谐波干扰抑制下的低压配电网母线电压自动控制系统

母线电压的平稳程度,直接影响低压配电网的运行安全,因此设计谐波干扰抑制下的低压配电网母线电压自动控制系统。该系统以配电网调度系统的控制需求为前提,在系统无功补偿层引入抗谐波干扰无功发生器获取母线电压的无功补偿量,母线无功控制需求整定层依据该计算结果和母线电压控制指令,结合母线实时运行电压结果,对比判断母线实际电压结果和参考电压之间的差距,确定母线电压所需的无功补偿量,完成电压控制。测试结果显示:该系统能够有效控制母线电压谐波,谐波畸变率低于4.4%;能够保证电压的稳定,电压控制的偏差结果均在±1.5 V之间,母线在相位阶跃和稳态两种情况下的相位误差结果均低于0.075。

基于有限时间观测器的光储系统母线电压互补滑模控制

针对光储直流微网混合储能系统易受能源间歇性输入、负载随机性扰动以及功率流向切换等干扰,会造成母线电压波动、系统功率失稳等问题,提出一种基于有限时间观测器的互补滑模控制(FTESO+CSMC)策略.首先,根据混合储能元件的高低频特性,对系统差额功率进行电流等效分配.然后,设计有限时间扩张状态观测器,对系统受到的总扰动进行观测,并将扰动观测值作为前馈项输入互补滑模控制器中,对系统扰动进行补偿,保证系统状态在有限时间内达到收敛,提高了系统的快速性和抗扰性,并根据Lyapunov理论证明了控制系统的稳定性.最后,基于MATLAB仿真平台,对多种模拟工况进行仿真,仿真结果表明,相较于传统控制策略,本文所提控制具有更快的响应速度以及更好的抗扰性能.

含时滞的不确定性交直流微电网直流母线电压H_∞控制

针对含通信网络延时的不确定性交直流微电网的直流母线电压稳定问题,提出了一种将状态空间法和阻抗分析法相融合的方法,构建具有时滞的范数有界不确定交直流微电网模型。基于系统鲁棒二次稳定的求解,获得了满足H_∞控制性能的时滞无关型状态反馈控制器的条件。然后应用S-procedure定理,提出一种降低时滞依赖型Lyapunov方法的泛函构造难度且无须再次求导的方法,引用Wirtinger积分不等式和自由矩阵的积分不等式,得到时滞依赖型的H_∞控制器。仿真分析验证了所提控制方法能在一定的通信延时约束下抑制不确定参数对直流母线电压的影响。

二阶LADRC在风电并网逆变器网侧直流母线电压控制中的运用

为提高风电并网系统中电网侧逆变器直流母线电压的稳定性和动态响应速度,文中设计一种无对象模型辅助的二阶线性自抗扰控制技术(linear active disturbance rejection control,ADRC)以取代电压外环的PI控制器,从而形成一种新的双闭环控制结构。文中利用频域分析法分析了ADRC控制器的稳定性、跟踪性和抗扰能力;最后在3.6 MW直驱永磁同步风力发电机组的物理实验平台中验证了该控制结构的可行性,将传统PI控制和文中所提出的控制模式在不同工作条件下的控制效果进行比较。实验结果表明,该文章设计的控制方案优于传统的PI控制器,具有良好的抗干扰性和鲁棒性,大大减少直流侧母线电压波动所造成的影响。

基于虚拟母线电压控制的构网型储能变流器稳定性优化研究

构网型储能变流器作为高比例新能源接入电网的关键设备在强电网下存在稳定性问题。针对此问题,本工作提出一种基于虚拟母线电压控制的构网型储能变流器稳定性优化方法。首先,建立构网型储能变流器状态空间小信号模型,利用特征根分析法得出构网型储能变流器强电网下稳定性变差甚至振荡失稳的结论。然后,提出基于虚拟母线电压控制的稳定性优化方法,通过改变有功功率环跟踪电网电压相位的位置等效提高电网阻抗,从而提高强电网下构网型储能变流器系统并网的稳定性。接着,分析不同工况下加入虚拟母线电压控制前后系统的特征根变化趋势和稳定性提升效果,同时也分析了虚拟母线电压控制参数中补偿系数k和时间常数t对稳定性的影响并给出一般参数设计范围。最后,在MATLAB/Simulink中搭建构网型储能变流器并网模型进行时域验证,进一步搭建硬件在环实验平台进行半实物验证,验证结果表明基于虚拟母线电压控制的构网型储能变流器在强电网下的稳定性明显提高。

