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。

基于自由矩阵的线性网络控制系统稳定性分析

本文主要研究了一类线性网络控制系统的稳定性问题。首先,将建立的网络控制系统模型转换为时变时滞系统模型;其次,构造一种新型扩展Lyapunov-Krasovskii泛函(LKF),同时使用广义的基于自由矩阵的积分不等式处理在LKF求导过程中产生的积分项,再基于引入的二次函数负定定理推导出一个具有较小保守性的稳定性准则。最后通过两个数例验证了该准则的有效性,进一步表明了本文所提出方法的可行性和低保守性。

基于自适应PSO的微电网双向DC-DC变换器前馈自抗扰控制

针对传统PI控制光储微电网系统双向DC-DC变换器存在的直流母线电压波动大、充放电有效性差、抗干扰能力弱等问题,设计了一种基于自适应粒子群优化(APSO)的双闭环控制策略。首先,建立双向DC-DC变换器的数学模型。其次,设计了包括电压环线性自抗扰控制(ADRC)、电流环PI控制的双闭环控制系统,并在电压环中加入前馈控制以增强控制系统的鲁棒性。然后,针对自抗扰控制器参数难以整定的问题,提出了一种基于APSO算法的参数优化系统,该算法引入了自适应惯性权重因子,使惯性权重在粒子群迭代过程中可以动态调整以获得更佳的寻优效果。最后,设计一种带罚函数的时间乘以误差绝对值积分(ITAE)指标作为适应度函数,实现了前馈线性自抗扰控制(FF-LADRC)系统控制参数的自主寻优。MATLAB仿真结果表明,所提控制策略能够有效减小直流母线电压波动,提升储能系统的充放电性能,解决了线性自抗扰控制器参数整定问题。

二次分解组合CNN-LSTM的短期负荷预测

短期电力负荷随机性强、波动性大。为提高负荷预测精度,文章提出一种基于二次分解的卷积神经网络(CNN)与长短期记忆(LSTM)神经网络组合的预测模型。其首先采用自适应噪声完备集合经验模态分解(CEEMDAN)方法将原始负荷序列分解为若干固有模态分量和残差;然后,引入样本熵与K均值(SEK-means,SK),将分解得到的子序列重构为3个序列,并运用变分模态分解方法将重构分量中的强非平稳序列进行二次分解,建立CNN-LSTM模型,对分解得到的各个子序列分别进行预测;最后,将预测的结果叠加,以实现对负荷的有效预测。运用实际负荷数据从确定系数、平均绝对误差、均方根误差和平均绝对百分比误差这4种评价指标角度进行验证,结果表明,该模型与XGBoost、LSTM、CEEMDAN-LSTM和CEEMDANCNN-LSTM模型相比较,具有更高的拟合度和预测精度。

基于改进GA-BP和CNN的园区不可调控负荷预测研究

在智能园区的虚拟电厂建设中,常规不可调控负荷的预测准确度直接影响虚拟电厂对园区内可调设备的调度。针对园区负荷中常规不可调控负荷的预测,通过改进遗传算法GA的编码方式和交叉、变异概率,提高了BP网络的全局搜索能力。使用改进的GA-BP与CNN、BP对同一历史负荷数据进行预测对比,以均方根误差、平均绝对误差作为预测精度评判指标。实验结果表明了改进GA-BP在负荷预测中相较于CNN与传统BP具有更高的预测准确度,同时验证了改进的GA-BP在常规不可调负荷预测中引入环境因素对预测准确度具有负面扰动作用。

基于比例谐振滤波的改进永磁同步电机转子位置观测器

针对内置式永磁同步电机无位置传感器控制系统中,基于传统滑模观测的转子位置观测器所获位置中存在谐波脉动与直流偏移误差的问题,该文提出一种基于比例谐振滤波的改进转子位置观测器,以抑制转子位置观测器误差,从而提高无传感器控制系统位置估算精度。该方法通过引入比例谐振滤波器,提取估计反电动势中的基波成分,滤除其谐波分量,达到抑制转子位置谐波脉动的效果。同时由于该改进观测器无需外加低通滤波器,消除了估计反电动势中存在的相位延迟,减小了转子位置估计值中的直流偏移误差。通过1.5kW内置式永磁同步电机驱动控制实验平台,对所提出观测器的正确性与有效性进行了验证。

