基于滑模观测器的三电平风力发电并网逆变器无差拍优化模型预测控制

针对中点钳位型(NPC)三电平并网逆变器系统,提出了一种基于滑模观测器的无差拍可优化有限控制集模型预测控制策略。为了降低电网电流谐波量及有功和无功功率的独立控制,采用了基于幂次函数的滑模观测器,实现对电网电压和耦合项进行实时性观测;以滑模观测器为基础,结合空间电压矢量位置信息,提出了基于电流无差拍的优化有限控制集模型预测控制,减少了控制计算量;通过基于中点不平衡电压补偿的性能代价目标函数,提高了控制系统的性能。仿真结果表明了该控制策略的可靠性和有效性。

基于NSGA‑Ⅱ的高频融冰电源参数优化设计

输电线路覆冰事故在中国冬季时常发生,基于介质损耗与集肤效应的高频融冰方法在发热方面比传统交直流融冰有着显著的优势。针对高频高压在线融冰时电源频率、电压设计问题,提出一种基于NSGA‐Ⅱ的高频在线融冰电源参数的多目标优化设计方法。首先,基于均匀传输线理论,建立了高频激励下的覆冰导线的等效传输线电路模型;其次,从工程实际出发,结合高频在线融冰的热平衡原理,推导得到高频在线融冰目标函数及约束条件;再次,通过NSGA‐Ⅱ算法求解得到该多目标问题的Pareto最优解集,并根据优劣解距离法(technique for order preference by similarity to an ideal solution,TOPSIS)法选择融冰电源参数;最后,利用COMSOL软件,基于有限元方法进行仿真验证。仿真结果验证该文融冰模型的正确性及所选参数的有效性。

计及频率耦合的单相并网逆变器阻抗建模及稳定性分析

随着可再生能源渗透率的提高,电力电子变流器与大电网间的相互作用引发的振荡事故频发。为了研究新能源并网引发的振荡特征,本文通过实信号与复向量的联系解释了计及锁向环(phase⁃locked loop,PLL)影响时单相并网逆变器产生单频率扰动电压输入,双频率扰动电流输出的原因,并进一步解释了弱电网下产生频率耦合现象的机理,建立了自导纳和互导纳模型,进而推导出逆变器等效输出导纳,最后通过MATLAB/Simulink搭建模型进行仿真,验证了自导纳和互导纳模型的正确性,且最终给出的逆变器等效输出阻抗可根据奈奎斯特稳定判据准确判断系统稳定程度。

基于混合储能荷电状态的直流微网能量管理策略研究

针对直流微网源-荷功率差值的变化所产生的直流母线电压变化,采用集中式控制的方式,以超级电容与锂电池构成的混合储能系统完成源荷功率波动的平抑,达到维持电压稳定的目的。针对传统基于超级电容荷电状态的混合储能能量管理策略的不足,根据两储能荷电状态划分工作区域,同时设置不同的滤波时间常数从而动态实现混合储能的功率分配。在此基础上对两种储能的所有荷电状态下的控制方式进行分析研究,并根据源-荷差值功率变化以及混合储能的荷电状态,将直流微网运行状态划分为六种运行模式,提出一种源-储-荷三者协调控制策略,实时调控储能功率达到总功率平衡从而保证电压稳定。最后,在MATLAB/Simulink中搭建了典型的直流微网模型,并验证了该能量管理策略的可行性和有效性。

基于QPSO-LSTM的短期风电负荷预测模型

准确的风电预测可以提高电网的稳定性和可靠性,优化风电发电计划,降低能源成本。为了提高短期电力负荷预测的精度,文章探讨了一种基于QPSO算法对LSTM神经网络进行优化的算法,并根据LSTM神经网络以及QPSO算法的基本原理,利用QPSO算法对LSTM的超参数及网络拓扑结构进行优化,建立QPSO-LSTM短期风电负荷预测模型。仿真结果表明,QPSO-LSTM模型较传统的LSTM模型预测精度更高,且具有更快的收敛速度。

新型注入式混合有源滤波器应用中的问题

混合型有源滤波器能否按其工作原理实现预期的谐波抑制效果,在很大程度上还依赖于有源滤波器的可靠工作。针对实际工程项目中出现的问题,该文重点研究了新型注入式混合有源滤波器的"死区"效应、开关器件电压降、直流侧电压稳定和开关谐波抑制。分析了问题产生的原因及对系统的影响,并提出了相关的解决方法。仿真和实验结果均验证了该文理论分析的正确性和解决方案的有效性。相关分析方法和结论可为其它类型的混合型有源滤波器的工程应用提供借鉴。

