图腾柱功率因数校正器的二自由度控制分析

TPFC一般采用一自由度输出电压控制,在负载变化时输出电压动态特性较差,且启动过程存在明显超调。本文在推导TPFC双闭环控制结构基础上,引用了负载电流前馈控制和输出电压反馈补偿控制,构成两种二自由度(2DOF)控制结构。仿真分析表明,负载电流前馈型2DOF控制可以有效抑制负载变化引起的输出电压波动,但启动过程超调明显;输出电压反馈补偿型2DOF控制可以实现输出电压无超调启动,但是抑制负载变化的能力较差;综合负载电流前馈型和输出电压反馈补偿型的2DOF控制获得满意的输出电压控制效果,表现为启动过程无超调和变载过程无波动。

基于AGC预测指令的火电机组控制策略

新能源发电本身具有的不确定性和波动性势必会对电网安全造成影响。在火电机组调峰调频能力足够的情况下,通过改变火电机组的出力可平抑电网波动,减小新能源并网造成的冲击。为了电网的安全经济稳定运行,使火电机组具备足够的调节能力,提出了一种基于AGC指令预测的火电机组前馈预测控制方法。首先搭建BP神经网络模型对风电场、光伏电站的出力以及电力系统负荷进行预测,得到基于源荷分析的厂级AGC预测曲线,并根据该预测指令对火电厂负荷进行分配,所得的变负荷趋势作为前馈信息引入到火电机组控制系统中,以修正火电机组的AGC指令曲线,对机组进行优化前馈预测控制。经验证,所提控制方法使火电机组提前做出响应,可有效提升机组的响应能力。与常规控制方法相比,所提方法在控制精度和响应效率上均有一定程度上的提升,提高火电机组的调节能力。

基于自然坐标与功率前馈的三相电压型PWM变流器控制

针对三相电压型PWM变流器控制系统,提出一种自然坐标与负载功率前馈控制方法。根据p-q理论在自然坐标下的表征,引入瞬时有功电压和瞬时无功电压的概念。从而基于电网电压定向的矢量控制策略引入PWM变流器的自然坐标控制方法,省去了电网相位检测和坐标系变换,降低控制复杂度。针对PWM变流器矢量控制下直流侧负载(包括有源负载和无源负载)功率波动对直流侧电压产生较大冲击和波动问题,基于功率平衡和p-q理论推导了负载扰动点到三相交流电流指令的前馈通道增益矩阵,提高PWM变流器直流侧稳压控制的鲁棒性。RCP实验证明所提方法的正确性和可行性。

直流电容储能反馈和负载功率前馈的Boost变换器控制策略

从Boost变换器的状态空间平均方程数学模型出发,推导出其功率传递关系。在此基础上提出了一种以电流作为内环、直流侧电容储能作为外环的反馈控制策略,电流内环采用滞环电流控制,电容储能外环采用PI调节器控制,并设计了相应的控制器。为了进一步提高系统的快速性,减小负载扰动对系统的影响,引入负载功率的前馈,并给出了前馈功率的估计算法。实验比较了传统的电压电流双闭环和所提控制策略的动、稳态特性,结果表明,所提出的控制策略能满足系统稳态时的控制要求,并且较传统的电压电流双闭环控制策略具有更好的动态特性。

四象限级联型多电平变换器的PWM整流器控制

分析了四象限级联型多电平变换器的功率单元中,H桥逆变器输出功率的脉动对PWM整流器控制尤其是对其直流母线电压的影响。提出外环控制器为直流母线电压反馈与负载功率前馈相结合、内环电流控制为比例积分加谐振(PIR)调节器的PWM整流器控制策略。实验表明该控制策略即使在直流母线电容容量很小时,仍然能得到较为稳定的直流母线电压,验证了控制策略的有效性。

电动伺服加载系统用PWM整流器快速响应方法

电动伺服加载系统可更加全面测试电机本体与控制器的稳/动态性能,广泛用于飞控作动器的研发领域。传统双PWM变换器存在响应滞后特性,当负载功率突变,整流器的直流输出电压会产生波动。通过增大直流侧电容容量可抑制电压波动,但电容容量的增大会导致系统调节时间变长,系统的响应速度变慢。通过分析负载突变引起的直流输出电压波动现象,提出一种变iq负载功率前馈控制方法,通过补偿网侧有功电流的方式实现两侧的瞬时有功功率平衡。仿真结果表明,所提方法减小了直流电容容量,提高了系统的动态响应速度。

