基于辅助变量的永磁同步直线电机系统辨识研究

针对永磁同步直线电机系统在有色噪声干扰下的辨识问题,提出了一种基于辅助变量的模型参数辨识方法。分析并建立了永磁同步直线电机的数学模型和系统的开环传递函数,引入辅助变量对标准的递推最小二乘法进行改进,对夹杂有色噪声数据的系统模型进行参数辨识。同时,基于固定模型的变回归估计方法（FMVRE）辨识了系统中可能存在的纯延时环节因子。仿真结果表明:在有色噪声影响下,辅助变量递推最小二乘法的辨识精度要高于标准的递推最小二乘法,各参数估计值的误差均在4%以下,并且额外增加的计算量较少。辨识实验的结果也证明了辅助变量递推最小二乘法能够在有色噪声干扰下辨识出较为精确的系统模型。     

基于递推最小二乘法的虚拟同步发电机参数辨识方法

基于虚拟同步发电机(VSG)控制的逆变器能够为微网提供惯性和阻尼,提出一种VSG参数辨识方法,为微网的优化设计提供基础。首先建立了VSG输出功率对指令功率的二阶传递函数模型,然后根据基于VSG控制的逆变器在响应阶跃指令功率后的输出,利用模型参数与惯性和阻尼系数的关系,并基于递推最小二乘法辨识出逆变器提供的惯性和阻尼系数。进一步分析了稳态平衡点偏移以及双线性变换给辨识结果带来的误差,结果表明利用递推最小二乘法辨识VSG参数能够满足一定的精度要求。最后,通过MATLAB仿真和实验验证了所提参数辨识方法的可行性和有效性。     

CSME系统的EIV-RLS辨识建模法及其精度分析

非接触式同步电机励磁(CSME)系统因其补偿网络与拓扑电路的多样性,对建模方法的通用性与可移植性要求很高。针对传统建模方法严重依赖明确的电路拓扑和系统工作状态的缺点,提出初值为估计值的递推最小二乘(EIV-RLS)辨识建模法。采样CSME系统的输入、输出数据后,先进行数据变换,利用赤池信息准则(AIC)判断系统阶次,通过EIV-RLS算法得到系统参数估计值,建立系统的小信号模型。通过Matlab/Simulink软件,以串-串(S-S)型半桥-全波CSME系统为建模对象,分别对最小二乘(LS)、初值为零的递推最小二乘(ZIV-RLS)及EIV-RLS辨识法进行建模和仿真验证,对比分析了三种方法的精确度,并验证了EIV-RLS辨识建模法的通用性。最后,通过对CSME系统样机的实验测试,验证了EIV-RLS辨识建模法的有效性和精确性。     

建立冷水机组能耗模型几种方法的比较与分析

通过对中央空调系统中冷水机组的运行分析,采用最小二乘法、递推最小二乘法、广义最小二乘法及广义递推最小二乘法建立冷水机组的能耗模型。以西安建筑科技大学智能建筑研究所的变风量中央空调系统的运行数据为样本,比较并分析了不同辨识方法对辨识精度的影响,确定了适用于冷水机组历史运行数据辨识的方法。结果表明,采用广义最小二乘法辨识冷水机组模型参数,提高了冷水机组能耗模型的辨识精度,为系统进一步优化提供了可靠依据。     

锂离子电池建模及其参数辨识方法研究

建立精确的锂电池动态模型是保证锂电池储能系统安全、可靠运行的前提,针对建模过程中检测量伴有不确定性噪声信号以及最小二乘法出现数据饱和、辨识参数有偏差等问题,基于锂电池RC等效电路,提出采用偏差补偿最小二乘法在线辨识模型参数,与常规最小二乘法进行对比研究;依据3种常用锂电池开路电压测试方法,设计6个典型OCV测试实验,研究基于分段三次Hermite插值法的开路电压曲线辨识问题。实验结果表明:基于偏差补偿的最小二乘法具有较好的算法收敛性,所建模型精度更高、性能较好,验证了此方法的可行性和有效性;对比分析不同开路电压测试方法及其曲线建模性能,建模性能相当、耗时较少、可实现性较好的恒流充放电间歇法是最优之选。     

基于低电压穿越试验的光伏发电系统建模研究

为进一步提高光伏发电系统建模准确性,研究一种充分利用低电压穿越试验数据建立仿真模型的方法。以内蒙古某光伏电站500 kW光伏发电单元为研究对象,首先,基于典型低电压穿越控制策略,采用最小二乘估计法完成了逆变器低穿控制环节的参数辨识。其次,通过对光伏PV特性曲线的修正获得光伏阵列的环境参数。最后,设计了光伏阵列参数计算流程和低穿控制策略测辨流程,并选取不同电压跌落水平的4组实测数据进行测辨。测辨结果代入基于Simulink搭建的仿真模型后,经由仿真与实测数据的对比验证了所提方法的有效性。     

