基于VSG技术的分布式电源自适应阻尼控制研究

分布式电源作为环境兼容性良好的独立电源,依托虚拟同步发电机(VSG)技术优化自适应阻尼控制功能,能充分提升电源运行稳定性,缩减频率偏差,属于优越性方法。本文简要分析优化设计目的,围绕VSG技术原理明确优化思路,以仿真分析法从建立VSG仿真模型、优化控制参数、完善控制模块、调试优化方案结构等方面阐述自适应阻尼控制路径,为分布式电源产品推广给予保障。同时,按照本文主张的优化方案改进分布式电源架构,有利于妥善处理欠阻尼问题,削弱VSG输出频率增高下不良影响,致使电源系统体现稳态特性价值。

电力系统广域自适应阻尼控制器设计

利用广域测量系统WAMS信号设计了一种广域自适应阻尼控制器WAADC,以提高互联电网区域振荡阻尼。利用聚合经验模态分解EMMD方法精确地在线辨识电力系统低频振荡模态,并有效地抑制了低频振荡模态的混叠。根据在线辨识结果提出了一种模糊自适应粒子群优化算法,实时整定电力系统中电力系统稳定器PSS的参数,从而在不同的运行方式下都能提供最佳的阻尼,抑制系统的低频振荡。仿真结果表明,该WAADC能提高互联电网的安全稳定运行能力。

抑制双馈风电场次同步振荡的自适应阻尼控制器设计及硬件在环试验

双馈风电场接入串补交流电网的次同步振荡频率取决于系统运行条件,如风速、风电机组数量和串补度等。振荡特性改变可能引起针对特定场景的抑制措施失效。为应对实际系统中的振荡频率时变,研制了一种自适应阻尼控制器。控制器辨识振荡频率并在线更新控制参数,然后产生振荡频率的电流参考信号,通过并联变流器注入到系统中,实现双馈风电场次同步振荡的自适应抑制。基于RTDS进行控制器硬件在环仿真验证了振荡抑制效果,结果表明,自适应阻尼控制器在不同工况下均能有效抑制振荡。

基于VSG技术的分布式电源自适应阻尼控制

逆变型分布式电源(IIDG)是可再生能源的主要类型之一,其控制效果对配电网的运行有较大的影响。传统控制模式下IIDG无法给系统提供惯性从而导致动态稳定性不足。这里在IIDG控制系统中引入虚拟同步发电机(VSG)技术,并分别针对有功频率控制、电压无功控制以及电压电流控制进行了优化。通过小信号模型分析了阻尼系数对系统输出的影响,进而提出了一种自适应阻尼控制策略。最后,分别通过PSCAD/EMTDC系统仿真与额定功率0.5 MW原理样机实验对所提自适应阻尼控制与传统固定阻尼系数控制进行了对比验证,实验结果验证了所提控制方法有效提升了IIDG的动态响应特性。

自适应阻尼控制悬架系统的结构与工作原理

自适应阻尼控制悬架系统(ADS)是近几年在汽车上采用的一种新技术,是电子控制悬架的一种新方法,在汽车上的应用日趋广泛。本文论述了奔驰轿车ADS的结构与工作原理,并分析了ADS在汽车上的应用前景。

舰船脉冲功率负载Buck变换器自适应阻尼比控制方法

针对脉冲功率负载的周期性功率突变造成接口变换器输出电压瞬时跌落和持续扰动的问题,提出一种Buck变换器的自适应阻尼比控制方法,使得输出电压的响应性能能够直接通过阻尼比实现精确调节,不依赖于控制参数,且对输入电压扰动具有抑制作用。该方法通过引入类电压环消除了时变的输入和占空比的非线性饱和,建立输出电压与其参考值的单输入单输出二阶系统,将不确定负载扰动的控制问题转化为二阶系统的阻尼比控制问题。此外,在不影响电压调节性能的前提下,通过附加占空比调节实现并联变换器供电结构的均流控制。仿真和硬件在环实验结果表明,在脉冲功率负载的不同暂态过程,并联变换器均能够实现快速平滑的电压调节和输出电流均衡。

同时抑制低频振荡和次同步振荡的多通道广域自适应阻尼控制

设计了一种自适应控制算法并证明了其正确性.通过总体最小二乘旋转不变技术辨识出系统降阶模型及相关振荡模态,利用带通滤波器将不同的振荡模态分解到多个通道,然后基于所提的自适应算法对每个振荡模态设计了自适应控制器,减小了各个控制器间的影响.在电磁暂态程序PSCAD/EMTDC中对向上直流孤岛运行方式进行了仿真验证.结果表明:所提控制方法相对传统比例积分微分控制有更好的控制效果;对于系统发生不同故障时具有鲁棒性.对于系统信号传输引起的时滞导致的控制器效果变差的问题,可以通过相位补偿解决.

