一种混合遗传算法在HVDC定电流控制器参数优化中的应用

为了改进遗传算法的局部收敛能力,提出了一种新的融合遗传算法和单纯形法的混合遗传算法。该算法兼具遗传算法的全局收敛性和单纯形法良好的局部收敛能力,当遗传算法陷入停滞后,由单纯形法引导进化方向。针对直流输电定电流控制器参数优化的具体问题,设计了一套系统化混合遗传算法寻优方案,并详尽叙述了该方案的流程及具体实现步骤。该方案选取ITAE为目标函数,直流输电准稳态模型为目标函数的计算模型;PI参数的可行域由基于直流输电PSCAD/EMTDC模型仿真的直流电压稳定性计算确定。最后通过CIGRE HVDC Benchmark模型的PSCAD/EMTDC仿真验证所设计参数优化方案的有效性。

高压直流输电系统非线性定电流控制响应特性分析

由于换流器具有非线性特性,线性定电流控制无法满足高压直流输电系统暂态期间性能要求。为提高高压直流输电系统对交流系统扰动的耐受能力,并降低故障电流峰值,在线性定电流控制传递函数中加入非线性环节以补偿换流器的非线性特性,并通过仿真建模比较分析了两种不同作用范围的非线性定电流控制与线性定电流控制在线路故障、换相失败故障以及稳态运行时的响应特性。仿真结果表明,加入非线性环节的定电流控制具有控制策略简单、暂态特性良好的优点,但由于作用于全运行范围的非线性定电流控制在稳态运行时存在直流电流振荡现象,因此在实际工程中非线性定电流控制应避开稳态运行范围。

定电流电阻焊机控制

本文介绍了用8031单片机研制的定电流,多脉冲电阻焊机控制器的硬件电路及软件程序的特点。着重介绍了编制定电流程序时应处理的问题。

超级电容充放电系统的主电路设计与控制器参数整定

超级电容虽具有充放电速度快、功率密度高等特点,但其充放电系统存在易受变流器固有非线性特性以及充放电电压扰动影响等问题。为了解决此类问题,构建了含双向DC-DC变流器的超级电容充放电系统主电路,通过满足电流连续性以及控制直流母线电压波动在允许范围内等条件,设计了主电路中的续流电感值和稳压电容值;为增强充放电系统的鲁棒性,采用了定电流控制策略,并完成了恒流方式下PI控制器参数整定。仿真结果表明,在充放电电压扰动作用下,超级电容充放电系统能够使电感电流稳定输出,且纹波较小,具有较强的鲁棒性。

LED照明驱动IC采用定频定电流控制

立犄科技推出RT84XX系列LED照明应用驱动IC，有别于常见的采用磁滞控制的降压型LED驱动IC，立犄全系列产品采用定频定电流控制，使电感值的减少维持为磁滞控制的三分之一，而定频方式定电流控制也比磁滞控制不随输入电压及电流的变化导致LED预定电流的精确度变差。

直流系统的控制策略对南方电网暂态稳定性的影响

分析了直流系统整流侧的控制策略对南方电网稳定性的影响。指出由于交流换相电压对直流特性的影响,定电流控制比定功率控制更有利于维持系统的暂态稳定性;而如果用恒电流负荷或恒功率负荷模型来代替直流系统时,则有相反的结论。通过量化分析方法揭示了上述现象的机理。

LCC-HVDC系统整流–逆变交互振荡模式稳定变化特征及机理研究

LCC-HVDC系统联接弱交流系统时,整流站和逆变站之间存在强交互作用。研究发现,对于弱交流系统场景,LCC-HVDC的整流侧和逆变侧交流系统在不同短路比(short-circuit ratio,SCR)组合下,系统稳定性由整流–逆变交互振荡模式主导,且随定电流控制参数的改变呈现“单调–非单调”更迭现象。该文通过阻尼比特性曲线和参数灵敏度研究该“单调–非单调”更迭现象的产生机理,指出该现象是由两端交流系统强度相互制约下的整流–逆变强交互作用导致,体现出系统稳定性趋势的“木桶效应”,即LCC-HVDC系统的稳定性趋势由所联接交流系统强度弱的一侧换流站主导。基于PSCAD/EMTDC的详细电磁暂态仿真,验证整流–逆变交互振荡模式稳定变化趋势的“单调–非单调”更迭现象。该研究可为掌握实际工程交互作用振荡模式及选取合理控制参数提供理论支撑。