基于递推最小二乘算法的逆变器参数辨识

逆变器作为光伏发电并网系统的关键元件,其性能不仅影响和决定整个光伏并网系统是否能够稳定、安全、可靠、高效地运行,同时也是影响整个系统使用寿命的主要因素。针对现阶段已有的逆变器模型及控制系统研究的不足,采用电压型三相桥式逆变电路的结构,电压外环、电流内环的双闭环控制,并推导出了逆变器的dq轴解耦待辨识模型,采用递推最小二乘算法对该模型进行参数辨识,得到了各个待辨识参数的实际值,由辨识结果可以看出辨识误差较小,辨识值与设定值非常接近,并在模型中加入了扰动实验,进一步验证了该算法在逆变器辨识方面的准确性和可行性。     

变风量空调系统静压控制回路建模与控制

基于智能建筑环境技术试验平台,分析了变风量空调系统的风管静压控制,对采集的数据使用最小二乘的系统辨识方法建立静压控制回路模型,并采用变速积分算法和Z-N整定算法对传递函数进行控制,对比得到一组较优的PID参数。     

计及分布式电源接入的配电网状态估计

为适应分布式电源接入量测配置较少配电网的需要,基于风电和光伏发电系统的功率预测,提出将分布式电源预测有功功率和“虚拟”无功功率作为伪测量建立带等式约束条件的加权最小二乘状态估计模型。模型中计及异步风力发电机的无功-电压特性对雅克比矩阵进行修正,利用光伏发电系统零无功注入等式约束修正估计结果。基于奇异值分解求解建立的模型以保证状态估计的数值稳定性。通过对IEEE33节点算例的仿真计算,结果表明所建的模型将分布式电源自身特性与加权最小二乘状态估计有效融合,能够更准确反映分布式电源出力状态,从而在不增加量测装置     

基于暂态分析和系统辨识的光伏并网逆变器建模

建立并网光伏发电系统的模型是研究其与电网交互过程的基础.光伏系统的暂态特性不仅受天气情况、电网工况等环境因素的影响,还取决于商用逆变器的内部结构以及控制策略,然而它们并不对外公开,这给系统的分析带来了困难.为了解决这个问题,该文提出一种基于暂态分析和系统辨识的光伏并网逆变器通用建模方法.将光伏逆变器视作内部结构以及控制...     

考虑交直流谐波耦合的并网逆变器建模与分析

可再生能源的大规模开发利用使得逆变器在电网中的比例越来越高,逆变器与电网间谐波交互作用也愈加频繁和复杂。针对传统的建模方法无法体现逆变器与电网间谐波交互耦合的问题,文中基于谐波状态空间(HSS)理论对三相并网逆变器进行建模,该模型将交直流侧的多个频次谐波考虑在内,具有较高的精度。基于HSS模型推导出输入到输出的谐波传递函数矩阵,建立逆变器交直流谐波耦合导纳幅值图,探究交直流谐波耦合关系。然后,提出了一种适用于闭环控制系统的三相并网逆变器小信号HSS建模方法,通过计算特征值对系统稳定性进行评估以及对振荡频率进行预测。最后与MATLAB/Simulink仿真结果进行对比,验证了所建立HSS模型的准确性和系统稳定性分析的正确性。     

基于暂态响应轨迹的光伏逆变器参数辨识方法

为了获取更精准的光伏逆变器暂态模型参数,保障光伏发电联网运行仿真分析结果的准确性,提出一种基于暂态响应轨迹近似的参数辨识方法。首先构建了光伏发电的机电暂态模型,确定光伏逆变器的待辨识参数;其次,建立了PSASP与Matlab联合仿真平台,基于粒子群算法的寻优原理,辨识光伏逆变器控制参数。最后,基于三机九节点仿真算例,验证该辨识方法的有效性和准确性。     

三相并网逆变器微分平坦控制策略

对并网逆变器的控制传统方式通常将非线性系统线性化后设计控制器,根据微分平坦理论直接对并网逆变器设计非线性控制器。首先建立了并网逆变器的数学模型,根据微分平坦理论基本定义证明了并网逆变器具有平坦性,并设计相应的控制器。控制器主要分为两部分:参考轨迹生成和轨迹实现,轨迹生成是指在选取合适系统平坦输出量在空间规划状态变量的参考轨迹,轨迹实现部分则利用前馈参考轨迹和反馈误差补偿量根据系统状态方程生成并网逆变器的输入控制量,同时前馈量处于控制系统的主导地位使得整个系统的动态性能得到提高。最后通过搭建仿真模型验证了文中提出的控制策略的有效性。     

