基于机网变流器协同的波浪发电系统控制策略

为实现波浪发电系统的高效平稳入网,以直驱式波浪发电装置为例,建立其数学模型和并网结构。将装置输出功率分解为平均分量和波动分量,从发电系统主动式控制的角度,进一步提出了阻尼控制和阻尼弹力控制下的最优策略,以使其高效运行。通过直流侧储能配置及机侧和网侧变流器的协同控制,实现电能的平稳入网。仿真结果表明,阻尼弹力控制较于阻尼控制,发电效率更高同时波动更大,直流侧储能及机网侧协同控制可有效平抑功率波动,为波浪发电系统的入网控制设计提供参考。

新型船舶中压直流固态断路器拓扑分析与设计

为解决船舶中压直流(medium voltage direct current,MVDC)电力系统直流电流开断困难,以及发生短路时故障电流上升率高且峰值大的问题,提出一种基于耦合电抗器的阻容限流型固态直流断路器拓扑。以晶闸管(silicon controlled rectifier,SCR)作为主开断器件,通过耦合电抗器来辅助晶闸管开断,并在直流系统发生故障时,通过换流过程将阻容限流元件接入,有效限制故障电流上升率和峰值,减少故障开断所需时间。基于所提拓扑设计了6 kV/4.2 kA的直流断路器模型,在PSCAD/EMTDC中进行仿真,并与现有拓扑进行对比分析。仿真结果表明:所设计断路器可针对直流系统不同的运行状态,按照不同的控制策略顺利完成对直流电流的开断,并且在开断速度、限流能力和金属氧化物避雷器(metal oxide arrester,MOA)耗能方面均具有一定优势。

模块化串联结构电源系统中两级分组控制的故障检测策略

为保障模块化串联结构电源系统的正常运行,探讨模块化串联结构电源系统中两级分组控制的故障检测策略。该方法通过优化模块化串联结构电源的故障反馈信号接收机制,引入基于最大功率点跟踪(Maximum Power Point Tracking,MPPT)的两级分组控制直流孤岛检测技术。同时,设计故障判据,并优化检测结果输出流程。通过实际案例验证,文章提出的方法能够在短时间内精准检测出故障,从而显著提升电源系统的运行稳定性。

基于滑模变结构的双馈风力发电机直接功率控制策略研究

针对传统矢量控制对双馈风力发电机参数的依赖性和传统直接功率控制策略的开关频率不固定问题,提出基于滑模变结构的双馈风力发电机直接功率控制策略,把滑模变结构控制和电压空间矢量脉宽调制技术相结合,并用转子电压直接控制双馈电机的有功功率和无功功率。在PSCAD仿真环境下搭建了其系统模型,实现了双馈风力发电系统最大功率点跟踪以及有功功率和无功功率的解耦控制。系统结果表明:该控制策略具有较好的参数鲁棒性和输出电能质量,验证了该直接功率控制策略的有效性和可行性。

三相电压型PWM整流器滑模变结构直接功率控制

研究了一种基于滑模变结构控制理论的三相脉宽调制(PWM)整流器直接功率控制方案,利用滑模变结构控制系统鲁棒性和动态性能较好、参数整定简单的优点,解决了传统的基于PI算法的直接功率控制系统抗扰性能差、对PI控制参数较敏感、网侧电流总谐波含量较大的缺点.在Matlab/Simulink环境中建立仿真模型,对滑模控制和PI控制两种方案进行仿真比较,结果表明滑模控制方案明显优于PI控制方案.

变结构控制策略在直驱永磁同步风力发电机中的应用

根据直驱永磁同步风力发电机的结构特点,采用双脉宽调制变流器作为其并网主电路。考虑到永磁同步发电机的数学模型在dq坐标系下是一个非线性耦合系统,不利于控制器的设计。提出了采用逆系统方法将原系统进行线性化解耦,构造出其伪线性系统模型,再运用变结构控制理论设计伪线性系统的闭环控制器。建立了基于此控制策略的仿真模型并与PI控制进行比较。仿真结果表明,该控制策略可实现发电机输出有功功率的准确控制、并网有功功率和无功功率独立调节以及变速恒频运行。变结构控制与PI控制相比,动态响应速度快、鲁棒性好。