±800kV云广特高压直流控制方式的动态特性分析

云广±800 kV特高压直流输电系统建成之后,将形成远距离和大容量交、直流输电并列运行的电网格局,特高压直流的控制方式对电网的稳定性有重要影响。为此在电磁暂态仿真软件EMTDC中对±800 kV云广直流双极运行下,整流侧分别采用定电流和定功率控制时,交流系统整流侧与逆变侧故障对直流系统的影响,直流控制系统与交流系统的响应过程进行了详细的计算分析,对两种控制方式下系统的动态特性进行了对比分析。结果表明,与整流侧采用定电流控制相比,定功率控制时,交流系统故障期间系统各电气量的变化较缓慢,故障清除后系统恢复过程中,直流电流的突增会导致短时换相失败,且故障后直流系统的恢复时间较长。

整流侧控制方式对特高压直流输电系统换相失败影响研究

特高压直流输电系统发生换相失败时,会引起直流电压和直流电流突变,严重影响直流系统的安全稳定运行。控制系统是特高压直流输电系统的核心部分,其控制方式对系统的输出响应有重要影响。分析特高压直流输电系统换相失败的原因,介绍整流侧的控制方式,建立了云广特高压直流输电系统仿真模型,研究云广特高压直流输电系统整流侧采用定电流控制方式和定功率控制方式对换相失败的影响。仿真结果表明:当逆变侧换流变压器变比K改变时,整流侧采用定电流控制与采用定功率控制相比,系统发生换相失败时的临界变比较大;当逆变侧交流母线发生三相对称接地故障、两相短路故障及单相接地故障时,整流侧采用定电流控制与定功率控制相比,系统不发生连续换相失败的临界电阻较小。整流侧采用定电流控制方式时,对换相失败的控制能力优于定功率控制方式。

基于遗传算法的HVDC整流器自抗扰控制器设计

针对自抗扰控制器(ADRC)参数不易整定的不足,在ADRC的参数整定中应用了一种综合考虑了控制器动态性能和被控对象输入受限两方面的改进遗传算法,该算法应用到直流输电系统的整流器控制器的设计中可提高HVDC的鲁棒性。仿真结果表明所设计的整流器定电流自抗扰控制器具有良好的控制性能,对系统的外扰和模型参数的摄动具有良好的适应性,所提出的整流器自抗扰控制器设计方法有效可行。

直流控制系统研究分析

直流控制是发展高压直流输电的核心内容。分析了整流测定电流控制、逆变侧定关断角控制以及低压限流环节控制,特别的分析了低压限流环节与一次换相失败以及连续换相失败之间的关系。分析结果表明不同控制环节共同作用,对维持直流输电系统的安全稳定运行具有重要作用;低压限流环节对预防换相失败的发生也具有积极作用。

超高压输电线路直流融冰过程中接地故障定位技术

直流融冰技术是解决超高压输电线路覆冰问题的有效方法。由于融冰过程中冰水的掉落易导致输电线路的单相接地故障,研究了融冰线路的故障定位方法,以保障融冰过程的顺利进行及融冰设备的安全运行。首先对直流融冰系统的组成及整流器拓扑结构、控制策略进行了介绍并搭建了融冰系统的详细仿真模型。针对定电流控制方式下直流融冰线路的单相接地故障,通过对沿线电压分布的深入分析,提出了基于贝瑞隆模型的直流融冰线路接地故障定位方法。利用PSCAD/EMTDC仿真软件对融冰线路故障进行了仿真验证,结果表明该方法能够实现融冰线路接地故障的快速准确定位。

HVDC中单神经元自适应PID控制方法研究

介绍了将具有自学功能的单神经元模型与常规的比例、积分、微分(PID)控制方法相结合,设计的基于单神经元自适应PID控制器。其控制规律是在高压直流输电(HVDC)系统以整流侧定电流的PID为研究对象,将传感器测得的实际直流电流与参考值比较,再将两者误差信号反馈给PID控制器,产生延迟相角信号。依据误差信号的变化调节延迟相角,从而保持直流线路的恒定。所设计的控制器由实际直流电流与电路参考值之差输入到状态变换器获得的3个量作为神经元的输入,并基于Hebb学习规则、联想式学习策略推导出单神经元的权值调整规律和参数整定方法。采用Simulink典型6脉冲桥HVDC系统的整流侧定电流控制模型仿真,实例说明了神经元算法的实现,其设计的控制器效果好。