T型三电平储能变流器直流母线电压改进自抗扰控制

针对T型三电平储能变流器在受到扰动时直流母线电压容易波动的问题,提出了一种改进的线性自抗扰控制(linear active disturbance rejection control,LADRC)方法以增强直流母线电压的控制稳定性。该方法对线性扩张状态观测器(linear extended state observer,LESO)进行了改进。首先,引入总扰动微分状态变量以提升扰动观测能力。其次,对观测器进行降阶处理,一方面降低观测器设计复杂度,另一方面降低相位滞后,提升扰动估计速度。最后,在总扰动通道上增加一个滞后补偿环节减弱噪声放大影响。通过上述改进实现了对系统总扰动的精确快速估计。基于频域分析,得出改进后的LADRC相比传统LADRC具有更优秀的抗扰性能。多组实验结果均表明,与PI控制和传统LADRC相比,在有功功率突变、无功功率突变以及电网电压跌落情况下,所提控制策略的直流母线电压超调量更小,暂态时间更短,验证了所提方法的有效性,保证了储能变流器的正常平稳运行。

变母线电压的LLC高压电容充电电源设计

提出了一种两级式可变母线电压的高压电容充电电源技术方案,该拓扑在半桥LLC谐振电路的基础上增加了一级图腾柱无桥功率因数校正(PFC)电路,通过改变母线电压来解决传统LLC谐振电源在输出更高电压时,工作频率变化范围过大带来的充电效率下滑的问题。由于图腾柱电路本身具备功率因数校正的功能,该电源设计还拥有能够直接从电网取电而不影响电网电能质量的优势。首先介绍了本电源设计中两部分的电路拓扑和工作原理,采用等效电阻法分析了电容负载下的电源输出特性。针对前级图腾柱电路设计了双环控制器以实现对母线电压和功率因数的控制,针对后级LLC电路提出了比例积分(PI)加低通滤波的恒流控制器以降低高频噪声带来的不利影响。最后通过模型构建与仿真分析,研究了高压电容充电电源3000 V/1 A时的充电特性,验证了本电源技术方案、设计和控制策略的可行性。

基于改进一阶LADRC光伏逆变器母线电压控制

两级式光伏逆变器的中间直流母线电压的稳定性是光伏逆变器良好的发电质量和长期运行的关键。光伏逆变器的发电功率易受到光照强度、温度等环境因素的影响,该功率波动会在直流母线电压上产生较大扰动。为了提升直流母线电压的抗扰性,改善逆变器的控制性能,提出了一种基于改进一阶线性自抗扰控制(LADRC)的光伏逆变器母线电压控制策略。采用改进一阶LADRC对逆变器双环控制中的电压外环控制器进行设计。在传统LADRC的线性扩张状态观测器的基础上,将状态变量表达式中系统控制量的分量去除,使得状态变量的观测误差方程中只含有与系统输入量相关的误差分量,减小了状态变量的观测误差。新增状态变量并引入前一控制周期的系统控制量,根据总和扰动表达式对总和扰动重新进行估计并补偿。在频域上对改进LADRC的控制性能进行分析,相较传统LADRC而言,改进LADRC的系统带宽增大,动态跟踪能力增强,在中低频段具有更小的扰动增益。仿真和试验表明改进LADRC具有更短的调节时间,系统动态性能具有较好的提升,直流母线电压的抗扰性增强。

考虑母线电压波动的光伏混合储能控制策略

混合储能是保障光伏系统稳定运行的重要技术之一。为保证光储系统稳定运行,提出了一种考虑母线电压波动的控制策略。通过将母线电压波动大小分解为正向和反向两种反馈,对混合储能系统中的超级电容电流内环参考电流进行调节,进而将母线电压波动相关的量作为控制信号对超级电容功率进行调整,最后在Simulink中搭建了仿真平台。结果表明,相比传统控制策略,所提控制策略母线电压波动得到明显改善,同时蓄电池的输出功率也更加平滑,延长了蓄电池的使用寿命。

