基于超前滞后环节附加前馈阻尼的VSG控制策略

虚拟同步发电机(virtual synchronous generator,VSG)在引入同步机二阶转子运动方程,增大电力系统等效惯量的同时,也引入了同步发电机的振荡特性,有功低频振荡等动态稳定性问题也随之而来。引入调速侧电力系统稳定器(governor power system stabilizer,GPSS)能有效抑制VSG的功率低频振荡,但其在超调量及调节时间方面的控制效果仍有待提高。通过建立VSG的小信号模型从极点配置角度分析其稳定性,揭示基于GPSS的VSG控制策略在功率动态响应上存在较高超调和较长调节时间的原因。基于此,参考GPSS控制思想,提出了一种基于超前滞后环节附加前馈阻尼补偿的虚拟同步发电机控制策略。并从理论上分析验证了所提控制策略在不影响系统稳态特性的前提下,能够提供调整自由度更高的正阻尼,在有效地抑制功率超调的同时提高了系统的调节速度,从而更好地抑制了有功功率的低频振荡。最后通过MATLAB/Simulink进行对比仿真,仿真结果与理论分析结果一致,证明了所提控制策略的正确性和有效性。

基于前馈补偿的双馈感应发电机励磁控制研究

针对双馈感应电机在发生低电压故障时定转子产生瞬时暂态振荡电流及传统Crowbar电路保护方式,将使其消耗较大无功而降低可控性的问题,提出一种转子电流前馈补偿的励磁控制方案。根据双馈电机的数学模型及等效电路结构,分析其定子侧电网发生低电压故障时的电磁暂态特性,归纳定转子暂态电流的变化规律。再通过电网电压与转子电流对定子电流的控制传递函数,分析电网电压跌落对定子暂态电流振荡的作用机理,并提出由控制转子电流对定子电流进行前馈补偿的故障穿越方案,经仿真分析证明了其有效性。

水泥粉磨优化控制系统的设计和实现

采用广义预测控制算法克服大滞后问题,引入前馈解决强干扰问题,设计并实现了一套水泥粉磨优化控制系统。该系统已经在某水泥厂长期投运,有效改善了水泥粉磨控制品质。

基于有功前馈补偿的储能VSG并网有功振荡抑制策略

为解决传统储能虚拟同步机(virtual synchronous generator,VSG)的并网有功由于其一次调频系数与虚拟阻尼系数相互耦合而存在稳态偏差与动态振荡难以兼顾的问题,提出一种基于有功前馈补偿的储能VSG并网有功动态振荡抑制策略。该策略利用有功经一阶低通滤波器后前馈至并网有功闭环控制回路,通过调节前馈系数优化储能VSG并网有功的动态性能且无需进行微分运算,同时不影响储能VSG的一次调频特性。然后,建立基于有功前馈补偿的储能VSG并网有功闭环的小信号模型,并给出前馈系数的整定方法。最后,利用仿真与实验测试对比结果共同验证了所述策略在有功指令与电网频率2种阶跃扰动下可有效消除储能VSG并网有功的稳态偏差及其动态振荡,且不存在频率过冲的风险。

弱电网下改进LADRC抑制直驱风机次同步振荡研究

针对在弱电网下直驱风电机组引起的次同步振荡(subsynchronousoscillation,SSO)现象,提出基于一阶总扰动偏差控制的微分前馈线性自抗扰控制器(linear active disturbance rejection control,LADRC),采用全改进LADRC控制策略抑制SSO现象(“全”是指电压外环、电流内环以及PLL锁相环3个环节都采用相应的控制)。首先,建立直驱风电机组并网数学模型;其次,结合风电机组并网系统对改进LADRC控制器进行设计并对其进行特性分析,该控制器相较于传统LADRC,不仅减小系统的跟踪误差且抗干扰性能更强;最后,通过PSCAD/EMTDC仿真软件将本文策略与全PI、全传统LADRC进行仿真对比。结果表明:相较于全传统LADRC,本文方法在降低1.62%超调量的同时,缩短0.129 s系统调节时间,有效抑制SSO现象并且具有较好的适应性。

