基于PCH的DFIM非线性L2增益控制新方法

采用端口受控哈密顿(port-controlled Hamiltonian,PCH)与L2增益控制方法,建立双馈感应电动机(doubly-fed induction motor,DFIM)的PCH系统模型。采用PCH系统与L2增益扰动抑制技术,给出期望的闭环系统PCH结构,选取期望的闭环哈密顿函数。针对负载转矩扰动的情况,设计系统的L2增益控制律,分析平衡点的稳定性,利用SVPWM信号变换方法控制功率变换器各开关器件的切换点,实现了SVPWM的速度调节。仿真结果表明,系统实现了双馈感应电动机在受外界干扰情况下的转子转速有效跟踪期望转速,提高了系统的鲁棒性。

深度强化学习驱动的双馈抽蓄抽水工况下调频控制

为改善新型电力系统的频率特性,利用抽水工况下双馈抽水蓄能机组功率可调的特点,提出基于多智能体深度确定性策略梯度算法的系统频率控制方法。首先,基于抽水工况下双馈抽水蓄能的频率控制策略,构建多能互补系统的频率控制模型;其次,以提高各区域控制性能标准指标为目标,利用改进的多智能体深度确定性策略梯度算法优化各机组的自动发电控制指令。算例分析表明,抽水工况下双馈抽水蓄能参与调频可显著改善系统的频率特性,且所提频率控制方法的鲁棒性和可靠性优于传统控制。

双馈电机系统滑模变结构反演控制的研究

应用滑模变结构理论和反演控制方法设计了双馈感应电机的非线性控制器。该控制器结合反演法的动、静特性优良和滑模变结构控制鲁棒性强的优点,可以良好地实现电机转速的跟踪控制。针对电机转矩给定控制,提出了一种复合控制算法,有效地提高了系统动态性能和静态精度。对于所提出的控制策略予以详细推导,并在Matlab/Simulink环境下进行了仿真试验。仿真结果表明,该控制策略能够实现双馈电机转速的有效跟踪,系统具有良好的动、静态性能和较强的鲁棒性。

应用飞轮储能系统阻尼电力系统低频振荡

飞轮储能系统(FESS)具有独立的有功和无功功率调节能力,通过适当的控制策略补偿系统振荡功率,能快速平息振荡,达到抑制低频振荡的目的。文中应用阻尼转矩法从理论上分析了FESS阻尼系统低频振荡的机理,并在此基础上提出FESS最佳安装地点、阻尼控制器回路、反馈信号的选择及附加阻尼控制参数整定的解决方法。以4机系统为例,特征值计算和时域仿真都表明了分析结果的正确性。

基于NNs-MRAS无速度传感器双馈电机LQR控制

针对双馈电机无速度传感器控制系统,提出了一种基于定子磁链的神经网络-模型参考自适应系统(NNs-MRAS)的速度观测法,采用差分算法设计了神经网络(NNs)模型,通过偏差反传算法对神经网络模型进行训练,使其具有良好的转速观测能力;设计了基于两相同步旋转坐标系下转子电流的线性二次型最优控制算法的控制器(LQR),并给出了状态反馈控制增益,实现了电流闭环参数的最优控制,改善了系统的动、静态性能。详尽地推导所述控制方案的实现过程,并通过基于DSP实现的样机试验,验证了控制方案的正确性和有效性。

飞轮储能系统多PI控制器参数优化

对飞轮储能系统(FESS)的有功和无功PI控制器参数优化进行了研究,提出了应用加入模拟退火思想的改进粒子群优化(AIPSO)算法优化FESS有功和无功多PI控制器参数。该算法在混沌初始化、迭代中加入混沌扰动和自适应调整惯性权重系数的改进粒子群优化算法基础上,引入模拟退火思想,既能限制位置更新,又能跳出局部最优解,具有更高的效率。以有功功率和电压偏差的ITAE指标的和最小为目标函数,应用AIPSO优化FESS的多PI控制器参数,并以FESS接入4机系统为例,通过非线性仿真验证了优化结果的有效性。

