考虑可再生能源接入的多端MMC交直流混合系统协调控制

模块化多电平变换器的零转动惯量特性,使其无法对交流电网的频率波动提供支撑,导致交直流混合系统的整体惯性下降,影响并网系统的动态性能与稳定性。文章将改进功率-电压下垂控制与虚拟同步机技术相结合,提出一种新型功率协调控制策略。在系统直流电压稳定的情况下,对交流电网进行频率调节,同时对各变换器间的功率进行合理分配,无需通讯系统即可建立有效的能量管理体系。与传统双闭环控制进行对比试验,结果表明,所提控制策略有效解决了系统由低惯量、欠阻尼引起的动态性能与稳定性的问题。

内置式永磁同步电机无感复合控制策略研究

为了解决内置式永磁同步电机无位置传感器控制系统中采用单一控制算法无法实现全速度范围内理想控制效果的问题,提出了一种改进型复合控制策略。在低速运行时,采用脉振高频注入法,解决了转子初始位置检测问题。通过二阶广义积分器代替带通滤波器,提高了系统的速度响应。在高速运行时,采用龙伯格观测器。同时,为了解决两种控制算法的切换问题,提出了基于改进粒子群算法的线性加权平均切换方法。仿真结果表明:在初始角度θ=2.5 rad的情况下,该策略能使电机运行在全速度范围内、转速误差范围控制在[-8 r/min,+5 r/min],且转子角度波动较小。该研究对机械制造与航天、航空领域具有实际指导意义。

多微型逆变器微电网频率暂态稳定综合控制研究

研究多微型逆变器微电网频率暂态稳定综合控制,有效控制微电网频率暂态稳定性,提升控制准确性,缩短调节时间。通过励磁控制与功频控制构建虚拟同步发电机控制方法,实现负荷小扰动下微电网频率暂态稳定控制;利用改进下垂控制方法,实现负荷大扰动下微电网频率暂态稳定控制;通过设计同步电压控制器与双环控制器,完成虚拟同步发电机控制方法与改进下垂控制方法的自由切换,综合控制不同情况下微电网频率的暂态稳定。实验证明,所研究方法在不同负荷扰动下,可有效实现微电网频率暂态稳定控制;在切换离网模式与并网模式时,能够有效切换控制方法,准确控制微电网频率暂态稳定性,缩短调节时间。

多微源独立微网中虚拟同步发电机的改进型转动惯量自适应控制

多微源独立微网中,传统下垂控制的输出频率动态响应速度快,虚拟同步发电机(virtual synchronous generator,VSG)控制可改善频率响应特性,但无法兼顾功率和频率的动态调节性能。针对此问题,提出一种改进的转动惯量自适应控制(improved adaptive control of inertia,IACI)。首先,在同步旋转坐标系下建立VSG数学模型,并分析转动惯量对VSG输出特性的影响;其次,在VSG控制的基础上通过在转动惯量控制中引入频率变化量形成VSG转动惯量自适应控制,并给出频率跟踪系数、转动惯量和阻尼系数等参量的整定方法;最后利用Matlab/Simulink对比VSG控制和IACI控制在VSG并入微网和负载扰动条件下的有功和频率响应曲线,在由两台1k W的VSG组成的独立微网实验平台上进行实验验证,结果表明所提控制策略可避免VSG并入微网过程中的有功振荡,且可以有效优化频率响应曲线。

基波电流瞬时值检测及同步电流相量测量方法

为了能够实时有效地测量出系统在各种状态下的基波电流相量的频率、幅值和相角,给出了一种基波电流瞬时值检测及同步电流相量测量算法。把系统的零序电压和电流瞬时值看作三相系统中的a相分量,按照正序对称原则无延迟地构造出b相和c相电流和电压。利用同步坐标变换的方法准确检测出零序、负序和正序基波电流瞬时值,给出了基波电流相量的频率、相角和幅值测量算法。该方法提高了多种动态条件下的测量精度和动态响应特性,仿真结果表明了该方法的正确性和有效性。

特高频/甚高频频段OFDM系统同步技术的算法改进及仿真

本文研究了一个以OFDM技术为核心,大幅提高VHF/UHF频段频带利用率的无线数据通信系统,并对该系统的关键技术——同步进行了较为详细的讨论,包括帧同步、符号同步及小数倍频偏、整数倍频偏同步.与已有文献记载的同步方案相比,该系统不但具有较小的运算量、较低的实现复杂度,而且具有较好的性能.