前馈控制联合复合保温措施对全身麻醉术后苏醒期病人躁动及体温的影响

目的:分析前馈控制联合复合保温措施对全身麻醉术后苏醒期病人躁动及体温的影响。方法:选取2021年2月—2022年6月在医院行全身麻醉手术的100例病人作为研究对象,根据随机数字表法分为对照组与观察组各50例。对照组病人应用常规苏醒期护理,观察组在对照组基础上应用前馈控制联合复合保温措施。比较两组病人苏醒期躁动发生率、全身麻醉后Richmond镇静躁动评估量表(RASS)评分、不同时间点体温变化及生命体征变化。结果:观察组病人苏醒期躁动发生率、RASS评分3分占比均低于对照组,且观察组病人RASS评分0分、1分占比均高于对照组(P<0.05);术后1 h、手术结束时、苏醒期体温均高于对照组(P<0.05);观察组病人苏醒期生命体征均优于对照组(P<0.05)。结论:前馈控制联合复合保温措施能降低全身麻醉术后苏醒期病人躁动发生率,维持病人体温及生命体征稳定,提高苏醒质量。

夏季工况试验舱室中模拟负荷发生器的显热负荷使用

运用状态空间法建立房间能量模型,利用保温舱室通过模型识别得到相应的模型,了解室外温度和模拟负荷发生器的各自影响。通过对模拟负荷发生器的功率根据时间进行编程设置,发现符合房间模型预期,使用合适的控制率可以使得房间温度按照假设温度线变化。

一种流量可调燃气发生器压强控制算法的研究

分析了流量可调燃气发生器的工作原理,建立了流量可调燃气发生器的稳态与动态模型,得出了燃气发生器动态时的压强传递函数,并分析了系统时间常数,增益的影响因素,表明燃气发生器动态模型为变参数系统。基于分析结果,设计一种前馈自适应PID控制器,有效地克服了系统参数变化对控制带来的影响,提高了系统的响应速度与控制精度。仿真表明,相对于传统的PID控制算法,前馈自适应PID控制具有良好的动态性与鲁棒性。

基于多组储能动态调节的独立直流微电网协调控制

针对独立运行的直流微电网,提出基于多组储能系统动态调节的协调控制策略。孤岛运行模式下,分布式电源采用最大功率点跟踪(MPPT)控制,并选择配置多组储能来维持母线电压稳定。通过设计带有电压前馈补偿的模糊下垂控制动态调整负荷功率分配,实现不同储能单元荷电状态(SOC)的快速均衡,保证多组储能单元之间的协调运行,并可减小母线电压波动。当储能系统因满充等原因退出运行后,分布式电源由MPPT控制切换为下垂控制,并根据自身的最大功率自动调整负荷功率分配,确保重要负荷正常供电和微电网的安全运行。同时,在分布式电源下垂控制器的功率环节增加前馈补偿控制,减小该模式下母线电压波动。利用MATLAB/Simulink搭建仿真模型,仿真结果表明所提的控制策略可有效减小电压波动并能实现独立直流微电网稳定运行。

并联混合有源滤波器复合控制策略

将广义积分PI控制器与基于虚拟电感的指定消谐前馈控制算法结合提出了一种新的复合电流控制策略。其中,前馈控制器的基本思想是:在指定谐波频率处将有源滤波器(APF)控制成一个"虚拟电感",与无源滤波器(PF)发生串联谐振,为谐波电流提供一个低阻抗通路,动态性能良好。前馈控制对PF参数依赖性强,控制精度难以保证;而广义积分PI控制器能够无稳态误差地对特定频率谐波进行补偿,但是对于变化的负载,广义积分PI控制器需要数个周期才能实现谐波电流的精确跟踪。因此,该复合控制策略保证了混合有源滤波器(HAPF)既具有良好的动态性能又有较小的稳态误差,而且能对谐波进行分次补偿。实验结果证明所提控制策略是可行的和有效的。