PMSM变结构直接转矩控制无传感器运行

传统的直接转矩控制方式存在电流、磁链及转矩脉动较大,逆变器开关频率不恒定等问题。速度传感器的使用降低了系统可靠性、增加了成本。为解决上述问题,在永磁同步电机(PMSM)变结构直接转矩控制的基础上,提出基于瞬时功角检测的速度估算方案,实现PMSM直接转矩控制无传感器运行。实验结果表明,新型控制策略有效地解决了传统直接转矩控制存在的问题,同时仍保持直接转矩控制固有的转矩快速响应的特征和系统鲁棒性强的优点,从而有效地改善了系统的动、静态运行性能,提高了系统运行的可靠性。

直流配电网系统关键技术探讨

针对提高运行效率、改善供电可靠性和电能质量、实现分布式电源有效安全接入等配电系统面临的问题和挑战,提出了以直流为主导的配电方式,用于解决上述问题的可行性研究和探讨。结合直流配电技术的研究现状,总结了直流配电系统的技术特点和潜在优势,系统地探讨并分析了直流配电系统发展的若干关键技术及其可行性。

开绕组无刷双馈风力发电机的直接功率控制研究

为了提高无刷双馈风力发电机系统的控制灵活性和故障冗余能力,进一步减小所需变频器容量,实现最大功率跟踪,提出一种具有开绕组结构的无刷双馈风力发电机及其直接功率控制系统。将无刷双馈发电机(brushless doubly-fed generator,BDFG)的控制绕组端设计为开绕组结构,采用双端供电式级联型两电平逆变器与控制绕组两端连接对开绕组BDFG(open-winding BDFG,OW-BDFG)进行励磁,可对各相控制绕组电流进行独立控制。针对该种由双逆变器馈电的OW-BDFG,提出采用混合矢量直接功率控制(direct power control,DPC)方法以实现最大功率跟踪,该种控制方法结构简单,计算量小,且无需观测磁链大小,实时性好。最后,通过仿真研究验证所提出OW-BDFG直接功率控制系统的有效性和可行性。

基于滑模变结构的Vienna整流器新型双闭环控制策略研究

传统电流电压双闭环控制策略的PI调节器控制参数为常数且较为敏感,在系统启动和负载变动时,Vienna整流器存在动态响应速度慢、抗干扰性能差、网侧电流谐波(THD)含量大等问题。为此,提出新型双闭环滑模非线性控制策略来提高输出直流侧电压和输入交流侧电流的动态响应速度以及抗干扰性能,其中内环采用无需dp旋转坐标变换的滑模直接功率控制(SMC-DPC);外环采用电压平方反馈闭环的滑模控制;详细推导该算法,给出具体设计过程。最后利用仿真和实验对新型双闭环滑模非线性控制策略与传统双闭环PI控制方案进行比较,结果表明:前者明显优于后者,在启动和负载变化时表现出良好的动态性能和鲁棒性能。

一种基于模块化多电平换流器的三极直流输电系统

现有三极直流输电系统基于晶闸管换流器,存在一些与传统直流输电系统相似的固有缺陷。文中提出了一种改进系统:极3采用基于全桥子模块的模块化多电平换流器,极1和极2采用基于钳位双子模块的模块化多电平换流器。同时,提出了三极直流协调控制策略,并且为了抑制过渡阶段的暂态过电压,减小接地电流和功率波动,还提出了电压反向控制、电流维零控制和功率协调控制。采用PSCAD/EMTDC进行仿真验证,结果表明利用所提控制策略,三极直流输电系统能够获得较好的响应特性,在维持电容电压平衡的同时,能够抑制交直流间功率扰动和接地极电流波动。

涡轴发动机双回路PI控制器多发功率匹配

为了应对多个发动机共同驱动同一直升机时,单个发动机性能衰退所引发的输出功率不平衡问题,以控制2个转子转速的双回路结构PI控制器为基础,将外回路改为直接功率控制回路,搭配能够计算旋翼在一定转速下需求功率的机载模型,构建了1种涡轴发动机多发功率平衡匹配控制系统。内回路分别采用燃气发生器转子转速控制回路和动力涡轮转子转速控制回路,得到参数不同的控制器并进行了仿真验证和对比。结果表明:所设计的双回路PI控制器能够在保证涡轴发动机动力涡轮转速恒定的同时,使性能衰退程度不同的2台发动机输出相同的功率。

永磁同步电机直接转矩控制无传感器运行研究

传统永磁同步电机(PMSM)直接转矩控制存在电流、磁链和转矩脉动较大、逆变器开关频率不恒定等问题,而且速度传感器的存在降低了系统运行的可靠性,增加了系统费用.在PMSM变结构直接转矩控制的基础上,提出了基于瞬时功角检测的速度估算方案,实现PMSM直接转矩控制无传感器运行.实验结果表明,提出的方案能够有效解决带传感器的传统直接转矩控制存在的问题,同时保持直接转矩控制固有的转矩快速响应的特征和系统鲁棒性强的优点,有效地改善了系统的动、静态运行性能,提高了系统运行的可靠性.