基于改进PSO算法的FESS的PI参数优化

提出了一种改进粒子群优化(IPSO)算法用于FESS的PI控制器的参数优化设计。IPSO算法通过混沌初始化、迭代中加入混沌扰动和自适应调整惯性权重系数来克服传统PSO算法效率低、易陷入局部极值和算法早熟等缺陷。基于IPSO算法,以ITAE指标最小为目标函数对FESS的PI控制器参数进行优化,并以FESS接入四机系统为例,通过非线性仿真验证了优化结果的有效性,并通过与其他优化方法比较,得出IPSO具有更好的优化性能的结论。

基于转子电流的双馈感应电机无速度传感器控制

提出一种基于转子电流的模型参考自适应系统(MRAS)的双馈感应电机(DFIM)无速度传感器控制方法。首先建立了基于定子磁链定向的DFIM矢量控制模型,实现了电机转速/转矩控制和有功/无功功率解耦控制,然后采用基于MRAS的转速辨识方法,将测量得到的转子电流作为参考模型,通过定子电压和电流估测得到的转子电流作为自适应模型,用PI闭环控制构造转子位置和转速信息。为验证理论分析的正确性,以50 kW的DFIM为例设计了一套控制系统。通过电动机运行工况下的空载变速实验和发电机运行工况下的功率控制实验,估测转子位置和转速在不同转速和功率工况下都能准确跟踪实际值。仿真和实验结果表明系统能实现对DFIM无速度传感器控制,证明了所提出的方案的可行性。

双馈异步电机故障诊断方法综述

双馈异步电机运行环境较为恶劣,运行工况复杂多变,其运行状况的好坏直接对风力发电系统乃至整个电力系统产生较大的影响。本文在介绍双馈异步电机常见故障类型的基础上阐述了常见故障产生的机理,再从信号处理技术角度详细分析了目前常用的故障诊断方法,并对未来双馈异步电机故障诊断的发展趋势和方向进行了展望。

双馈电机PI自适应无传感器矢量控制系统研究

为了提高变速恒频双馈电机矢量控制系统运行的可靠性,文中探讨了无速度传感器的控制理论和控制方法,提出了基于PI自适应的基本结构及控制原理。分别介绍了以电磁转矩误差和定子磁链误差作为PI控制器输入的控制算法,并利用Matlab/Simulink软件对这2种算法分别进行仿真分析和比较。仿真结果表明,这2种算法均可实现观测转速对实际转速的准确跟踪,满足双馈电机矢量控制的要求。

多功能柔性功率调节器的矢量励磁控制

作为大容量低速飞轮储能系统,多功能柔性功率调节器(FPC)由双馈电机(DFIM)和作为交流励磁电源的电压源型双脉宽调制(PWM)变换器组成,具有独立的有功和无功调节能力,能提高电力系统稳定和改善电能质量。FPC采用改进型定子磁链定向控制策略。该策略利用电压控制代替无功控制,同时分别对定子q轴和d轴电压进行反馈和补偿控制,从而对电网电压波动具有较好的鲁棒性。由于FPC主要工作在电网扰动时,为了避免机端电压突然跌落引发变频器不能承受的转子过电流而导致装置跳闸,采用了专门的转子过电流快速限制措施和控制策略。此外,还附加了转速反馈控制,使FPC转速在其待机时总是能保持在稳态给定转速。

基于遗传算法的双馈电机速度控制系统研究

针对传统的双馈电机直接转矩控制系统低速时控制性能不佳的问题,对传统控制系统进行改进。将遗传算法应用于双馈电机直接转矩控制系统,在线优化PI调节器的参数,匹配控制系统在不同工作状态下的需求。仿真研究结果表明,该方法能有效地降低转矩脉动和磁链纹波,改善速度调节过程中的动态性能,扩大调速范围。

双馈感应电机新型直接转矩控制技术

为了便于双馈感应电机直接转矩控制器的设计,建立了选装坐标系下的双馈感应电机的空间矢量数学模型和等值电路,推导了电磁转矩方程和转子磁链微分方程。通过分析转子电压空间矢量对转子磁链和电磁转矩的影响,提出了双馈感应电机直接转矩控制的一种改进方案:一是调整转子磁链扇区与转子电压矢量的相对位置;二是利用具有互补性的互差120°角的电压矢量作为主控矢量进行控制。通过大量的仿真结果分析,验证了所提控制算法的可行性和有效性。