基于广义FIR滤波器的电力设备有源噪声控制

针对电力系统设备噪声问题,探讨有源噪声控制的设计方法 ,提出基于广义有限脉冲响应(finite impulse response,FIR)滤波器优化的有源噪声前馈控制算法,同时给出了信号检测传感器的布放方案,并通过误差传感器评价噪声控制的效果。采集了2组电力设备的噪声作为初级声源,并进行有源降噪的仿真,仿真结果显示,频率为50、100和200 Hz的低频噪声成分被降低了12～18 dB,可见,利用有源噪声控制技术实现电力系统设备低频噪声的控制是一种有效的途径。

基于自动代码生成的共轨压力控制策略

为了缩短共轨压力控制算法的开发周期及降低开发成本,通过Matlab/Simulink及RTW Embedded Coder工具箱完成前馈控制加比例积分微分(PID)反馈控制的高压共轨压力控制策略的建模及自动代码生成.针对共轨压力在发动机一个工作循环内的波动规律,共轨压力控制系统定相位采样共轨压力传感器,提高共轨压力控制的稳定性.试验结果表明,稳态时共轨压力波动幅度小于1.5MPa,阶跃响应时共轨压力超调量在2MPa以内,稳定时间小于0.5s,在不同燃油喷射量下,轨压波动总能稳定在±1.5MPa以内.该控制策略易于实现,并兼顾控制精度及响应速度,完全满足高压共轨压力控制要求.

基于神经网络的风力发电机组变桨距复合控制

在分析风力发电机组系统特性和变桨距控制要求的基础上,提出了一种基于神经网络的分段复合控制方法进行变桨距控制,以解决风力发电系统的多干扰、时滞性、非线性等控制问题。该方法利用神经网络进行模型辨识,再依据运行工况分别进行模型预测控制和前馈控制,不但解决了风力发电机组系统模型难以精确建立的困难,而且去除了可测量的主要外扰——风速随机变化对系统动态控制品质的影响,从而提高了变距系统的响应快速性和抗干扰能力。最后,利用考虑尾涡效应的机组动态模型作为应用实例对复合控制方法进行仿真,结果表明提出方法的有效性与实用性。

基于阻抗分析法研究光伏并网逆变器与电网的动态交互影响

大量存在的并网逆变器会对分布式发电系统的电能质量和系统稳定性造成深刻影响,该文基于阻抗分析方法研究光伏并网逆变器与电网间的交互影响。论文定量分析光伏并网逆变器与电网之间由于阻抗交互影响所产生的谐波振荡,并通过基于硬件在环的分布式发电综合实验平台验证不同电网接入条件对并网逆变器稳定性的影响;推导LCL型并网逆变器的系统阻抗模型,并提出一种基于电压前馈的主动阻抗控制策略来提高逆变器与电网之间的稳定相角裕度,使光伏并网逆变器在不同的动态电网条件下均具有较好的控制鲁棒性;最后给出阻抗主动调整控制策略的设计过程和参数设计方法,并通过仿真验证主动阻抗控制策略的有效性。

非理想电网条件下的同步逆变器控制策略

同步逆变器可模拟同步发电机的机械惯性及一次调频、调压特性,有助于改善配电网/微电网的运行性能。针对非理想电网条件下同步逆变器的关键技术展开了研究。在简要阐述同步逆变器基本模型的基础上,详细分析了非理想电网对入网电流的影响;提出了一种基于双二次广义积分的电感电流参考值改进算法,采用电网电压前馈的方法消除非理想电网电压带来的影响。推导分析了LC型同步逆变器的改进型电网电压前馈控制策略中主要参量之间的基本关系及其设计方法,并结合同步逆变器输出阻抗特性的变化规律给出了一种合理的理论解释。最后,搭建了仿真模型和实验验证平台,仿真和实验结果验证了所提控制策略的正确性和有效性。

