一种基于PSS和模糊PID控制的运行工况波动下柴油发电机调速系统研究

核电厂柴油发电机需要具备起动速度快、有功功率大、供电时间长、可靠性高、带载性能好等特点,而机组的调速系统作为机组的核心控制部件,对机组的稳定可靠运行起着至关重要的作用。为解决柴油发电机在外电网运行状况波动时传统调速控制方法引起的低频振荡等问题,提出了一种基于电力系统稳定器（PSS）和模糊PID控制的柴油发电机调速方法。基于MATLAB Simulink仿真软件搭建柴油发电机调速系统模型,将实际工程运行数据与基于PSS和PID的转速控制方法进行仿真对比。结果表明该方法具有较高的适应性和鲁棒性,不仅提高了柴油机转速的控制精度,还加强了端电压与功率的稳定。     

采用矩阵式变换器的双馈变速风力发电系统

根据变速风力发电原理,结合矩阵式变换器和直接转矩控制的优点,建立了基于矩阵式变换器的双馈异步发电机直接转矩控制系统。为实现矩阵式变换器输入侧功率因数为1,并使输入电流和输出电压呈现正弦波,以电磁转矩、转子磁链、矩阵式变换器输入侧电压和电流相位角的正弦值的平均值为控制量,得到矩阵式变换器的开关选择表和直接转矩控制算法。仿真结果表明,系统具有良好的调速性能,在高低速情况下都能跟随风速变化,迅速调节双馈异步发电机转速;转子磁链观测准确,能够跟随给定值;系统方案正确有效,具有较强的鲁棒性。     

永磁同步风力发电机电流控制策略比较

永磁同步风力发电机的功率因数、铜耗、端电压比在不同电流控制策略下会有所不同.为深入研究永磁同步风力发电机在不同电流控制策略下的工作特性,在介绍ind =0、最大转矩电流比、单位功率因数和恒磁链四种电流控制策略的基础上,分别计算了这四种电流控制策略下样机的功率因数等工作特性,计算结果表明最大转矩电流比控制时电机铜耗最低,...     

三相异步电机交流调压电路Saber仿真与控制

研究了三相交流调压电路中,控制晶闸管( )导通角调节三相异步电机输入电压时,电机负载在不同工 SCR况下各部分损耗及其对功率因数的影响。利用一种自行研制的新型锁相环式触发系统得出了实验波形及其数据,并进行了Saber仿真比较。实验结果表明,通过调节电机的端电压可提高调速系统的功率因数。     

游梁式抽油机功率因数调节技术研究

首次推导出了三相异步电动机功率因数与端电压和负载转矩之间的关系。针对晶闸管三相交流调压电路,推导出了功率因数与触发角和负载转矩之间的关系式。为达到提高游梁式抽油机功率因数的目的,进一步给出了触发角与功率因数角之间的关系,并在试验系统上验证了算法的有效性。     

小型柴油发电机电子调速系统设计

目前小型柴油发电机所使用的机械调速器不仅灵敏度和调节精度较差,而且功能单一,不能实现复杂的控制功能.设计了采用DSP数字信号处理器的电子调速系统,实现了对柴油发电机从怠速到额定转速的全程调速控制.实验结果表明,该系统提高了调速精度,缩短了负载波动时柴油发电机转速稳定时间,降低了轻载和空载时柴油发电机的噪声和油耗.     

变速永磁同步发电系统功率分析

针对内燃机车永磁同步发电系统电机运行效率和功率因数较低的问题,应用最大转矩电流比(MTPA)控制策略来控制牵引变流器,并分析电压极限椭圆限制下的MTPA控制,与单位功率因数控制和id=0控制策略下的功角、功率因数和效率进行对比。仿真对比分析表明:id=0控制调速范围较窄,单位功率因数控制高转速下运行不稳定,MTPA控制可以在全速范围内稳定运行,并且提高了永磁同步发电机的功率因数和效率,增加了系统的稳定性。     

多机系统积分型线性综合最优控制规律的研究

运用现代控制理论,考虑发电机产系统,调速系统控制的同时,对发电机端电压偏移量施加积分控制,推导出了多机系统积分型线性综合最优控制规律,并与只考虑发电机励磁系统,调速系统控制的线性综合最优控制规律进行了比较。     

柴油发电机调速系统迭代学习控制

针对柴油发电机调速系统大多采用传统PID控制,提出采用以PID作为学习律的迭代学习控制(ILC)策略,利用其具有不依赖于被控系统的精确数学建模,跟踪收敛快的特性,设计了柴油发电机调速系统控制器。在MATLAB/Simulink中建立了柴油发电机调速系统仿真模型,对3种基本工况进行了仿真研究,详细分析了ILC在柴油发电机调速控制过程中的跟踪特性,并将控制效果和传统PID控制进行了对比,从仿真结果发现,基于ILC建立的控制器不仅适用于柴油发电机调速系统,而且表现出更好的动态性能。为柴油发电机的控制提供了新途径。     

积分型线性综合最优控制规律的研究

本文从电力系统运行实际出发,考虑发电机励磁系统、调速系统控制的同时,对发电机端电压偏移量施加积分控制,推导出了系统线性化增广状态方程式,并在此基础上推导出了线性综合最优控制规律（ＩＬＩＯＣ）。仿真结果表明：在消除发电机端电压的稳态误差和提高控制精度方面ＩＬＩＯＣ优于ＬＩＯＣ。     

多机电力系统分散鲁棒励磁控制器的研究

提出了一种能够有效提高多机电力系统稳定性的分散鲁棒控制策略。采用发电机机端电压的相角和幅值表示发电机与系统其他部分的相互联系,并且针对由调速器的不稳定调节造成的发电机输入机械功率的波动,以及由电网中无功功率和有功功率的突然变化引起的发电机机端电压幅值与相角的扰动,应用鲁棒控制原理设计励磁控制器,从而实现多机电力系统的分散协调控制。仿真研究的结果表明了这种控制策略的有效性。     