基于改进双闭环的V2G并网逆变器直流母线电压控制

V2G双向功率变换器处于放电模式即作为并网逆变器使用时,具有非线性、强耦合、负载扰动大等特性,传统的PI双闭环控制难以取得很好的控制效果。针对直流母线电压控制易受多源干扰影响的问题,提出了一种自抗扰模型预测功率控制。模型预测功率控制作为功率内环,自抗扰控制作为电压外环;使用在工程中更具意义的线性自抗扰控制技术,并进行降阶处理,降低了系统的复杂度;对传统PI双闭环、模型预测功率控制以及以自抗扰模型预测功率控制进行了对比研究。仿真结果验证了所提出的改进双闭环控制策略在多源扰动下的暂态性能更好,抗扰性能更强。

基于三相逆变器变开关频率和变直流母线电压的PMSM控制

针对三相电压源逆变器应用固定开关频率和额定直流母线电压的空间矢量脉宽调制(space vector pulse width modulation,SVPWM)驱动方式时存在直流电压利用率低、绝缘栅双极性晶体管(insulated gate bipolar tran⁃sistors,IGBT)损耗较高的缺点,建立永磁同步电机(permanent magnet synchronous motor,PMSM)和基于输出周期的IGBT损耗控制模型,在此基础上以输出电流质量为约束条件,以开关频率和直流母线电压为约束变量,应用猫鼬优化算法获得基于输出周期的IGBT损耗最优的开关频率和直流母线电压。对所提出的策略进行仿真和实验,通过比较输出电流总谐波畸变率(total harmonic distortion,THD)、电流波形、IGBT损耗和结温等验证所提策略在保证控制系统性能的条件下降低三相电压源逆变器损耗,增加三相电压源逆变器的可靠性。

考虑母线电压滤波的逆变器自抗扰控制器设计

在永磁直驱风力发电并网系统中,通常将逆变器直流母线电压作为电压外环控制目标,由于测量误差及噪声的存在,常用惯性环节滤波后的母线电压作为反馈。在典型的电压外环自抗扰控制系统中,因未考虑滤波器的影响,使得控制反馈与实际系统输出存在幅值相位差异,进而影响系统控制性能。文章将通过一阶惯性环节滤波的信号扩张成新的状态变量,由改进的线性扩张状态观测器对滤波前母线电压进行估计并反馈,可消除因惯性环节导致的母线电压纹波。实验仿真表明,系统在观测噪声扰动和电网侧电压故障情况下具有较强的抗干扰性能。

配电网母线电压异常现象分析及防范改进措施

配电网母线电压出现异常现象的情况比较常见,针对不同的异常现象,需要采取相应的防范改进措施。为了全面分析配电网母线电压常见的异常现象,并有针对性地制定防范改进措施,主要结合实际工作经历,列举几种常见的配电网母线电压异常现象,并对其异常现象出现的原因进行分析,提出相应的防范改进措施。这些措施旨在提高配电网的电压稳定性,确保供电质量和可靠性。通过对实际案例的详细分析,以期为配电网的稳定运行提供有益的参考和借鉴。

基于变直流母线电压的磁耦合式励磁系统控制策略研究

磁耦合式无线励磁系统是电励磁同步电机无刷化研究的热点之一。该励磁系统包括原边能量发射装置和副边接收装置,其中副边固定在电机转子上,并与之同步转动。为实现副边无通讯并减轻转子质量,在电励磁同步电机无线励磁系统中提出一种变直流母线电压的原边控制策略。考虑到原边补偿电感电流受逆变器高次谐波电压影响,导致励磁电流估算存在误差,采用卡尔曼滤波,滤除高次谐波,提高系统励磁电流估算精度;利用发射线圈电流和滤波后的原边补偿电感电流,得到磁耦合式无线励磁电机的励磁电流估算值;基于该励磁电流估算模型调节原边侧DC-DC变换器的母线电压,实现原边侧对副边侧励磁电流的无通讯调节。仿真结果表明,所提方法在励磁绕组阻抗变化及励磁电流突变工况下,能有效提高励磁电流估算精度及控制精度。