网络泛化能力与随机扩展训练集

针对神经网络的过拟合和泛化能力差的问题 ,研究了样本数据的输入输出混合概率密度函数的局部最大熵密度估计 ,提出了运用Chebyshev不等式的样本参数按类分批自校正方法 ,以此估计拉伸样本集 ,得到新的随机扩充训练集 .使估计质量更高 ,效果更好 .仿真结果证明用这种方法训练的前馈神经网络具有较好的泛化性能 .

一种直流微网双向并网变换器虚拟惯性控制策略

针对直流微网中母线电压易受微网内部功率波动影响,通过类推交流微网中虚拟同步发电机的虚拟惯量,提出了一种直流微网双向并网变换器(bidirectional gridconnected converter,BGC)虚拟惯性控制策略,增强了直流微网的惯性,平抑了直流母线电压波动。建立BGC虚拟惯性控制小信号模型,推导出直流母线电压与BGC直流侧输出电流之间的小信号传递函数,深入分析直流微网功率突变下的系统动态特性,发现BGC直流侧输出电流相当于扰动量,会对直流母线电压的动态响应过程产生冲击性影响。对此,提出了BGC的直流侧输出电流前馈扰动抑制方法,平滑了直流母线电压的动态响应。分析了BGC系统的稳定性,选取了合适的BGC虚拟惯性控制参数。最后,仿真与实验验证了所提控制策略的有效性。

大型火电机组动态频率响应特性

当电网发生解列故障时大型火电机组的动态频率响应特性对于维持系统频率安全和稳定具有至关重要的作用。以频率最大偏移量及其出现时刻为研究关注点,建立了解列后大型火电机组频率调节动态模型,提出一种通过求解四阶线性定常非齐次状态方程组确定频率最大偏移量及其出现时刻的方法。以此为基础,采用一台600MW火电机组的实测参数,深入分析了机组一次调频限幅、调差系数、前馈系数3个重要参数对解列后电网频率动态过程的影响。研究结果可用于指导解列后电网频率安全稳定措施的制定。

前馈控制在脉冲整流发电机数字励磁控制系统中的应用

传统的发电机励磁控制采用发电机端口电压反馈来实现稳定发电机端口电压的目的,对于带脉冲负载的整流发电机,由于反馈控制滞后性以及发电机励磁惯性影响,励磁系统难以满足响应快速性要求。本文提出在反馈控制基础上引入前馈控制的方法,建立了基于DSP控制器的整流发电机数字式励磁控制系统,根据发电机电压矢量图给出了前馈控制原理和前馈控制算法,并给出试验获得前馈控制参数的方法。试验表明,当发电机负载短时快速增加时,只采用闭环控制直流侧电压跌落较大(27%左右),引入前馈控制后的励磁系统动态响应速度大大提高,直流侧电压跌落小于2%,提高了电压调节精度。

通用前馈网络及排序学习前向掩蔽模型在模式识别中的应用

本文讨论了不分层的通用前馈网络（GFFN），并提出了一种作为模式分类器的排序学习前向掩蔽（SLAM）模型及其算法实验结果表明，这种网络作为模式分类器用时，学习时间远小于各种改进的BP网络而且所需使用的神经元数量也有显著的减少本文还介绍了这种SLAM模型在应用双阈值神经元DTN时进一步减少神经元数量的实验结果及其网络结构和学习算法，以及这种模型的模式分类器所具有的不断扩展与改善的能力论文还介绍了SLAM模型模式分类器在CASSANDRA-I小型神经计算机上实现的实验结果：在256维输入空间1024个随机样本的分类情况，学习时间约3小时20分，判别时间为0．007秒．