关于电网供电负载整流器功率优化控制仿真

为提高三相电压型PWM整流器性能,在整流器功率数学模型基础上,根据整流器能量流动方式,确定电感、电容存储能量与整流器输出能量的数学关系。根据上述数学关系,提出采用电感、电容功率动态与负载功率静态相结合的功率前馈方法。动态前馈将电感、电容消耗的能量分阶段前馈至整流器,静态前馈将PI控制器输出功率前馈至整流器,从而使网侧电流稳定,减少直流母线电压波动。仿真结果表明,与传统负载功率前馈策略相比,采用动态与静态相结合的功率前馈策略能够抑制网侧谐波分量,降低直流母线电压波动量。

基于负载功率前馈双PWM协调控制的研究

采用一种改进型直接功率控制方法用于三相电压型双PWM整流侧,用以解决传统直接功率控制所用开关矢量表无功功率脉动较大的问题,并且将其用于双PWM变频调速系统,逆变侧采用基于SVPWM的矢量控制策略,控制对象为永磁同步电机,整流侧与逆变侧采用负载功率前馈的协调控制策略,避免了传统独立控制策略动态响应慢的缺点。最后,通过Matlab/Simulink仿真,结果表明,电机的稳态响应和动态响应良好,直流母线电压可调,网侧电流谐波小,功率因数接近于1,并且无功功率的脉动较传统直接功率控制有了明显的改进。

功率因数校正Boost变换器中慢时标分岔的影响因素分析与分岔控制

由于开关非线性,功率因数校正(power factor correction,PFC)Boost变换器中会出现工频周期尺度上的分岔,即慢时标分岔。首先分析所有影响慢时标分岔的因素,并揭示其影响规律;然后引入负载电流前馈方法,使PFC变换器在远离饱和区工作,实现对慢时标分岔的控制;最后,实验验证了理论分析和仿真的结果。研究结果有助于更好地理解PFC变换器中的慢时标分岔,对PFC变换器的设计也有一定的参考价值。

协调控制方式下锅炉前馈模型比较

目前,火电厂普遍采用的机炉协调控制系统是将汽轮机与锅炉作为一个整体进行控制,这就要求机组在运行时既要考虑到对负荷变化的快速响应性,充分利用锅炉蓄热,响应负荷的变化,又要兼顾自身的安全稳定运行,不可过度利用锅炉的蓄热,故要处理好这2方面的矛盾。由于锅炉目前还存在固有的迟延性,将会严重影响电网负荷响应的速度。针对解决锅炉固有缺点的3种前馈方式进行了仿真试验比较,分析了各种方式的优劣性能,为实际生产提供理论依据。

基于功煤系数的锅炉入炉煤量实时预测模型

锅炉入炉煤的投入量均按照电厂设计煤种进行计算,而电厂燃煤煤种较杂、煤热值波动较大,使得控制锅炉入炉煤量的准确性成为难题。对此,本文采用功煤系数法,依据组合预测模型与方差倒数理论建立了入炉煤量的预测模型,求取待预测时刻前1h功煤系数对当前时刻(待预测时刻)功煤系数的最优权重,实现了对当前时刻功煤系数以及入炉煤煤量的预测,并利用该预测模型对某660MW机组锅炉入炉煤量进行预测。结果表明,用实时入炉煤量的预测值作为实际给煤量,其平均准确度可达到97%以上,表明本文提出的基于功煤系数的入炉煤量预测模型具有较好的应用价值。

变转速液压动力源的负载前馈-反馈复合补偿控制

研究了前馈控制和反馈控制的原理及优缺点,提出采用负载前馈-反馈复合补偿控制策略实现液压动力源在典型工况下的恒流量控制。以变转速机电液系统实验平台为基础,建立变转速液压动力源的Simulink仿真模型,分别在简单PID反馈控制和复合补偿控制策略下进行仿真和实验,结果证明了该复合补偿控制策略在液压动力源恒流量控制中的可行性和有效性,其抗负载扰动性能明显优于简单PID反馈控制。

快速响应的多电平双向电源及高精度电压控制方法

提出了一种快速响应的多电平双向电源及高精度电压控制方法 ,通过负载电流的中高频分量前馈,有效提高了系统的动态响应速度,并降低冲击性负荷下电源输出电压的剧烈扰动,增强了多电平电源的抗扰性能;同时针对电压环提出准比例谐振QPR(quasi-proportional resonance)+重复控制的控制方式,实现了输出电压在基频和主要次谐波频率处的无静差控制,从而提高了多电平电源输出电压的控制精度。所提控制方法能够有效提高系统的动态响应性能及其输出电压的控制精度,增强系统稳定性,可用于解决海岛国防设施和民用设备可靠供电的难题。