混合型并联有源滤波器的稳定性

基于混合型并联有源滤波器的拓扑结构,在采用检测电网谐波电流控制策略时,该文重点研究了系统延时、电网电感和无源滤波器参数对系统稳定性的影响。考虑到谐波治理效果,有源滤波器的放大倍数K应越大越好,但系统中的延时环节、电网电感参数和无源滤波器参数限制了K的范围,决定了有源滤波器实际投入的最大容量。在上述理论分析的基础上,该文提出了一种K值在线自调整技术,使得不论是在轻微畸变状况下还是在严重畸变状况下,都能实现良好的谐波抑制效果,电网谐波畸变程度被控制到很小。

新型注入式混合有源滤波器的滑模变结构控制

通过对新型注入混合有源滤波器的建模,该文结合传统滑模变结构控制快速性较好和递推积分PI控制无稳态误差的优点,提出了一种新的滑模变结构控制算法作为有源滤波器的电流跟踪控制方法。通过仿真,从算法的跟踪速度和控制精度2个方面,将新的滑模变结构控制方法与传统滑模变结构控制以及单一的递推积分PI控制进行了比较研究。实验结果也证明了该算法的正确性和新型注入式混合有源滤波器滤波的有效性。

混合型并联有源滤波器的设计及工程应用

为满足高压、大容量谐波抑制和无功补偿的工程要求,提出一种混合型并联有源滤波器。详细介绍了系统各个组成部分的设计方法及工程应用中的具体注意事项。实际应用效果表明,该混合型并联有源滤波器有着良好的性价比,具有广阔的推广应用前景。

新型注入式混合有源滤波器的数学模型及电流控制方法

有源滤波器的数学模型是进行稳态、动态及电流控制方法等方面研究的基础,本文以新型注入式混合有源滤波器为例,详尽分析了建立其数学模型的方法,结合双滞环电流控制方法响应速度快、开关损耗低的优点和递推积分PI控制方法无稳态误差的特点,提出了一种新的复合型电流控制方法。通过仿真,从跟踪速度、控制精度和开关次数三个方面,将新的控制方法与双滞环电流控制方法以及单一的递推积分PI控制方法进行了对比研究。实验结果也证明了该数学模型的正确性和复合型电流控制方法的有效性。

新型注入式混合有源滤波器的稳定性研究

基于新型注入式混合有源滤波器的拓扑结构,采用检测电网谐波电流控制策略建立了该有源滤波器的数学模型,在此基础上研究了系统的稳定性。考虑到谐波治理的效果,有源滤波器的放大倍数K应越大越好,但系统中的延时环节、无源滤波器参数和电网电感参数都限制了K的取值范围,共同决定了有源滤波器实际能够投入的最大容量。实验结果证明了上述理论分析的正确性。

注入式混合型有源滤波器的电流跟踪控制(英文)

以注入式混合型有源滤波器为例,通过对其建立数学模型,提出了一种递推PI控制作为该混合型有源滤波器的电流跟踪控制算法。为有效解决递推PI控制在稳态性能、动态性能方面存在的矛盾,采用了模糊自调整机构。模糊自调整机构根据实际发出的补偿谐波电流与期望发出的补偿谐波电流之间的误差的大小以及变化趋势等特征,通过模糊推理作出相应决策,在线调整递推PI控制算法的比例系数、积分系数,从而使得系统同时具有较好的稳态、动态性能和自适应能力。相关的稳态、动态实验结果均证明了该电流跟踪控制算法的可行性和有效性。

配电网静止同步补偿器的前馈解耦控制策略

对DSTATCOM的解耦控制策略进行了研究,通过对系统电路结构的分析获得了存在耦合项的系统模型;采用前馈解耦控制策略,不仅实现了d、q轴电流解耦控制,而且保证了DSTATCOM输出电流可以稳态无差地跟踪其期望值信号;基于瞬时有功功率和瞬时无功功率的定义获得了电流跟踪控制器的期望值信号;在上述研究工作基础上,最终获得了DSTATCOM的双闭环控制系统。仿真与实验结果表明,DSTATCOM采用所提供的前馈解耦控制策略后,配电网PCC电压和DSTATCOM直流侧电压均能及时、有效地调整到其期望值。

注入式混合型有源滤波器研究(英文)