Vienna整流器的滑模预测直接功率控制

为提高三相Vienna整流器的动态响应速度和抗干扰能力,降低网侧输入电流谐波含量,提出一种无差拍控制与滑模变结构控制器相结合的滑模预测直接功率复合控制算法。该复合控制算法的内环采用预测直接功率方法,为减小控制系统采样、计算等延时的影响,采用两步拉格朗日线性插值法估算有功功率给定值;改进电压外环的传统滑模控制,提出基于直流侧电压平方的滑模控制面,用以提高电压响应速度与稳定精度。实验结果表明该算法具有有效性与可行性。

刮板输送机功率平衡的滑模变结构控制策略

针对刮板输送机工作面在复杂的工况条件下导致首尾双机功率不平衡问题,采用基于滑模变结构的直接转矩控制方法,根据电动机的结构原理建立数学模型,得到刮板输送机首尾电机电磁转矩状态方程,通过设计滑模切换函数和滑模控制规律,得到滑模控制函数.利用Matlab对刮板输送机首尾电机转矩控制器进行仿真分析,仿真结果表明:基于滑模变结构的控制器能有效的控制首尾电机电磁转矩,实现到刮板输送机首尾电机功率平衡快速、平稳及精确自动调整.

电网不平衡下PWM整流器滑模变结构控制

提出一种电网电压不平衡下基于滑模变结构控制(SMVSC)的脉宽调制(PWM)整流器直接功率控制(DPC)算法,其控制目标是消除有功功率振荡并保证网侧电流正弦。通过对三相PWM整流器进行功率分析,无需正、负序分量提取即可得控制目标下有功、无功功率补偿值,进而实现控制目标,仿真和实验结果验证了其有效性。

电流型有源滤波器指数趋近律滑模变结构控制

针对电流型有源滤波器,研究指数趋近律滑模变结构控制策略,通过调整参数来加速向滑模面的趋近过程,很好地抑制了滑模变结构控制的抖振现象.该方法具有响应速度快、稳定性好和对外界干扰不敏感等特点.将此控制方法和直接电流PWM相结合,使系统的运行特性得到了很大的提高.借助PSCAD仿真软件验证了该控制方法的优越性.

永磁直驱风力发电机滑模变结构直接功率控制

对永磁直驱风力发电机变流器脉宽调制策略及机侧控制模式进行了分析。提出滑模变结构永磁直驱风力发电机直接功率控制,结合风能最大功率跟踪控制策略定叶尖速比法和机组恒定气隙磁链控制设计滑模变结构直接功率控制器,其机侧脉宽调制开关频率恒定、无需同步旋转坐标变换及机端电压相位信息,能有效减小机侧变流器容量且控制结构简单,动态性能优良。仿真研究验证了所提理论分析方法和控制策略的正确性和有效性。

基于滑模变结构双馈风力发电机直接功率控制

针对双馈风力发电系统直接功率控制(Direct Power Control,DPC),提出将一种变指数趋近律滑模变结构控制策略用于双馈风力发电机直接功率控制中,并通过引入空间矢量调制技术使DPC的开关频率保持恒定。由滑模控制直接计算所需的转子控制电压以消除瞬时有功、无功功率误差。仿真结果表明,与传统矢量控制,开关频率恒定直接功率控制相比,滑模直接功率控制对系统参数不确定、外部扰动具有强鲁棒性,系统的动、静态性能优良。

双馈风力发电机滑模变结构直接功率控制

与矢量控制相比,直接功率控制(DPC)应用于双馈风力发电系统能简化控制结构,提高系统动态性能。提出将一种变指数趋近律滑模变结构控制策略用于双馈风力发电机直接功率控制中,并通过引入空间矢量调制技术使DPC的开关频率保持恒定。该策略采用滑模控制直接计算所需的转子控制电压以消除瞬时有功、无功功率误差。仿真及实验结果表明,滑模直接功率控制系统的动、静态性能优良。