直流微电网储能系统的NF+QPR+LPF双闭环2次谐波电流抑制方法

直流微电网中储能系统直流侧的电感电流含有2次谐波分量,将会增大变换器中开关管的电流应力和通态损耗。该文首先通过分析得到,传统的双闭环控制方法对2次谐波电流的抑制效果不明显,且使得系统在负载跳变时的动态特性变差。针对这两个问题,提出一种引入陷波器(NF)、准比例谐振器(QPR)及负载功率前馈(LPF)的双闭环控制方法,在不降低电压调节器的幅频增益以及不改变等效阻抗的频率适应性的条件下,该方法可以增加直流侧电感支路的等效阻抗在2倍输出频率处的幅值,对2次谐波电流有很好的抑制效果,同时使得直流侧电感支路等效阻抗在2倍输出频率外的幅值降低,改善了系统的抗负载突变能力。最后,通过实验验证了所提控制方法的有效性。

基于改进PWM控制的电网运行安全调制策略研究

为了提高电网运行抗负载扰动能力和空载能力,提出基于改进PWM控制的电网运行安全调制策略。首先,分析电网不平衡的实际情况,再采用三相PWM整流器负序电压不平衡控制策略,获取电网不对称时PWM整流器不平衡单周控制数学模型,保障电网电压滤除零序电压后的分量;利用改进功率平衡控制策略,在原有控制算法上加入负载电流前馈,解决采样延时对电流内环的响应速度造成影响导致的控制性能不佳,优化控制结果,实现电网运行安全调制。研究结果表明:所研究策略能够实现电网电压不平衡状态下的电网运行安全调制,并且具有良好的抗负载扰动能力和空载能力。

基于改进深度神经网络的短期电力负荷预测

针对现有电力负荷预测方法精度比较低的问题,该文提出一种改进深度神经网络的短期电力负荷预测模型。首先通过长短时记忆网络(Long Short-Term Memory,LSTM)对不同类型的日历史用电量数据进行时间序列预测,然后通过前馈神经网络(Forward Feedback Neural Network,FFNN)以及一个热编码形状表示的附加信息来提高预测性能。最后采用均方根误差(Root Mean Square Error,RMSE)评估预测模型性能。仿真结果表明,与原始LSTM模型和平均基线的短期电力负荷预测模型相比,LSTM-FFNN预测模型识别精度更高。

单相整流器快速动态响应控制策略研究

为提高单相PWM整流器输出电压的动态性能,分析了单相PWM整流器内部功率传递关系,提 出一种电容能量反馈与带系数修正负载功率前馈控制策略。通过电容能量反馈减小负载扰动过程中的输 出电压超调量,同时利用带系数修正的负载功率前馈以降低负载扰动对控制系统的影响。通过仿真分析可 知,系统在动态过程中的输出电压超调量由12.5%降为5%,动态调节时间缩短了49ms,验证了此控制策略的 优越性。

单相直流电力电子负载的并网多环控制策略研究

针对能馈型电力电子负载中LCL型并网逆变器谐振特性以及弱电网下电网电压畸变所导致的并网电流中低频谐波问题,建立了并网逆变器的等效控制模型。分析了并网电流谐波产生机理,在电流控制器中引入比例多谐振控制及参数设计方法,并加入电网电压全前馈控制和电容电流反馈控制,与电压外环一起构成多环控制系统。最后在Matlab/Simulink软件下搭建70 kW单相直流能馈型电力电子负载整体仿真模型,仿真结果表明,该方案能有效抑制并网电流中低频次谐波,改善了并网电流质量,提高了整个电力电子负载的运行效率。

亚临界燃煤机组AGC控制策略优化分析

为提高燃煤机组自动发电控制(AGC)控制质量,满足华东电网对电厂的技术要求,主要分析了亚临界火电燃煤机组AGC 负荷控制响应滞后问题,并结合华能太仓电厂2 号机组300 MW亚临界火电机组的AGC 控制逻辑情况,总结出改善机组AGC 控制质量的变负荷前馈优化方案,并通过理论分析,设计了预加煤微分逻辑、限幅逻辑、煤量修正及速率限制逻辑、一次风压修正逻辑等手段进行控制优化,并对锅炉侧的滞后性、安全性进行了优化,提高了机组AGC 控制品质。

基于遗传算法优化前馈神经网络模型的配电网短期负荷预测

对于配电网的安全运行来说,短期的负荷预测有着重要意义。文章以某地区配电网为研究对象,利用遗传算法优化前馈神经网络,对该地区的短期负荷预测方法进行研究。电力系统短期负荷预测受到气象因素、负荷类型、时间因素等多种非线性因素的影响,因此针对上述问题,首先确定输入,输出样本,建立前馈神经网络模型,然后利用遗传算法对前馈神经网络的缺陷进行优化,最后以MATLAB平台仿真计算。通过对比可知,经过遗传算法优化后的前馈神经网络预测模型预测精度进一步提高。