数据驱动的风光场站次同步振荡多机协同阻尼控制方法

随着光伏、风电在电网中接入规模的快速增长,电力系统次同步振荡问题逐渐凸显。该文针对包含光伏、双馈风电机组的等效多机新能源场站,提出一种数据驱动的抑制次同步振荡的多机协同阻尼控制方法。首先,结合新能源并网系统的结构与次同步振荡阻尼方法,确定了阻尼控制器信号的输入、输出位置。其次,将次同步振荡场景下的新能源场站等效多机并网系统简化为多输入单输出系统,基于紧格式动态线性化理论,提出了适合光伏、风电多机协同的无模型自适应次同步振荡阻尼控制方法,并对控制参数进行了优化。最后,在IEEE 39节点系统增加新能源接入场景中进行测试,阻抗频率分析与仿真结果均体现出该控制方法能有效提升系统的阻尼。在考虑阻尼控制器投入时间、新能源场站规模、风光出力占比等不同的情况下,验证了该控制方法的有效性和适应性。该控制方法对振荡频率的偏移不敏感,并对系统的大小扰动具有较强的适应能力,体现出良好的次同步振荡阻尼性能。

调频双馈风电场机组的轴系扭振阻尼控制

大容量风电场逐渐被要求参与电力系统调频，相应的辅助频率控制及风电场对电力系统频率稳定性改善的研究已比较充分，然而，相关研究很少考虑风电场频率控制对机组的影响。本文研究发现频率控制会恶化机组传动轴系扭振，从而限制风电场频率控制的实施。为解决此问题，本文提出基于无功调制的轴系扭振自适应阻尼控制。抑制轴系扭振从而使得风电场能够满足相关并网导则的要求。相比传统基于有功调制的阻尼控制，在达到期望的阻尼特性改善效果时，采用本文提出的方法需要的控制能量更小。此外，本文提出的方法能够有效改善因参数不确定性、工况变化或控制模式变化导致阻尼控制效果变差的问题。仿真验证了提出方法的可行性及有效性。

考虑风机接入的电力系统小信号稳定优化控制

针对风电大规模并网会一定程度削弱系统的小扰动稳定性的问题,建立了含双馈风机的多机系统小干扰稳定分析模型,提出了双馈风机附加阻尼控制策略,并利用遗传算法设计了最优附加阻尼控制器,小信号特征值分析及仿真结果证实了固定风速下该策略所提附加控制的有效性。由于风力机组功率波动会引起上述控制器阻尼效果不稳定,对该DFIG阻尼控制器添加了适应外界风速变化的新算法,仿真结果表明,改进后的附加阻尼控制能在不同风速下稳定地提高系统阻尼特性,具有良好的实用价值。

基于扰动卡尔曼滤波的机器人免力矩传感器拖动示教方法

拖动示教技术操作简便且效率高,更符合现代化的柔性生产,而实现工业机器人的拖动示教需要准确地测量外力与控制由外力所引起的关节运动。为了实现免力矩传感器测量操作者施加的外力,设计一种基于扰动卡尔曼滤波的外力观测器。该观测器通过将关节外力矩作为扰动项,并引入广义动量,建立机器人系统的状态空间方程,进而采用卡尔曼滤波算法得到关节外力矩的最优观测值。其中,为了提高外力的估计精度,提出以刚体动力学模型和深度神经网络相结合的方式建立机器人的动力学模型,该方法不仅避免了关节摩擦力矩的复杂建模过程,而且将模型中未建模的因素通过深度神经网络进行补偿。为了实现机器人在拖动示教过程中的牵引控制,将机器人的关节运动与外力矩之间的动态响应关系等效为一个质量阻尼系统,并提出一种自适应阻尼的导纳控制方法,将观测到的外力矩转换成示教运动的期望关节转角,并根据外力矩的变化趋势自适应地调整系统阻尼参数,以改善机器人的示教效果。实验表明,所建立的动力学模型在预测力矩上具有更低的均方根误差,可减小不少于20%的误差;采用所提出的控制方案在六自由度的工业机器人上实现了免力矩传感器的拖动示教,自适应阻尼调整方法能减少约19%的关节启动力矩,更有利于机器人示教运动的启停。