作用,根据分析提出参数优化方案,并利用时域仿真分析,验证所提控制策略的有效性。     

基于虚拟惯性控制的光伏直流微电网稳定性分析

在“双碳”目标下,直流微电网呈现低惯性特性,这对系统稳定运行造成不利影响。建立基于母线节点导纳网络的负反馈模型,利用其等效开环函数对系统稳定性进行分析。针对系统稳定裕度不足,提出将虚拟惯性控制引入光伏单元,实现光照变化较大情况下的母线电压平滑输出。理论分析与实验结果表明,所提控制方法在保证光伏利用率的基础上,对母线电压波动的抑制效果明显。     

虚拟直流电机的参数自适应控制策略

为了提升直流微电网的稳定性,虚拟直流电机控制被应用于直流变换器中,使变换器具有直流电机的外特性。但传统参数恒定的虚拟直流电机控制较难在提供惯性与阻尼支撑的同时实现较佳的动态性能。针对该问题,文中以Buck变换器作为研究对象。首先,建立虚拟直流电机控制小信号模型,分析了负载功率突变时转动惯量和阻尼系数对输出电压动态特性的影响。在此基础上,提出了虚拟直流电机参数自适应控制,给出了转动惯量和阻尼系数自适应调节原则和参数整定方法。最后,仿真与实验结果表明,相比传统虚拟直流电机控制策略,所提控制策略使系统在提供惯性和阻尼支撑的同时具有较快的响应以及较小的超调,可较好地抑制直流母线电压的波动。     

基于改进虚拟直流电机的混合储能控制研究

针对直流微电网中负荷和分布式电源功率波动导致母线电压波动的问题,将扩张状态观测器(extended state observer, ESO)引入对虚拟直流电机(virtual direct current motor, VDM)的控制中,提出一种基于改进虚拟直流电机混合储能分频控制(ESO-VDM)方法。对VDM进行小信号建模,分析其惯性时间常数H和阻尼系数D对控制系统的影响并确定两个参数的值。在功率分频的情况下对锂电池采用电流闭环控制,对超级电容采用ESO-VDM控制,增强其惯性和阻尼特性。在Matlab/Simulink环境中进行仿真研究,仿真结果证明了所提控制算法充分利用了混合储能装置的优势,平滑了电池的输出功率,提高了直流母线电压的稳定性。     

基于虚拟惯性控制的直流微电网稳定性分析及其改进方法

虚拟惯性控制可以增强直流微电网的惯性,防止直流母线电压突变,但其对系统稳定性的影响还不明确。以基于虚拟惯性控制的直流微电网为研究对象,推导并网换流器和恒功率负载的小信号模型,得到电源侧输出阻抗和负载输入阻抗。根据频率分析法和阻抗匹配准则,分析虚拟惯性系数和恒功率负载对系统稳定性的影响。从阻抗匹配的角度出发,提出串联虚拟阻抗减小电源侧输出阻抗,从而提高系统稳定裕度。     

基于虚拟同步机控制的光伏发电带负载控制

本研究提出了以光伏电源代替直流电源的虚拟同步机控制策略,前级通过设置BOOST升压电路将光伏电池输出电压升高,经过后级逆变器将直流电转化为交流电带负载运行。BOOST电路采用最大功率点跟踪控制（采用基于电导增量法的MPPT控制）,以此获得光伏最大出力使输出保持在最大功率点,从而最大化利用太阳能。仿真结果表明,设计的光伏虚拟同步机可以模拟实际同步发电机的特性,并且相比于下垂控制为系统提供了惯性和阻尼,进一步验证了所提控制策略的有效性。     

基于微分补偿的虚拟直流电机控制策略

为解决储能变换器虚拟直流电机(VDCM)控制的阻尼系数增大直流母线电压稳态误差和对控制系统阻尼特性提升有限的问题,提出一种去掉阻尼系数环节并在其前向通道中加入微分环节的改进VDCM控制策略.建立改进VDCM环节小信号模型,得出微分系数不影响直流母线电压稳态误差;再建立直流母线电压改进VDCM控制的小信号模型,得出微分系...     