多机电力系统分散鲁棒励磁控制器的控制

提出了一种能够有效提高多机电力系统稳定性的分散鲁控制策略。采用发电机机端电压的相角和幅值表示发电机与系统其他部位的相互联系,并且针对由调速器的不稳定调节造成的发电机输入机械功率的波动,以及由电网中无功功率和有功功率的突然变化引起的发电机机端电压幅值与相角的扰动,应用鲁棒控制原理设计励磁控制器,从而实现多机电力系统的分散协调控制。仿真研究的结果表明了这种控制策略的有效性。     

基于反馈线性化的非线性鲁棒协调励磁控制

提出了结合直接反馈线性化（DFL）和非线性鲁棒控制理论的协调励磁控制器设计方法。DFL从系统的输出方程出发,直接指定含输入量的方程为虚拟控制量,实现系统的线性化。非线性鲁棒协调控制在考虑了系统存在非线性、模型误差、不确定干扰等特点的同时,还考虑了由于负载或调速变化等因素影响时出现的发电机端电压偏移的问题,在以功角为控制目标的控制律中引入了发电机端电压反馈,从而解决了端电压可能存在的偏移问题。仿真分析显示,该控制律既能很好地提高发电机端电压控制精度,又能有效地提高发电机组的运行稳定性,并能对干扰进行有效地抑制。     

基于无模型PID柴油发电机调速器的研究

柴油发电机调速系统的转速响应是影响电力系统稳定性的重要因素之一.针对目前柴油发电机调速器响应速度慢、精度差以及负载变化较大时柴油发电机组输出电压和频率波动较大的问题,本文通过对柴油发电机系统组成的研究,建立了柴油发电机组系统的模型,提出了无模型PID相结合的控制方法对柴油发电机调速器进行控制,提高柴油发电机的性能,使其响应速度增加,在较短的时间内达到其稳定状态.并进行了Matlab仿真实验,验证其可行性.     

基于广域测量的双模糊励磁控制

设计了一种基于广域测量的双模糊励磁控制器,其主模糊控制器采用发电机端电压和参考电压的偏差及其变化率作为输入,辅模糊控制器采用发电机角频率与惯性中心角频率的偏差及其变化率作为输入,从而使励磁控制器可以反映全局信息。基于Matlab的电力系统工具箱和模糊逻辑工具箱,对4机系统进行了数字仿真,其中励磁调节器采用的控制方法分别为PID、PID PSS和双模糊控制。仿真结果证明与常规的励磁控制方法相比,所提出的基于广域测量的双模糊励磁控制方法可以加强系统承受大扰动的能力,进一步提高系统的暂态稳定性。     

内燃动车柴油发电机的励磁系统模糊滑膜控制研究

针对发电机励磁系统运行时的动静态性能要求,分析了内燃动车柴油发电机的控制特点,提出一种模糊滑模复合控制策略.利用滑模控制对扰动与参数不敏感的特性,可有效解决发电机励磁控制的鲁棒性问题;同时采用模糊控制,根据输出变化量和变化率在同步发电机运行过程中实现实时调整滑膜控制器的参数.仿真结果表明,与单纯的滑模控制相比,模糊滑膜控制器使发电机的端电压更稳定,具有较好的静态和动态性能.     

积分型线性综合最优控制规律的研究

本文从电力系统运行实际出发,考虑发电机励磁系统,调速系统控制的同时,对发电机埝 量施加积分控制,推导出了系统线性化增广状态方程式,并在此基础上推导出了线性综合最优控制规律（ＩＬＩＯＣ）。仿真结果表明,在消除发电机端电压的稳态误差和提高控制精度方面ＩＬＩＯＣ优于ＬＩＯＣ。     

单周期控制PFC变换器电流相位滞后及其补偿

研究了单周期控制功率因数校正变换器的输入等效电路,指出了单周期控制功率因数校正变换器存在相电流滞后于相电压的基波相移问题。结合输入等效电路提出了控制开关管端电压以减小基波相移的电流滞后相位补偿方案,推导了不同基波相移时开关管端电压应满足的幅值及相位条件;在此基础上,结合单周期控制功率因数校正变换器的数字控制方案,给出了补偿方案的实现方法及设计实例,并研究了采用补偿方案时系统的稳定性。论文建立的输入等效电路能更准确地反映单周期控制功率因数校正变换器的输入特性;实验验证了提出的电流相位滞后补偿方案能够减小基波相移量,提高基波位移因数。     

基于步进电动机SPWM驱动的发电机调速控制

针对某柴油发电机油门调整范围窄而精度要求高的特点,以SPWM方式驱动油门调整用两相混合式步进电动机,实现了该柴油发电机在700～3 800 r/min内的平滑调速.实验验证了所设计方案的可行性,改善了柴油发电机的动态响应,提高了系统的综合性能.     

脉冲负载下模糊PID调速器控制柴油发电机的研究

为解决脉冲负载条件下,常规PID调速系统控制的柴油发电机会出现电压波形严重畸变和频率剧烈波动等电能质量问题,本文通过借鉴模糊控制在非线性控制中的优点,提出一种利用模糊PID调速器控制调速系统改善柴油发电机输出电能质量的方法,分析模糊PID控制原理,在Matlab/Simulink中搭建柴油发电机带脉冲负载仿真模型,并针对两种调速系统进行仿真对比.结果表明,在脉冲负载条件下,模糊PID调速系统相较于常规PID调速系统有更好的实时调节性能,能够较好地改善系统电能质量.