复杂动态网络指数采样同步控制

利用Lyapunov-Krasovskii泛函方法以及线性矩阵不等式方法,研究具有时变时滞复杂动态网络的指数采样同步控制问题。首先,建立包含更多时滞信息以及采样间隔信息的Lyapunov-Krasovskii泛函,运用更优积分不等式方法处理泛函导数中的积分二次型项,获得一种新的保证误差系统指数同步的稳定性判据。其次,基于此判据设计保证系统同步稳定的采样控制器。仿真结果表明:所得判据具有更小保守性,且采样控制器可行。

基于PI控制的时滞电力系统稳定性分析

讨论了基于PI负荷频率控制的单区域时滞电力系统稳定性问题。搭建了考虑通信网络时滞和参数不确定电力负荷频率调节系统的数学模型,通过构建增广LyapunovKrasovskii泛函,并应用Bessel-Legendre不等式处理泛函导数中的积分项,利用Matlab的Yalmip求解工具获得了不同PI控制器增益下满足系统稳定条件的时滞上界。实例验证了文中方法的优越性和有效性。

基于改进的遗传算法优化BP神经网络的电力负荷预测

本文通过对BP神经网络在负荷预测方面收敛的速率过于慢、易于陷入局部最优解等问题。提出用改进的遗传算法去优化BP神经网络的阈值、初始权值以及加入的平滑因子。提高BP神经网络的自适应学习率和附加动量,提高搜索的效率。该模型具有较好的收敛速率和全局空间搜索能力。为了验证改进的(Im-GA)-BP模型预测的合理性,通过对某区域的电力负荷预测分析。此方法的预测精度比一般的BP算法效率高。

基于时间相关Lyapunov泛函方法的采样数据系统稳定判据

采用时间相关连续Lyapunov-Krasovskii泛函方法,对线性采样数据控制系统的稳定性问题进行了研究。基于现有的一种自由矩阵积分不等式(见文献[1]),提出了一种新的适用于采样数据系统的自由矩阵积分不等式,利用该不等式处理一次积分项,得到一个确保采样数据系统稳定的充分条件。4个数值实例证明了所提方法的有效性和优越性。

基于自适应模糊控制的混凝土配料系统研究与应用

分析了混凝土自动配料系统影响成品质量的主要原因,即动态称重过程中产生的配比误差,将自适应模糊控制原理用于取料环节的控制;针对影响控制精度的下料速度和提前量两个参数,根据其非线性和不确定性特征,运用系统的自学习和自适应能力,反复多次修改控制规则;对配料速度按照粗调和精调分段模糊控制,满足了快速配料的动态性能要求;用重量偏差和偏差变化量对提前量及时调整,以满足配料精度的要求,提高系统的静态性能;保证了不同强度配方和不同级配量的各批次产品抗压强度符合设计标准,减少建筑工程质量隐患,并在实际工程应用中得到了验证。

转移型消弧装置对线路首端断线故障试验处理异常分析

针对故障转移消弧装置发生首端断线故障,装置不能准确选相并可靠动作,可能会进一步发生变电站相间短路故障的问题,在某10 k V配电真型试验场进行了故障接地转移装置首端断线故障试验,分析了配电网首端断线故障特征。试验结果表明,线路首端断线故障与单相接地故障的母线电压变化有相似之处,故障转移消弧装置仅利用中性点位移电压的变化和相电压的变化来判断是否发生单相接地故障是不可靠的,装置会出现选相错误的现象,应增加零序电流的判据条件加以限制。

改进型解耦控制的牵引网低频振荡抑制研究

鉴于电气化铁路中采用基于双闭环瞬态直接电流控制的网侧整流器,在发生牵引网低频振荡时,通过调节PI控制器参数来抑制振荡的局限性,文中提出一种基于dq解耦控制的主动阻尼补偿的新方法,实现了网侧变流器有功功率与无功功率的独立解耦控制,将直流侧电压信号反馈至电压环控制器,再通过反馈环节进行阻尼补偿。仿真对比不同控制策略下网侧整流器应用于车网系统仿真模型的工作特性,结果表明,基于dq解耦控制的主动阻尼补偿方法能够实现实时无静差跟踪,并具有良好的抗干扰性能,能够较好地抑制高速铁路牵引网低频振荡。

光伏系统的新型孤岛检测方法研究

针对传统主动频率偏移法通过逆变器注入畸变的扰动电流检测孤岛效应,产生了较大的谐波畸变、容性负载下检测速度慢甚至超出规定的检测时间导致检测失败等问题,提出了一种通过改变相位使基波分量发生必要偏移的新型电流扰动式孤岛检测方法。与传统主动频率偏移法相比,该方法检测速度更快,总谐波畸变率更小。通过Matlab建模仿真验证了该方法的可行性和优越性。

