基于混合势函数法的并网型直流微电网大扰动稳定性分析

“双高”背景下的直流微电网呈现出非线性强、抗扰性差等特征,导致微电网在遭受大扰动时易产生电压大范围波动、失稳等问题,严重影响其安全稳定运行。为此,针对并网型直流微电网模型,提出基于混合势函数法的系统大扰动稳定性判据,并从推导过程、基本原理的角度分析其稳定性判据保守性产生的机理;针对大、小扰动稳定性的关联,对比基于混合势函数法的大扰动稳定性判据与基于Lyapunov间接法的小扰动稳定性判据,并对稳定性判据的有效性进行验证。然后,分析系统参数、线路故障等因素对系统大扰动稳定性的影响及其作用机理,为设计电压源换流器(voltage source converter,VSC)控制参数与主电路参数、确定系统稳定运行区域提供理论依据。最后,通过电磁暂态仿真验证分析的有效性。

基于并联虚拟电阻的级联DC-DC变换器稳定控制方法

级联DC-DC变换器结构是直流分布式电源系统的常用形式,级联系统中单独设计的单个变换器能够独立稳定运行,但级联后因源和负载变换器间相互作用可能引起整个系统的不稳定。该文以Buck变换器级联为例,通过状态空间平均法建立大信号模型分析级联系统的开环稳定性,并据此确定能在全负载范围内稳定的并联电阻范围;然后分析并联电阻对级联系统中源变换器输出阻抗影响,在此基础上提出一种基于并联虚拟电阻的有源阻尼控制策略,以改善级联系统的稳定性。该方法可在不影响源变换器的闭环动态性能下,满足与负载变换器输入阻抗相匹配的稳定要求。然后利用Lyapunov间接法得到该控制策略的稳定性判据,通过合理选择并联虚拟电阻可满足整个系统稳定。最后通过仿真和实验证了所提控制策略的有效性。

含恒功率负荷的直流微电网系统性稳定性研究

传统的直流微电网稳定性分析法主要集中于基于阻抗匹配准则的小信号稳定性研究,现以含有恒功率负荷的直流微电网为研究对象,对直流微电网稳定性进行系统性分析,即在直流微电网满足大信号稳定性的基础上再去讨论其小信号稳定性。根据直流微电网稳态数学模型,通过李雅普诺夫间接法分析直流微电网满足大信号稳定性时的区域条件;提出一种基于高通滤波的有源补偿方法来增大系统阻尼,减小恒功率负载的负阻尼效应对直流母线电压稳定性的影响;建立含有有源补偿器的直流微电网的小信号模型,采用阻抗匹配准则分析加入有源补偿方法后直流系统的小信号稳定性。仿真结果验证了有源补偿方法对直流母线电压的补偿效果。

地铁直流牵引供电系统振荡机理分析

地铁直流牵引供电系统低频振荡电流是导致DDL保护误动的主要原因。从系统分析的角度,建立了计及电动车辆影响的直流牵引供电系统电磁暂态模型及系统振荡时的非线性二阶动态模型。在唯一平衡点邻域内,利用李亚普诺夫间接法将非线性动态系统转换为线性系统后,确定出系统振荡的结构条件。实例计算和仿真表明,牵引变流器和牵引电机的等效负电阻是系统不稳定的主要电气参量,系统振荡频率主要取决于车载滤波电容与滤波电感,且系统仿真波形在众多特征上与实际记录的电流波形基本一致。

模糊控制系统的李亚普诺夫第二法稳定性分析

判别模糊控制系统稳定性的状态空间法、输入 输出稳定法、圆准则法和圆锥准则法等的关键在于把模糊控制器的特性用某种数学方式来处理,而对二维模糊控制器特性的近似至今仍然没有合适的方法.本文鉴于模糊控制系统稳定性分析方法的复杂性和不完善性,依据李亚普诺夫稳定性分析原理,通过对二维模糊控制器特性的分析,在综合考虑系统动态品质和稳定边界要求的基础上,对模糊控制系统的稳定性分析方法进行了深入研究和探讨,给出一种适用于一维和二维模糊控制器特性的近似函数,并使用李亚普诺夫第二法对模糊控制系统的稳定性进行了严格的数学推导,进而得出了模糊控制系统稳定的一个充分条件.

含有负刚度夹杂复合材料稳定性问题

Lyapunov间接方法可用于判断含有负刚度夹杂复合材料的稳定性.本文从动力学方程推导Lyapunov间接方法判据.在不考虑阻尼的情况下,可以从质量矩阵和刚度矩阵相对特征值的符号来判断含有负刚度夹杂复合材料的稳定性.本文通过算例论证该方法的可行性.

On line parameter estimation based on gradient algorithm for fractional order systems

This article investigates the problem of on line parameter estimation for fractionalorder linear systems.Based on the theory of fractional-order calculus,the conventional gradient estimator is extended to the fractional-order areas.The stability of the estimator and the convergence are analysed using the continuous frequency distributed model and indirect Lyapunov method.Finally,numerical simulation examples are given to demonstrate the effectiveness of the proposed schemes.