提供了一种大容量、低成本的注入式混合型有源滤波器以适用于高压系统同时进行谐波抑制和无功补偿,其中,利用大容量无源滤波器实现谐波抑制和无功补偿;采用有源滤波器改善系统滤波效果并阻尼无源滤波器与系统阻抗之间的串、并联谐振。讨论了采用检测电网电流的控制策略时,注入式混合型有源滤波器的工作原理,其基本思想是通过对有源部分进行适当控制来等效增大电网支路的谐波阻抗。从抑制电网阻抗与无源滤波器之间的串、并联谐振,改善无源滤波器的滤波效果以及提高整个系统的鲁棒性3个方面详尽分析了注入式混合型有源滤波器的稳态补偿特性。相关仿真结果及工程应用效果均证明了该混合型有源滤波器对于同时进行谐波抑制和无功补偿的可行性。

新型注入式混合有源滤波器中数字控制器的设计及实现

数字化控制器是新型注入式混合有源滤波器的核心部分,它决定了整个谐波治理系统的主要性能和指标。该数字化控制器的设计及实现技术包括:利用高精度的谐波检测技术从电网电流中瞬时检测出电网所包含的谐波分量,并将其作为参考电流信号;采用三重滑模变结构控制算法使有源逆变器的输出电流快速、准确地跟踪参考电流信号;实现死区补偿技术和数字化控制器的硬件电路。实验结果表明,该数字化控制器工作可靠,在其控制作用下,新型注人式混合有源滤波器的滤波效果明显。

基因控制遗传算法在变压器铁心截面优化设计中的应用

分析了铁心最小级片宽下限的选择依据,给出了叠厚的递推公式,提出了采用基因控制遗传算法进行铁心截面的优化设计。

基于LCL输出滤波器的并网逆变器四种PI控制器设计方法

针对含有LCL输出滤波器这类大惯性环节的并网逆变器,提供了4种比例积分(proportion-integral,PI)控制器设计方法,并进行了比较研究,以期获得最佳设计方法。通过建立基于LCL输出滤波器的并网逆变器电流环数学模型,分析了频率特性法、对称优化法、模值优化法和工程优化法的基本原理,以及计算PI参数的具体方法;并从阻尼程度和响应速度2个方面,比较了4种设计方法的特点。结果表明,综合考量响应速度和阻尼程度后,最佳设计方法是模值优化法。实验结果验证了理论分析的正确性。

基于谐振积分器的分频检测算法

实际工程应用只需要考虑对有限的几次谐波进行治理即可,考虑到谐波治理工程的要求和并联型有源电力滤波器容量的大小,对并联型有源电力滤波器的分频检测算法进行了研究。通过对谐振积分器基本原理的分析,利用谐振积分器所具有的选频特性,提出了一种基于谐振积分器的分频检测算法。该检测算法既可省去锁相环及三角函数计算,也无需进行αβ坐标系变换到dq坐标系及其反变换的计算。相关实验结果验证了基于谐振积分器的分频检测算法的有效性。

配电网静止同步补偿器的非线性控制方法

通过对系统电路结构的分析获得了多变量、强耦合、非线性的系统模型。提出一种配电网静止同步补偿器(DSTATCOM)的非线性控制方法,不仅实现了交流侧瞬时电压与交流侧瞬时电流之间强耦合关系的消除,而且解决了直流侧电压因其非线性特性而存在难以快速稳定的问题,并保证了DSTATCOM交流侧瞬时电流和直流侧瞬时电压均能稳态无差地跟踪各自的期望值信号;基于瞬时无功功率的定义获得了无功电流在dq坐标系下的期望值信号。实验结果表明,DSTATCOM采用所提非线性控制方法后,配电网公共连接点电压和DSTATCOM直流侧电压均能及时、有效地调整到其期望值。

基于随机脉冲位置的无死区空间电压矢量脉宽调制策略研究

有源滤波器能否按其工作原理实现预期的谐波抑制效果,在很大程度上还依赖于对电压源型逆变器所采用的空间电压矢量脉宽调制(SVPWM)策略。为此,以一种新型注入式混合有源滤波器为例,将基于随机脉冲位置的SVPWM策略与无死区控制策略相结合,提出一种基于随机脉冲位置的无死区SVPWM策略,综合实现抑制电磁噪声、降低开关损耗、提高直流侧电压利用率和补偿死区效应的目的。仿真结果验证了该调制策略的有效性。