基于电流无差拍和PI复合控制的新能源并网技术

为了提高新能源整个并网系统的性能,在分析无差拍控制和PI控制的工作原理基础上,提出了基于电流无差拍和PI复合控制的PWM逆变的控制策略。通过Matlab/Simulink建模仿真三相并网系统,采用LCL滤波器滤波。当系统接三相对称纯阻性负载和整流性负载时,将系统逆变电压与电网电压、逆变电流与电网电压进行比较,以及对三相逆变电流进行谐波分析。仿真结果表明,该并网控制策略能较好地跟踪电网电压,波形畸变较小、动态响应快。

滑模-PI混合控制及解耦补偿的PMSM控制研究

针对传统滑模控制存在较大抖动和控制增益值导致启动电流过大等问题,提出一种新型趋近律的滑模-PI混合控制策略。在传统指数趋近律基础上,设计了新型混合趋近律解决系统的抖动问题,电机启动时,结合PI调节器降低启动电流。针对三相永磁同步电机中存在的凸极效应和模型误差对系统性能的影响,提出解耦电流PI控制策略。电流环引入前馈解耦补偿,通过内模控制方式对电流环参数进行整定以提高控制系统的鲁棒性和解耦性能。仿真和实验结果表明:所提出控制策略能提高控制精度和稳定性。

模型预测控制的新能源汽车升压充电系统控制研究

以新能源汽车驱动复用式升压充电系统中三相交错并联Boost变换器为研究对象,针对系统在运行过程中动态响应速度慢、稳态特性差等问题,引入模型预测控制算法,对其展开研究分析。以单相Boost电路工作为例,建立了系统状态空间方程,并通过离散化处理建立了预测电流模型。根据变换器控制系统的运行约束和性能指标,确定了适当的目标价值函数,并计算出最小化目标函数值的最优占空比表达式。最后,利用MATLAB/Simulink构建了变换器仿真模型,验证了所提出的控制策略的可行性,并针对变换器输出电压响应速度慢、电压超调以及抗干扰性能差等问题与PI双闭环控制策略进行对比分析。仿真结果显示,相较于传统PI控制系统,模型预测控制系统的电压调节时间提升了62.3%,且无明显超调;当输入电压和负载发生扰动时,其电压偏差值分别降低了56.3%和85.8%,稳态时间分别提升了37.3%和51.3%。由此可知,该所设计模型预测控制器能够满足升压充电系统应用需求,具有更好的动态响应、稳态特性以及鲁棒性能。

一种基于传统PI控制的PWM整流器新型双闭环控制策略

针对三相电压源型PWM整流器中使用的传统PI控制动态响应慢和抗干扰性能差等缺点,提出一种新型双闭环控制策略。在传统PI控制策略基础上,增加电流指令计算的新方法,基于瞬时功率理论,通过有功功率和无功功率计算得到有功电流指令值。并在MATLAB/Simulink环境下搭建三相PWM整流器的系统仿真模型,将两种不同控制策略进行对比分析。仿真结果表明,相比于传统PI控制策略,新型双闭环控制策略在启动上升、状态切换过程都有很好的动、静态效果,并且具有很强的抗干扰和自适应能力。

有源电力滤波器的双环软启动控制分析研究

针对并联型有源电力滤波器(APF)投入电网时,启动时的直流侧电容电压,补偿端电流冲击问题,提出了双闭环的软启动的控制策略。其中在电压外环采用一种直流侧输出电压偏差平方值的模糊-PI的新型PI控制方法,以更加精确地平稳缓冲启动电容电压。而在电流内环采用比例谐振(PR)控制方法,且运用了一种改进的谐波检测方法。最后在软件MATLAB中进行了仿真验证,且将该方法在60 kVA的实验样机上测试了可行性。通过与常规控制算法对比,说明该方法在APF启动并网时,在其抑制冲击电压和冲击电流端起到了良好的控制效果,具有良好的工程应用价值前景。