基于虚拟仪器技术的直流伺服电动机控制系统

硬件采用基于PC的NIPCI7354运动控制卡产生控制电压信号、NI7774通用运动控制接口连接驱动电动机;软件采用LABVIEW7图形化编程软件设计操作界面和控制程序。通过调用控制卡中的运动函数库,可以动态控制电动机的转速和转向,从而实现了在开环控制状态下同时对不同轴向直流伺服电动机的控制。     

外转子无刷直流电动机无位置传感控制技术研究

在详细介绍传统"反电势法"无位置传感控制技术的基础上,提出了一种改进的"反电势法"。该方法检测转子位置准确、电机可调速范围宽,最后搭建实验平台并用实验结果验证了该方法的正确性和可行性。     

基于无电感升压拓扑的无刷直流电机电流控制策略

该文利用MOSFET、二极管和电容设计一种结构简单的升压拓扑结构,用以驱动无刷直流电机.该结构无需电感,有利于减小驱动系统的成本与体积.结合升压拓扑的输出方式与无刷直流电机的运行方式,该文构建保证驱动系统正常工作的四种开关矢量,并进一步提出一种基于升压拓扑的无刷直流电机电流控制策略.在无刷直流电机的换相区及非换相区,通...     

带直流电流前馈的光伏逆变器预测控制策略

光伏并网逆变器的控制技术一直是可再生能源发电领域的研究热点。依据单相光伏并网逆变器的特点,在单级式拓扑结构中,通过对传统的电压电流双闭环控制方式的分析,提出了一种带直流电流前馈的光伏并网逆变器电流预测控制方法。该方法首先由并网逆变器的物理模型推导出电流预测控制函数,实现对并网电流的快速控制。分析结果表明,所提方法能加快电压外环的响应速度,使系统的动态响应更加优越,提高发电效率,减少并网电流的谐波。仿真和实验结果证明了所提方法的有效性和实用性。     

基于前馈控制的等离子体电源恒流控制策略

为抑制负载扰动对恒流控制的影响,针对等离子体负载需求,提出一种基于前馈控制的等离子体电源恒流控制策略。首先根据恒流源的开环传递矩阵,探讨输出导纳对恒流电源负载扰动的影响机理,然后在分析等离子体负载模型以及电弧放电所带来的负载扰动问题的基础上,将电压前馈控制引入电流闭环中。从降低恒流控制变换器的等效导纳的角度,进行电压前馈补偿函数的设计,并分析负载模型参数对前馈补偿函数的影响,对比引入电压前馈控制前后负载扰动的噪声衰减情况。仿真和实验结果表明,基于前馈控制的等离子体电源恒流控制策略能有效抑制等离子体负载突变对恒流输出的扰动,改善了恒流控制系统的动态响应性能,并对减少溅射镀层缺陷、提高膜层质量有良好的效果。     

基于非线性跟踪微分器的异步电机前馈控制

传统的异步电机转速电流双闭环系统中,为了避免高频噪声导致系统振荡,速度调节器和电流调节器都采用PI调节器.在要求电机转速快速跟踪给定信号且电机惯性较大时,PI调节器的积分滞后效应易导致速度环超调甚至振荡,单纯采用反馈控制很难解决快速性和稳定性之间的矛盾.采用前馈控制可使系统实现完全补偿,极大地扩展了系统带宽,从而改善了系统的快速性,同时可避免快速性和稳定性之间的矛盾.提出了一种基于非线性跟踪微分器的异步电机前馈控制技术,可用于对跟随性能要求高的随动系统.     

基于直接电流控制的BLDCM换相转矩脉动抑制

无刷直流电机传统的脉宽调压控制方式存在较大的换相转矩抖动,限制了它在高精度伺服控制系统中的应用。该文详细分析了无刷直流电机非换相电流与输出转矩与之间的关系,并以该电流为控制对象,研究了一种直接电流控制方式,结合两相导通控制模式,实现对电流的直接控制,进而控制转矩抖动。利用MATLAB软件将该控制方法与脉宽调压控制方法作对比仿真分析,仿真及实验结果证明,该控制方法能有效解决相电流及转矩波动较大的问题,并具有更好的负载响应速度和稳态性能。     

基于无差拍控制前馈的快速谐波电流复合控制策略

针对传统闭环控制在面向非线性冲击负荷谐波源时,存在动态响应慢的问题,提出了一种改进的快速谐波电流控制策略。该方法将基于电流预测的无差拍控制器嵌入比例谐振控制,结合无差拍控制和比例谐振控制优势,弥补传统闭环控制响应速度慢的固有缺陷,实现谐波电流快速精确跟踪。本文首先介绍三相三线制有源电力滤波器的连续时间数学模型,并通过后向差分的方法推导出相应离散化数学模型,得到应用于前馈的电流预测控制算法。在此基础之上,分析了基于无差拍控制前馈的快速谐波电流复合控制的设计过程。最后,通过仿真对所提控制策略进行分析,验证了所提方法的有效性和优越性。