基于模糊PI的永磁同步电机电流预测控制

永磁同步电机电流预测具有动态响应高的优点,但易受模型参数不准确的影响,引发dq轴电流静态误差,降低系统效率。为改善该情况,在永磁同步电机无差拍电流控制基础上引入模糊前馈控制器,模糊外环由模糊PI控制,大大降低了参数的灵敏度,提高了系统的抗干扰性和鲁棒性。仿真试验验证了该方法的可行性和准确性。

低畸变电流扰动的组合式孤岛检测方法研究

孤岛检测是光伏并网发电系统必须具备的功能,需要具备检测迅速、准确、稳定以及安全可靠的特点。针对现有主动检测法需要引入谐波干扰,容易造成电网电能质量下降,被动检测法检测速度较慢且检测盲区较大,容易导致孤岛检测失败等问题,提出改变电流相位使电流频率发生偏移的低畸变电流扰动法取代直接注入扰动电流的传统主动频率偏移法(AFD)。低畸变电流扰动法取得了与传统AFD相比检测速度更快,谐波更小的效果。将被动检测法与低畸变电流扰动法组合,能有效检测出孤岛现象,降低谐波干扰,从本质上提高了电网电能质量。通过Matlab仿真验证了该组合方法的可行性。

平面螺旋型四线圈磁耦合式非接触电能传输系统的设计

针对传统四线圈磁耦合式非接触电能传输系统的输出功率和效率较低等问题,提出了一种平面螺旋型四线圈磁耦合式非接触电能传输系统。并运用MATLAB仿真软件,对平面螺旋型四线圈和传统四线圈非接触电能传输系统的输出功率和传输距离、传输效率和传输距离之间的关系进行了对比分析。结果表明:在相同距离时,平面螺旋型四线圈磁耦合式非接触电能传输系统的传输功率和传输效率均高于传统四线圈传输系统的,且平面螺旋型四线圈磁耦合式非接触电能传输系统的传输效率比传统四线圈传输系统的高3%。

基于神经元PID控制的四开关三相Buck-Boost逆变器研究

单级四开关三相Buck-Boost逆变器是一种能够在较大直流输入电压范围内工作的新型拓扑结构,除了升压/降压能力外,该拓扑还具有实现DC-AC转换的功能。此外,与传统的四开关三相逆变器相比,该新型拓扑结构获得的输出电压正弦性良好,且不需要任何输出滤波器。新型拓扑结构使用较少的开关器件、电感和电容,从而降低了成本和尺寸。将滑模控制与神经元PID控制分别应用于所提四开关三相Buck-Boost逆变器,对比研究结果表明,神经元PID控制比滑模控制更能够消除初始误差,使系统在初始时刻达到稳态值,因此,输出电压超调很小,到达稳态值时间短。数学分析结果说明了该拓扑的工作原理,并用MATLAB/SIMULINK仿真软件和样机试验对其输出结果进行了验证。

基于神经网络和准同步采样算法的电力谐波分析

针对非同步采样的电力系统谐波分析精度问题,文章提出了一种准同步采样算法和神经网络相结合的谐波分析算法。其以准同步采样算法为基础,给出了常用情况下的准同步窗系数的函数表达式,为神经网络谐波分析算法提供了基波频率估计值;然后,基于最速下降法,确定了迭代方向上的适应性最优步长,该步长使神经网络算法收敛于全局最小值。在非同步采样情况下,该算法迭代次数均为10余次,幅值检测的相对误差精度可达1×10-10%,相量检测的相对误差精度可达1×10^(-8)%;并且在信噪比为30 dB时,幅值检测的相对误差基本低于1×10^(-2)%。仿真结果表明,该算法检测速度快且精度高,具有较好的应用价值。

基于矩阵不等式的永磁同步电机鲁棒H∞控制

针对永磁同步电机(PMSM)的鲁棒H∞控制问题,构建了基于dq旋转坐标系的状态空间模型,通过静态解耦控制思想,将强耦合非线性的永磁同步电机模型转化为线性系统。设计了鲁棒H∞控制器,将控制器的求解问题转化为矩阵不等式可行解,利用线性矩阵不等式(LMI)工具箱求解得到永磁同步电机的调速过程的状态信息。仿真结果表明,与传统PI方式比较,采用鲁棒控制器的永磁同步电机系统响应速度快、控制性能优异、对负载变化不敏感,具有很好的鲁棒性,可满足设计要求。