交直流混合微电网母线电压波动抑制策略

交直流混合微电网(HM)在运行过程中,其直流母线电压易受到连接在其母线上面的负荷扰动的影响而出现波动,降低了HM的直流母线电压质量,影响整个系统的可靠运行。针对上述问题,提出了一种全新的线性自抗扰控制策略,用于抑制HM直流母线电压的波动。首先分析了造成直流母线电压波动的原因,并分析了传统控制策略的不足。然后,提出了一种基于线性自抗扰控制的直流母线电压波动抑制策略,该控制策略克服了传统控制策略存在超调量过大的问题,能对直流母线电压波动起到较好的抑制效果。最后通过搭建实验平台对所提控制策略的有效性进行了验证。

浅谈提高电厂高压母线电压合格率的方法

实际电压与电网的基准电压偏差过大,不仅会对各类家用和工业的电器设备造成损坏,而且极有可能会危及全网及并网的发电机组正常运行,甚至可能引起电网局部震荡或整体解列、并网发电机跳机。将电力系统的电压维持在合理的偏差范围内运行,一直是电网和发电企业极为重视的问题之一。通过分析华东电网统调电厂AVC系统构架和运行机理,分析影响电厂高压母线合格率的因素,分析某电厂500 kV母线电压合格率较低的原因,提出针对性的解决方案。提高母线电压合格率的主要方法:检查发变组保护采样精度、电压压降;检查调整AVC定值;检查调整AVC控制逻辑;检查远动装置、数据网的正确性;将机组电压变送器由传统式变送器更换为数字式变送器。经治理后,该电厂AVC合格率有明显的上升。

10kV母线电压互感器缺陷处理过程

某日,某变电站报10kVⅣ段母线失地信号,IES700监控系统显示10kVⅣ段母线W相电压降为零,U,V相电压不变,同时Ⅳ段母线各馈线报“装置报警”,根据征象判断为高压熔丝熔断。变电运维人员现场检查发现10kV开关室烧焦味很重,测量电压互感器二次空气断路器,发现W相二次电压确实为零,但用手电筒检查开关柜内电压互感器外观并无异常。值班长汇报调度电压互感器本体可能存在故障,调度即下令:10kVⅣ段母线电压互感器由运行转检修(二次自行并列)。

地铁供电系统直流母线电压谐振机理研究

地铁安全运行依赖于供电系统的稳定性和可靠性。随着行车密度的不断增大和新能源系统的高密度并网应用,地铁供电系统的电气特性时常会发生较大变化,不仅牵引侧可能出现类似线路短路的特殊负荷,且直流母线可能会产生谐振现象。为此,针对母线电压非线性振荡问题,文章首先建立了交流侧整流变压器电路的三阶非线性非自治状态方程的数学模型;然后通过增加一个时间维,将三阶非自治系统转换成四阶自治系统,利用数值分析的方法对系统的三维相图、相平面图、庞加莱映射图与分岔图进行探究;最后将仿真模拟得到的混沌波形通过24脉波整流后与现场实测振荡电压波形进行对比。结果表明,所得到的仿真波形与实录波形在幅值与频率上基本一致,从原理层面证明电网波动是引发地铁牵引供电系统非线性振荡的原因之一。

一起220kV母线电压频繁跌落问题处理与分析

变电站母线电压作为继电保护的重要组成部分,是日常运维巡视、检修改造的重点关注对象。文章首先阐述了母线电压异常的原因、危害及检测方法,然后针对一起220kV母线电压频繁跌落问题进行分析处理,提出了防范措施,为运检人员准确快速定位、处理类似缺陷提供一定参考。

基于分布式电源的配网母线电压突变问题研究

本文主要研究了分布式电源的基本理论和技术,包括其定义、分类、工作原理、技术特点、运行模式和控制策略。同时,针对配网母线电压突变问题进行了深入研究,分析了其现象、原因、影响以及现有解决方法存在的问题。在此基础上,建立了基于分布式电源的配网母线电压突变模型,并分析了影响因素,提出了解决策略和方法。通过案例分析和实验验证,证明了所提方法的有效性,展望了分布式电源的发展趋势和挑战,以及配网母线电压突变问题的新研究方向,为优化和完善基于分布式电源的配网母线电压突变问题的解决方案提供了参考。