配电网中分布式发电系统的复合并网控制方法

分析了光伏并网发电装置的工作原理和电路拓扑结构,从光伏并网发电的控制策略出发,针对带本地负载的光伏并网发电系统产生的谐波、无功消耗等问题,提出一种基于比例谐振(PR)控制的分布式发电并网控制方法,该控制方法把比例谐振控制(PR)和比例积分控制(PI)相结合,利用PR控制可以通过对参考信号的无差跟踪实现零稳态误差的特点,可以补偿新能源并网发电时本地非线性负载消耗的无功和产生的谐波;利用PI控制简单实用、鲁棒性强的特点,可以使并网逆变器稳定的向电网输送电能。最后,利用Matlab/Simulink仿真验证了本控制方法的可行性和合理性。

基于最优比例积分的电力弹簧控制器设计

电力弹簧((Electric Spring,ES)能有效缓解分布式发电系统中出现的间歇性和不稳定性问题,但是在现有控制方式下易引入谐波,且响应时间较长,严重影响了电力弹簧的调节效果。针对PI和PR控制器应用于ES这个非线性复杂系统上稳定性和鲁棒性较差的特点,应用改进的单纯型加速算法(simplex method,SPX),以时间乘以误差平方积分准则作为寻优目标函数,对PI控制器的参数进行实时调整、寻优,使ES的动态响应效果达到最佳。仿真结果表明最优PI控制器能快速、无超调的跟踪ES系统的电压设定值,具有较强的适应性和稳定性。

基于反推算法的6相感应电动机新型矢量控制

针对传统矢量控制响应速度慢、抗扰性能差等问题,在考虑6相电动机空间矢量解耦特点的基础上,提出了一种基于反推算法的6相感应电动机新型矢量控制方案.首先,构建了6相感应电动机数学模型,并通过合成新虚拟电压平衡矢量来确定空间电压矢量脉宽调制方案;其次,应用反推原理设计了反推控制器取代传统的PI控制器,实现电动机对给定信号的跟踪控制,保证整个系统具有全局稳定性;最后,在MATLAB/Simulink中进行系统的仿真验证.将仿真与PI控制方法进行了对比.结果表明,该方案具有响应速度快、控制精度高、抗扰能力强和改善定子电流波形等优点,而系统设计的有效性得到了验证.

风速影响下的风机变流器控制策略研究

风能是目前规模化开发利用的一种高效清洁的可再生能源。风力发电技术的研究备受关注,脉冲宽度调制(PWM)变流器控制研究已经成为当今风电研究领域的重要方向之一。为改善风力发电中风速变化对双馈风力异步发电机(DFIG)的影响,对风机变流器的直接功率控制方法进行研究和改进,提出了一种基于Smith预估模型的自适应模糊PI控制策略。在经典PI控制策略的基础上,采用具有自学习、自整定功能的自适应模糊PI调节,引入Smith预估模型,利用PSCAD软件进行仿真,优化变流器的控制方法,解决系统的纯滞后问题,提高系统的稳定性。仿真结果表明,在风速波动的情况下,该方案能使DFIG稳定运行,提高了系统的鲁棒性。同时,其输出电能可以满足电网电能质量要求,实现风电并网。基于Smith预估模型的自适应模糊PI控制策略具有较高的可行性和优越性。

一种改进的PMSM滑模变结构位置辨识策略研究

为解决传统滑模变结构控制的永磁同步电机抖振过大及电机负载突变时系统超调过大的问题,在滑模观测器中构造一种双曲正切函数替代传统的开关函数,在速度环上设计了一种积分分离型模糊PI控制器。并对永磁同步电机的重要性能进行仿真对比分析。结果表明,引入改进的滑模观测器及新型优化的模糊PI控制器后,调速系统的跟踪性、鲁棒性和稳态精度都得到了较大的提高。最后搭建实验平台验证了该算法的正确性及可行性。