分布式调相机励磁系统参数优化模型研究

可再生能源大多位于偏远地带,跨区外送时抵御系统冲击能力较弱,为了提高系统运行可靠性,以分布式调相机为无功补偿设备,研究励磁参数对调相机动态特性的影响。首先分析调相机输出无功的数学模型,确定反映调相机动态无功特性的评价指标—有效无功电流增益,基于该指标的频域灵敏度分析,来获取影响调相机动态特性的关键励磁参数及优化规律。以有效无功电流增益为目标函数,利用平均频域灵敏度指导改进蜂群算法的寻优方向,建立励磁参数的优化模型并进行求解。以风电系统为例,仿真验证励磁参数优化模型的控制效果。研究表明,利用提出的励磁参数优化模型得到的励磁参数可以提高调相机的动态无功输出,降低系统电压波动幅值,保证风力发电机实现高压或低压穿越。

可再生能源电力系统的虚拟同步发电机频率控制策略

为解决可再生能源接入电力系统导致系统频率稳定性下降的问题,将虚拟同步发电机(virtual synchronous generator,VSG)控制策略和优化算法相结合,提出了一种基于算法优化的VSG控制策略。对蚁狮算法进行改进并用于优化VSG的参数,使VSG的性能达到最佳;最后,将优化的VSG用于并网逆变器的控制;建立电力系统仿真模型,并与传统控制方案进行对比测试,结果表明:优化的VSG控制策略降低了系统频率波动的幅值和时间,阶跃负荷扰动下频率波动幅值降低了约0.00042 Hz,波动时间降低了约1.5 s,提高了可再生能源电力系统的频率稳定性。

基于频率耦合阻抗的直驱风电机组次同步振荡关键影响因素分析及抑制措施

直驱风电机组与弱交流电网的动态交互导致次同步振荡现象时有发生,计及频率耦合效应的阻抗分析法是研究该现象的有效方法之一。首先,建立了计及锁相环、直流电容电压及LC滤波器动态的频率耦合序阻抗模型,并结合阻抗扫频验证了模型的正确性;其次,基于修正的序阻抗伯德图判据对并网系统进行稳定判别得出风险频段的负电阻是导致系统失稳的主要原因;进一步,鉴于电压环、锁相环主要影响次/超频带的阻抗特性,采用灵敏度分析法从带宽和阻尼比角度量化了电压环、锁相环参数对风机阻抗的影响,得出初始参数下的电压环阻尼比是造成阻抗在风险频段呈现负电阻的关键原因;最后,设计了串联超前相位校正的改进控制方案,方案可通过阻抗重塑削弱风险频段的负电阻特性,进而使得并网系统的稳定性提升。结合时域仿真验证了灵敏度分析的正确性和改进控制方案对振荡抑制的有效性。

OFDM定时和频率同步改进算法

在OFDM系统算法中,针对Minn算法存在符号定时和频率同步精度不高,定时模糊等问题,提出了一种OFDM改进同步算法。改进算法依照Minn算法原有的序列pattern,用ZC序列作为新的训练序列,并多次进行相关得以提高精度,最后给出了新的定时尺度函数和频偏估计函数。由于ZC序列具有相关蜂尖锐和零旁瓣的特点,使得系统的同步定时估计和频率估计更加精准。理论分析和仿真结果表明,改进算法的定时尺度非常尖锐,频偏估计的均方误差较低。

频率误差对双基地雷达改善因子的影响

收发相位同步是双基地雷达相参处理的前提,相位同步误差会对改善因子产生影响。首先建立了考虑相位同步误差的相参检波信号模型,在此基础上,导出了相位同步误差对改善因子影响的关系式,最后通过仿真分别给出了不同杂波类型,不同重复频率时相位同步误差对改善因子影响的结果。仿真结果表明,相位同步误差越大,对各类杂波改善因子的影响也越大,当误差为10 Hz时,地杂波改善因子下降十几分贝,且载波频率为1 GHz时,若要求MTI改善因子为50 dB,稳定本振的频率稳定度需满足10-8的数量级。

一种新型消息驱动跳频系统及其性能分析

为了提高常规跳频系统的频谱效率,近年来消息驱动型跳频技术被提出。它采用信息序列代替伪随机序列选择跳频频点,调制效率大幅提升,其代价是接收端需要全频带接收以判断跳频点位置,解调复杂度较高,同时系统性能受衰落信道的影响较大。为了解决消息驱动跳频实现复杂度过高的问题,本文提出一种基于IFFT/FFT架构的新型消息驱动跳频系统,并在该架构下设计了一种新型OG-2FSK映射方式,对该调制方式在高斯白噪声信道和多普勒频移信道下的理论误码率公式进行了推导。仿真结果验证了公式推导的正确性,并表明在多普勒频移信道下,所提出的OG-2FSK映射方式比传统的BPSK具有更好的误码率性能。

永磁同步电机全速域无位置传感器复合控制

针对传统滑模观测器在低速段估算误差大以及脉振高频电压信号注入法造成定子电流谐波含量增大的问题,提出一种适合电机全速域运行的复合控制策略。在零、低速阶段,采用估算精度较高的脉振高频电压信号注入法;在中高速阶段,虽然基于电机反电动势进行位置估算的传统滑模观测器具有强鲁棒性,但是符号函数增大了系统抖振和电流谐波,为此通过引入饱和函数对其进行改进。同时,采用加权平均函数实现两种控制策略的平滑切换。研究结果表明,该复合控制策略在低速段弥补了滑模观测器难以提取反电动势的天然缺陷,在中高速段定子电流的总谐波失真得到有效抑制,且在全速范围都具有较好的动态响应性能和估算精度。

