船舶电力电子变压器整流级新型直接功率自动控制

为了改善船舶电力电子变压器整流级的功率因数,提升船舶电力系统性能,确保其能够正常运行,提出一种船舶电力电子变压器整流级新型直接功率自动控制方法。构建船舶PET整流级等效电路及数学模型,在静止坐标系下,获取网侧电压、电流的正交虚拟分量,依据虚拟分量求取船舶PET整流级有功和无功分量。将直接功率控制思想与滑模变原理相结合,提出基于滑模变结构双闭环的新型直接功率控制方法,设计功率内环滑模控制器和电压外环滑模控制器,利用这2个控制器实现对船舶电力电子变压器整流级的自动控制。实验结果表明,该方法能够保证船舶电力系统保持稳定的运行状态,使船舶PET电压平稳输出。

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。

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.

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。

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。

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。

三相电压型并网逆变器滑模变结构直接功率控制

建立了三相电压型并网逆变器数学模型,在此基础上提出了一种基于滑模变结构的三相电压型并网逆变器直接功率控制策略,详细论述了控制策略原理及设计过程。该控制策略将滑模变结构控制器、直接功率控制和空间矢量脉宽调制技术相结合,不需要同步速旋转坐标变换即可实现恒定的开关频率,具有良好的稳态性能和快速的动态特性。在一台3kVA的并网逆变器样机上进行了实验研究,结果证明了所提出的滑模变结构直接功率控制策略的正确性和有效性。

广义谐波电网环境电压源型并网变流器滑模变结构直接功率控制策略

针对实际电网电压中存在实时动态变化的谐波运行环境,提出电压源型并网变流器广义谐波下的滑模变结构直接功率控制(sliding-mode-based direct power control,SMCDPC)策略;其实施是针对所有次数谐波,该控制策略不需实时精确的电网谐波次数和相位检测,具有实际工程应用价值。在以往研究成果的基础上,建立了广义畸变电网环境中的并网电压源型变流器(grid-connected voltage-sourced converters,VSC)的完整数学模型,提出3种该运行环境下的控制目标:正弦形输出电流,消除有功功率波动和无功功率波动。完成了滑模变结构直接功率控制设计。仿真结果表明,相比传统滑模变结构直接功率控制,改进的滑模变结构直接功率控制增强了电压源型并网变流器在实际电网广义电压谐波下环境中的运行能力。

不平衡电网条件下DFIG滑模变结构直接功率控制

针对不平衡电网条件下的双馈风力发电系统(DFIG)高性能控制问题,提出一种滑模变结构直接功率控制方法(SMC-DPC)。对不平衡电网条件下两相静止坐标下DFIG转子侧变换器进行了数学建模。其次,对电网电压不平衡对变换器运行有功、无功功率的影响进行了分析;分别以获得正弦对称电网电流、消除定子无功100 Hz波动以及消除定子有功100 Hz波动为目标,提出3种给定功率指令补偿的滑模直接功率控制方法。基于55 k W的DFIG风力发电系统试验平台验证了SMC-DPC方法的可行性和优越性,并给出了与传统直接功率控制(DPC)在电网不平衡条件下的详细对比分析。

滑模变结构在PWM整流器直接功率控制中的应用

基于瞬时功率理论,推导出三相PWM整流器有功功率和无功功率在两相静止坐标系下的数学模型;提出采用滑模变结构控制(Sliding Mode Variable Structure Control,SMVSC)策略实现PWM整流器的直接功率控制(Direct Power Control,DPC)。这种控制方式既能消除传统查表方式的直接功率控制中开关频率不固定而引起的整流器谐波的弊端,还可减小电流闭环控制方式下进行旋转坐标变换时引起的瞬时功率误差,提高了系统的瞬态响应性能。仿真结果表明:该控制方式具有较好的鲁棒性和静、动态性能。

PWM变流器滑模变结构直接功率控制策略研究

在此研究了一种基于滑模变结构控制理论的三相PWM变流器直接功率控制方案,它利用滑模变结构控制系统具有良好的鲁棒性和动态响应性能等优点,克服了传统上PI控制算法的直接功率控制(DPC)系统抗扰能力差,参数整定复杂的缺点。在Matlab/Simulink环境中建立仿真模型,并做了相应的实验验证,仿真和实验结果一致,表明文中给出的控制策略是有效的。

基于滑模变结构的模块化多电平铁路功率调节器直接功率控制

为解决传统牵引网中存在的负序、无功、谐波等电能质量问题,在采用模块化多电平换流器结构的铁路功率调节器(modular multilevel converter-railway static power conditioner,MMC-RPC)基础上,提出一种基于滑模变结构的直接功率控制策略(sliding mode variable structure-direct power control,SMVS-DPC)。该控制策略不仅无需锁相环,动态响应快,而且能够减小切换滑模面时产生的高频抖振,稳定性和鲁棒性优越。首先建立单相MMC-RPC数学模型,分析其工作原理;其次详细论述SMVS-DPC控制策略的原理及其设计过程;最后以V/v变压器为例,在Matlab/Simuink中搭建MMC-RPC仿真模型,通过仿真结果验证SMVS-DPC控制策略运用到MMC-RPC的有效性和优越性。

基于滑模变结构控制的Vienna整流器直接功率控制策略

由于三相Vienna整流器是非线性系统,采用传统线性控制难以达到良好的控制效果,为此根据整流器的非线性数学模型,提出了一种基于滑模变结构的功率环和电压环的双闭环非线性控制策略。详细论述了所提控制策略原理和设计过程,包括建立系统滑模变结构模型、选择滑模面和给出滑动模态可达到条件等。分析、仿真和试验了控制策略,仿真及试验结果表明了算法的有效性和可行性。

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。

基于逆系统方法的三相PWM整流器直接功率控制

针对现有的三相PWM整流器直接功率控制系统存在的功率失调、对负载变化敏感的问题,在PWM整流器直接功率控制系统模型的基础上,采用逆系统方法,推导出三相整流器直接功率控制系统的逆系统模型,构造出伪线性系统,实现了对整流器直接功率控制系统有功功率和无功功率的解耦。使用滑模变结构控制理论对该伪线性系统进行综合,设计出滑模变结构控制器。通过计算机仿真对所提出的方法进行了验证。仿真结果表明所提出的控制策略具有较好的动态性能和稳态性能,对负载的适应能力强。

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.

风力发电系统变流器的直接功率控制策略

以永磁直驱型风力发电系统为研究对象,针对其变流器结构和控制策略进行了研究。通过选择最优双PWM"背靠背"变流拓扑结构,并采用直接功率控制策略进一步提高了风力发电系统的并网性能。建立了输出功率为10 kW的并网系统仿真模型,验证控制策略的正确性。结果表明,基于直接功率控制策略的"背靠背"变流拓扑具有结构合理、控制策略新颖的优点,在保证直流侧电压稳定的同时,电网电流谐波畸变率低、波形良好,能够实现单位功率因数并网,满足并网要求。

基于DSVM的三相PWM整流器直接功率控制

针对PI调节的滞后性及传统直接功率控制过于简单等不足,将瞬时功率理论与滑模变结构控制理论相结合,提出一种基于离散空间电压矢量的直接功率控制策略。该策略外环采用滑模变结构控制,提高系统的鲁棒性;内环采用模糊控制与离散电压空间矢量(DSVM)调制相结合的方式,优化电压矢量的选择,提高系统的动态性能。仿真实验表明,该控制策略在系统动态性能、稳定性、电流畸变率和功率因数方面都有较好的效果。