两桥臂交叉解耦不平衡控制策略研究

由于非不平衡控制策略中没有考虑线电压和相电流的相角差,造成三相电网的有功、无功电流无法完全补偿。为了解决这一问题,根据电压电流相角差,推导出单相补偿器中无功参考补偿电流与负载电流的关系,提出一种两桥臂交叉解耦不平衡控制策略,利用多变量滤波器和交叉解耦双复系数滤波器优化锁相环,精确锁定三相不平衡电网的电压频率和相位,对2个单相背靠背变换器的无功电流分别控制,进而利用两桥臂变换器补偿三相不平衡无功。实验结果验证了所提两桥臂交叉解耦不平衡控制策略,可抑制三相有功不平衡及补偿三相不平衡无功,将三相电流的不平衡度从150.0%降低至2.6%,三相电网功率因数从0.257提升至0.997,减少了三相无功补偿器的开关管个数。

弱电网下LCL型单相并网逆变器的鲁棒延时补偿策略

考虑到控制延时,LCL型光伏并网逆变器传统电容电流反馈有源阻尼(CCFAD)仅能保证采样频率fs的1/6以内系统稳定。弱电网中,电网阻抗的变化会导致实际谐振频率fr偏移,若fr大于fs/6,系统鲁棒性将会变差。为解决传统CCFAD有效阻尼区间不足的问题,提出一种基于延时补偿的改进CCFAD控制策略,通过在电容电流反馈通道串入级联超前相位补偿器,补偿控制延时引起的相位滞后,将有效正阻尼区扩展至(0,fs/3)频段,扩大系统稳定域。此外,电流控制环采用比例复数积分(PCI)控制策略,提高了并网电流跟踪性能,仿真和实验验证了所提策略的可行性。与传统CCFAD方法相比,所提延时补偿策略扩大了有效阻尼区,增强了系统鲁棒性。

基于延时补偿的LCL型并网逆变器鲁棒控制策略

在LCL型并网逆变器控制中,为减小控制延时对有源阻尼等效虚拟阻抗的影响,提出一种基于有源阻尼内环级联超前环节的延时补偿改进控制策略。首先,建立考虑延时的数学模型,分析传统逆变侧电流反馈有源阻尼降低系统低频增益的问题,总结了延时对等效虚拟阻抗正阻尼区分布的影响规律。然后,通过在阻尼内环设计合适的增益函数,消除低频增益降低的影响;提出一种级联超前环节的延时补偿方案,对延时引入的相位滞后进行补偿,将等效正阻尼区扩展到(0,0.48fs),有效改善有源阻尼效果,显著提高了系统的稳定性和鲁棒性。最后,仿真和实验结果验证了所提方案的可行性。

电力系统相模变换矩阵的最优化建模方法

基于相模变换的继电保护方法对于复杂电力系统故障下保护动作速度的高要求具有强契合性,然而相模变换矩阵结构的差异性将影响故障辨识的快速性、准确性和基于单一模量进行故障类型辨识的有效性。基于均匀换位输电线路相模变换矩阵的数学特征,并结合不同短路故障类型的故障电流特征信号物理差异性及故障边界条件,采用最优化理论,提出了电力系统时域相模变换矩阵的最优化建模方法,可克服当前相模变换矩阵试探建模方法效率低的缺陷。该方法通过改变两界约束和最优化求解构建新的相模变换矩阵,易于实现,且能便捷地构建故障电流相模变换单一模量契合电力系统全部故障类型的相模变换矩阵。仿真算例验证了时域相模变换矩阵最优化建模方法的通用性、正确性和在行波测距时的有效性。

基于滑模观测器的感应电机模型预测转矩控制

为了提高感应电机驱动系统的性能,设计了一种基于滑模观测器的感应电机模型预测转矩控制策略。模型参考自适应系统可以准确地估计出转子转速,但无速度传感器模型预测转矩控制方案不仅需要估计转子转速,还需要估计磁链。故在模型参考自适应系统中将滑模观测器用作参考模型。同时,通过优化滑动函数和H∞方法设计了适当的增益以解决滑模方法存在的抖震问题。试验结果表明新方案在较宽的转速范围内能够稳定实施,负载性能较优,同时还具有动态快速、结构简单、易于实现的优点。

发电机的浸入与不变自适应反步鲁棒励磁控制器

针对含有不确定参数的发电机励磁控制系统,设计了一种新型的自适应反步鲁棒励磁控制器。在设计过程中,基于反步法逐步进行控制器的设计,并引入非线性阻尼算法来减小反步法的"计算膨胀"问题,有效地增强了控制器的鲁棒性。接着介绍了应用浸入与不变自适应控制设计阻尼系数的自适应估计律。通过MATLAB软件进行仿真研究,验证了该算法的有效性和优越性。

Design of Nichols PID Controller for Load Frequency Control

为解决互联水电系统负荷频率控制（load frequencycontrol,LFC）问题,及保持互联电网系统频率、联络线功率及区域控制误差（area control error,ACE）的稳定,根据闭环系统谐振峰值与系统响应最大峰值之间的关系,构建一个与系统参数及控制器参数都相关的优化问题,通过该问题的求解获得控制器参数与系统参数之间的数学关系,针对水轮发电系统非最小相位特性,通过串加比例–微分（proportional-derivative,PD）控制方式降低系统阶次,设计尼科尔斯（Nichols）曲线的比例–积分–微分（proportional-integral-derivative,PID）控制器。基于模型参数扰动和负荷干扰的仿真结果表明：尼科尔斯PID控制器能快速调整系统频率偏差、联络线功率偏差及ACE为0,具有良好的鲁棒性能和抗负荷干扰性能,系统过渡过程性能明显优于传统PID调节器结果。