同步压缩变换及其在机械振动信号处理中的应用

文章将一种音像信号处理方法引入机械运行状态检测领域。首先简介了时频方法的发展史以及同步压缩变换方法(SST)的由来,对基于短时傅里叶变换的SST的算法进行了简要分析,随后重点突出了其在时频图改善与信号分解方面的应用,并用一组变转速下的转子碰磨实验来验证SST其中一个重要用途;最后,总结了SST的优势与不足,并给出了展望。

基于NiosⅡ改进的多周期同步频率测量系统设计

为了使得待测信号,时间基准信号与实际计数闸门同步,消除对待测信号和时间基准信号产生的±1误差,采用改进的多周期同步频率测量,利用SOPC设计技术,以FPGA为核心,对标准脉冲信号计数,NiosⅡ软和处理器作为系统控制单元;并通过划分频率段,先粗测再精测,设置不同闸门时间,使得系统测量频率范围保证在0.1 Hz^10 MHz,兼顾了测量频率的精度,测量的高效率。

连接无源网络的VSC-HVDC优化虚拟同步机控制及参数分析

在向无源网络供电的电压源型高压直流输电技术(voltage source converter based HVDC,VSC-HVDC)系统中,传统双闭环控制无法提供系统惯性和阻尼系数,而传统虚拟同步发电机(virtual synchronous generator,VSG)控制虽然能实现一次调频,为系统提供频率支撑,但属于有差调节。为弥补上述两者的不足,提出一种优化频率同步控制策略(improved frequency synchronous controller,IFSC),该方法简化了传统VSG的功频控制器,无需检测有功类物理量即可实现无差调频,同时保留了VSG技术中的虚拟惯量和阻尼系数等两个重要参数,继承了虚拟同步机的优良特性。基于Matlab/Simulink平台分别针对正常工况及负荷功率突变工况进行数字仿真。结果表明,在启动过程中,IFSC对功率及频率具有阻尼作用,减小了功率及频率的超调量,快速达到稳定值;在负荷功率变化时,功率和频率动态过程中具有了惯性。同时,IFSC具有二次调频能力,实现了频率的无差调节。

基于改进滑模方法的永磁同步电机宽速范围无位置传感器控制

为了实现永磁同步电机(PMSM)宽速度范围无传感器控制,提出了一种基于改进滑模方法的宽速度无位置传感器控制策略。在电机中高速阶段,为抑制传统滑模观测器的固有抖振问题设计了一种新型滑模趋近律,来提高电机转速估计精度;在电机零低速阶段采用脉振高频注入法估计电机转速。此外,设计了一种平滑切换控制策略,实现不同算法间的平滑切换。对比仿真结果验证了所设计控制器具有良好的转速估计和跟踪性能,且能实现不同控制算法的平滑切换。

高压变频器在空气压缩机同步电机上的应用实践

本文介绍了利德华福同步电动机高压变频调速系统技术特点,和该调速系统在韶冶空压机站1#空压机变频调速改造应用情况,实现了同步电动机高压变频调速功能,取得了良好的调速和节能效果。

基于改进型同步逆变器技术的微电网变换器

针对风光储等分布式电源接入配电网(微电网)造成系统"低惯量、欠阻尼"进而导致的稳定性问题,对模拟同步发电机外特性的虚拟同步发电机(Virtual Synchronous Generator,VSG)技术进行了研究。在下垂控制的基础上,通过对电磁方程和机械方程的设计,使得电力电子装置的变换器具有同步发电机的转子转动惯量和阻尼特性,同时具备一次调频调压的能力。同时,对VSG输出功率的动态和稳态特性的矛盾性,提出一种改进型VSG方案。最后,利用MATLAB/Simulink仿真工具,验证所提模型和控制策略的正确性与有效性。

基于线性二次型最优控制理论的多频段高压直流附加阻尼控制器设计

针对交直流混合输电系统中存在的低频振荡和次同步振荡共存的问题,采用总体最小二乘-旋转不变技术对低频振荡和次同步振荡进行分析,获得系统的相关振荡频率、阻尼比以及系统降阶模型;再基于二次最优控制原理设计多频段高压直流附加控制器。利用直流功率快速调节的特点,对交流系统中因功率不平衡引起的振荡进行抑制;并引入极大极小值原理和改进粒子群算法来对控制器参数进行优化,最终达到同时抑制低频振荡和次同步振荡。最后在PSCAD/EMTDC中搭建某实际电网模型进行仿真验证;同时设计传统PI控制器进行分析对比。结果表明所设计的控制器具有更好的抑制效果和较强的鲁棒性。