电磁型磁浮列车的依从控制方法分析与仿真

针对单纯改变间隙或电流难以适应磁浮列车重量变化范围大的问题,提出一种同时调节稳态间隙和电流的依从控制方法,研究了调节规律应满足的约束条件,基于线性调节规律设计了依从控制器,比较了它与定间隙控制器和定电流控制器之间的区别,并通过仿真分析不同控制方法对间隙和电流的调节效果,验证了采用依从控制器能够减小稳态间隙和电流的变化量,克服现有控制器存在的不足。

天广直流输电系统控制策略改进建议

基于天广直流输电系统基本控制策略以及用于控制的实际直流电流和实际直流电压的计算原理,分析了不正常的直流电流测量结果产生的负面影响。发现这种不正常性可能导致用在控制中的电流裕度等于逆变侧的直流电流测量误差,从而控制策略开关启动。建议将电流裕度设定为0.12p.u.,以保证直流输电系统的安全稳定运行。这一改进措施经RTDS仿真得到了验证。

分层接入方式下锡泰特高压直流输电系统阀组电压平衡控制

锡盟—泰州±800kV特高压直流输电工程,采用分层接入的方式,在泰州换流站分别接入1 000kV和500kV交流电网。在这种新型电路结构下,如何保证单极中接入不同电压等级交流电网的两个串联阀组的直流电压均衡,对于直流输电系统的安全稳定运行是非常重要的。结合锡盟—泰州直流工程,在分析直流输电系统控制策略的基础上,对分层接入的阀组电压平衡控制进行研究,提出了电压平衡控制策略和中点分压器容错处理方法。通过RTDS建模试验验证了控制策略的正确性,并在锡盟—泰州特高压直流工程获得应用。

基于二次型单神经元PID的HVDC整流控制器设计

针对传统PID控制器存在自适应性差、调节时间长的问题,设计了一种基于二次型性能指标学习算法单神经元自适应PID的HVDC系统定电流整流控制器,控制器算法通过S函数-M语言编程实现,采用12脉冲桥结构的HVDC系统整流侧定电流控制模型在MATLAB/simulink环境下仿真,仿真结果表明,所设计的整流控制器超调量小、调节时间短、自适应能力好、控制效果良好.

低输入电流纹波的交错并联三态Boost变换器

首先在分析交错并联三态Boost变换器(interleaved tri-state Boost converter,ITBC)工作原理的基础上,建立ITBC的小信号模型,通过推导控制-输出传递函数,分析不同续流控制策略对ITBC右半平面零点的影响;然后,在分析影响输入电流纹波大小因素的基础上,划分ITBC的工作模式,推导其对应的输入电流纹波表达式,研究输入电流纹波与电感电流放电阶段占空比之间的关系,即通过增大电感电流放电阶段占空比,改变ITBC的工作模式和减小输入电流纹波;再次,采用峰值电流定关断时间控制策略,ITBC在满足电感电流均流效果的同时,保证其宽负载范围工作于最小输入电流纹波的工作模式;最后,仿真和实验结果验证理论分析的正确性。

采用ATP/EMTP的CIGRE HVDC建模与仿真

为了提高HVDC研究、设计的效率及可信性,同时满足实际复杂的HVDC系统的仿真研究要求,弥补PSCAD软件因模块封装导致软件使用灵活性降低的问题,基于ATP/EMTP电磁暂态仿真软件,利用其强大的自定义模块功能,搭建了CIGRE直流输电模型,开展系统仿真分析,并与PSCAD中标准的CIGRE模型的仿真结果进行比对分析,验证了所搭建的HVDC模型的正确性及可行性;选用适当的仿真步长,保证计算结果正确性同时,提高了计算效率。

天广直流输电系统过负荷功能研究

直流输电系统的快速响应和过负荷能力有利于提高整个电网的稳定性,基于天广直流输电系统的控制策略,介绍了其过负荷功能的计算和实现方法,并结合实例进行说明,最后还讨论了运行中应引起重视的相关问题。