弱电网下计及锁相环影响的LCL型并网逆变器控制策略

新能源并网逆变器在弱电网下易诱发宽频带振荡.为分析振荡失稳的发生机理,首先基于复矢量传递函数方法建立了计及锁相环影响的三相LCL型并网逆变器阻抗模型,然后分析了频率耦合的机理.在此基础上推导出并网逆变器系统与电网阻抗交互作用的等价输出阻抗模型,应用阻抗稳定性判据分析了锁相环对并网逆变器稳定性的影响.为抑制锁相环对并网逆...     

不同电流检测方法对并网逆变器用于电能质量治理的比较分析

现有可再生能源发电并网系统出力具有的间歇性、波动性等特点降低了其设备利用率。兼具电能质量治理和并网功能的复合功能并网逆变器的提出提升了并网设备利用率并改善了并网电能质量。针对其重要环节之一的负荷电流补偿分量检测与提取,本文研究了三相三线制电路在不平衡和非线性负载下两种电流检测方法的差异,并对这两种方法进行运算复杂度进行分析,这两种方法分别是依据p⁃q理论而来的ip⁃iq检测法和基于CPT(conservative power theory)理论的检测法。通过Matlab/Simulink建立的系统模型进行仿真分析。仿真结果表明在不平衡和非线性负载下基于CPT理论的电流检测法可以更灵活地检测出负载电流各分量,但ip⁃iq检测法所需运算量更少。     

离网型小型风力发电系统逆变器的控制

离网型小型风力发电系统中负载特性对逆变器提出了特殊的要求。文中采用三相四桥臂逆变器拓扑结构,在对称分量法的基础上建立了逆变器的控制模型,并推导了在双同步旋转 d-q坐标系下的表达式。构建了基于前馈解耦的多环控制系统,实现了对正序、负序和零序分量的独立控制。实验结果证明该方案对不平衡负载有较强的抑制作用,能够为负载提供优质电能。     

直驱风电系统三电平变流器的设计与仿真

多电平逆变器适合大容量、高压的场合,得到了越来越多的应用。本文对三电平逆变器SVPWM调制手段进行了深入研究,同时对三电平逆变器中点电位平衡的问题也进行了探讨。由于中点电位的不平衡是钳位式三电平逆变器运行过程中比较严重的问题,对此本文分析了大、中、小矢量对中点电位的影响,找到哪些矢量能够影响中点电位的波动,并得出通过对成对小矢量的作用时间分配能够控制中点电位的结论。最后通过对系统的仿真,验证了算法的可靠性。     

一种基于LPTV的开关电容模拟信息转换器设计

模拟信息转换器(analog-to-information converter, AIC)以低于Nyquist率的采样率成为下一代模拟数字转换器的核心技术。模拟信息转换器采用随机解调模块处理输入数据,系统存在典型的时变特性,从而导致理论模型与实际电路模型失配。针对该问题,以开关电容作为AIC的核心部件,利用线性周期时变(linear periodically time-variant, LPTV)理论将周期时变的AIC系统转换为线性时不变系统,推导其系统传输函数,从而建立了AIC理论模型的电路设计方法。实验证明,该电路设计方法使理论的系统传输函数与实际电路的系统传输函数很好的匹配,充分验证了该设计方案的有效性。重构结果表明该电路可以将采样速率降低到原有奈奎斯特率的25%,重构信号的信噪比最高可达39.7 dB。     

兼具有源电力滤波器功能的多功能并网逆变器控制

分布式发电系统中,为了能将风能和光伏等转化过来的能量最大限度地高效率传输到微电网单元内,通常采用恒功率(PQ)控制。当微电网系统中带非线性负载运行时,为保证入网电流的质量,在传统的PQ控制策略中加入谐波抑制功能,即将PQ控制和有源电力滤波器(APF)功能合二为一,形成兼具APF功能的多功能并网逆变器,既向电网传送了有功功率又达到了补偿谐波的目的。文中从并网逆变器入手,分析其工作原理及PQ控制策略,在此基础上添加了谐波抑制功能,并对其进行详细说明,主要包括基于瞬时无功功率理论的谐波检测和多谐振控制器部分。最后,仿真和实验验证了该控制策略的正确性和可行性。