双馈感应电机反演控制系统的研究

文中应用反演控制理论设计了双馈感应电机转速跟踪控制的非线性控制器。该控制器利用了反演法的动、静特性优良,稳定性强的特点,可以良好地实现电机转速的跟踪控制。对于所提出的控制策略予以详细推导,并进行了仿真实验。仿真结果表明该控制策略能够实现双馈电机转矩和磁链的解耦,以及转速的有效跟踪,系统具有良好的动、静态性能和鲁棒性。

基于M轴定子磁链分量的无速度传感器MRAS的双馈风力发电机控制新方法

提出一种基于定子磁链M轴分量的模型参考自适应系统的变速恒频双馈感应电机无速度传感器控制新方法。此方法根据转子侧有功、无功解耦矢量控制策略,将定子磁链在M轴上分量作为参考模型和可调模型的输出量;利用M轴估计磁链与实际磁链之差和Popov超稳定定理设计出转速PI自适应律来对转速进行估算,并根据Lyapunov定理和小信号模型对其稳定性进行分析;最后通过对发电机在3种同步状态和由亚同步到超同步变化下的仿真结果进行比较,详细分析了双馈电机无速度传感器系统的稳态性能和运行性能,仿真结果表明:新方法在亚同步、同步和超同步3种运行状态下和在运行状态变化下均具有良好的跟踪效果和动静态性能。

双馈感应电机双侧直接转矩控制

研究了一种新的双馈感应电机的直接转矩控制策略。不同于传统的仅控制转子侧变流器的控制方法,应用的控制策略是同时控制电机的定子侧与转子侧变流器,进而控制定转子磁链与转矩。采用MATLAB仿真软件对该系统进行仿真试验,验证了该方法的可行性。仿真结果表明该系统结构简单,计算量小,响应时间小,控制准确。

双馈感应电机间接转矩控制策略的研究

研究了间接转矩控制策略应用于双馈感应电机。首先给出了双馈电机的数学模型,磁链与转矩的计算采用电流模型,可以避免积分误差。然后给出了间接转矩控制策略的详细推导过程。最后采用M atlab仿真软件对该系统进行仿真试验,验证了该方法的可行性与有效性。仿真结果表明该系统结构简单,计算量小,响应时间小,控制准确。

无刷级联双馈感应发电机稳压控制策略

级联双馈感应电机作为无刷变速恒频发电机带负载独立运行时,由于负载和转速变化,存在脱网下维持恒频恒压输出的控制问题,故设计了一种新型稳压控制策略。基于级联双馈感应电机作为无刷变速恒频发电机运行的数学模型,设计了一种易于实施的间接磁场定向矢量控制,可在转速和负载单独变化或一起变化时,稳定发电机的输出电压幅值和频率。同时,电压控制器的设计避免了前馈补偿及其所需额外电流传感器的应用,即通过合理设计抑制了耦合效应带来的扰动。利用所搭建的级联双馈感应电机测试平台开展了实验研究,测试结果验证了电压控制器的稳压性能。

基于α阶逆系统的双馈电机解耦控制

文中应用逆系统解耦控制方法,对双馈电机这一多变量、非线性、强耦合的控制对象进行动态解耦控制研究。通过对其双馈电机的数学模型的分析,建立了状态方程。使用解析逆系统方法对系统进行了线性化解耦控制分析,推导出基于α阶逆系统方法的动态解耦控制算法,并进行了仿真研究。仿真结果表明该控制策略能够实现双馈电机转速和无功功率的动态解耦,系统具有良好的动、静态性能。

可变速抽水蓄能机组水泵工况起动方式研究

可变速抽水蓄能机组采用双馈电机,其主要优势在于电动工况能够自动调节水泵输入功率,使得抽水蓄能机组能够自动跟踪电网频率变化。本文介绍了双馈电机目前存在的四种起动方式,阐述了可变速抽水蓄能机组水MX况起动方式研究概况与发展现状,在此基础上重点分析了异淞动与定子短接起动两种起动方式,建立了数学分析模型,提出了转矩与功率表达式,为后续可变速抽水蓄能发电电动机的进一步研究奠定理论基础。