基于并网逆变器的级联线性自抗扰控制策略

在LCL型逆变器的电流控制中,针对传统的线性自抗扰控制(linearactive disturbance rejection control,LADRC)策略对干扰估计精度不足的问题,提出一种具有模型补偿项的级联线性自抗扰控制策略。通过分析系统总干扰放大系数对线性扩张状态观测器(linear extended state observer,LESO)干扰估计能力的影响,建立了具有级联结构的LADRC控制器,该控制器有效降低了系统总干扰的放大系数,提升了系统的抗干扰能力。为避免对LCL系统中的一部分可直接测量的干扰进行估计,在LADRC控制器中加入模型补偿项,进一步提高了LESO对干扰的估计精度。最后,控制器采用反步法来设计,以保证闭环系统的稳定性。在此基础上,基于Lyapunov稳定性定理证明了闭环系统的跟踪误差可达到任意小。仿真及实验对比传统LADRC策略验证了所提方法的有效性和优越性。

一种直流微电网无母线电压偏移的均衡控制策略

为解决直流微电网中分布式储能系统存在的剩余容量(State Of Charge,SOC)不均衡问题,提出一种适用于孤岛直流微电网分布式储能的均衡控制策略。该方案采用对数形式设计参考电压函数,以单台储能单元的SOC与所有储能单元的SOC均值的比例作为对数函数输入,从而实现各储能单元充放电过程中,各参考电压相对于额定母线电压呈近似对称变化,继而实现无母线电压偏移的均衡控制。基于此提出利用储能单元的输出功率及其参考电压的比例关系简化了参数选取过程,通过李雅普诺夫第一法判断了系统的稳定性。最后,通过Matlab/Simulink仿真及实验验证了所提控制策略的正确性和实用性。

基于改进下垂控制的多逆变器功率分配控制

多逆变器并联组网运行时,针对传统下垂控制中一次调频和调压能力有限而导致的频率和电压越限问题,提出了一种具有自愈能力的改进下垂控制策略。该策略通过适当提高空载角频率和空载电压,将逆变器实际输出功率与预期功率的差值通过积分环节来调整下垂系数大小,从而实现频率和电压的自愈。在此基础上,分析了下垂系数对功率分配的影响,通过基准逆变器功率变化信息的共享,按容量比设置积分系数,控制不同逆变器下垂系数大小时刻成比例,实现了频率和电压自愈的同时有功和无功功率在多台不同容量逆变器之间的精确分配。建立了系统小信号建模,通过根轨迹法分析了控制器参数变化时对系统稳定性的影响。最后,通过实验和仿真结果验证了所提策略的可行性和有效性。

一种新的摆度信号去噪方法及其应用

受现场环境和设备的干扰,水轮机组摆度信号中存在较强的脉冲噪声和高斯白噪声,导致真实有效信号被淹没,这为信号提取带来很大的困难。针对这一问题,提出一种将中值滤波、小波阈值去噪以及Savitzky-Golay平滑滤波相结合的摆度信号去噪方法。首先,对待分析信号用中值滤波器进行去除脉冲噪声的预处理;其次,通过Savitzky-Golay平滑滤波和阈值去噪分别去除小波分解后的近似系数和细节系数中的白噪声分量。仿真结果表明,该方法能有效提高信噪比、局部相关指数以及平滑度,降低均方误差。实验结果表明,该方法既能去除水轮机组摆度信号中的噪声,又能有效保留真实信号中的细节特征。

一种多DG并联系统分布式控制策略

受线路物理属性、下垂特性等因素的影响,传统下垂控制无法精确调节功率分配以及会导致DG输出端电压跌落。提出一种基于分布式控制的自适应电压平移法,各DG通过自身与其相邻DG加权功率间的偏差调节各自的电压偏置值,可减小因线路阻抗差异而导致的无功功率无法均分的影响。在此基础上,进一步提出一种改进型下垂控制策略,通过引入DG输出电压幅值与电压偏置值的差值反馈,构建改进型下垂特性曲线,可有效改善逆变器无功下垂系数、无功负载和输出电压幅值跌落之间的内在矛盾,进一步提高系统性能。建立了基于改进型下垂控制的2台三相逆变器并联系统小信号数学模型,分析了各参数对系统受扰动后的动态以及稳定性影响。仿真以及实验结果验证了所提控制策略的有效性。