不平衡治理模型预测优化控制策略

由于配电网三相四线制系统存在不同程度的三相不平衡问题,为降低不平衡引入的负序及零序分量,保证供电系统电能质量,本文提出一种不平衡治理模型预测优化控制策略,基于三相四线制电容分裂式变换器拓扑结构的电能质量治理装置,构建αβ0坐标系下的电流预测模型,设计新的价值函数并选择下一周期对应的开关状态,实现负序及零序电流补偿,保证三相不平衡条件下低压配电网的电能质量。最后,仿真和实验验证了该控制策略能够有效抑制系统中的零序电流,降低三相不平衡度。

高空风电系统的优化控制研究进展与挑战

为了实现“碳达峰,碳中和”的战略目标,我国将持续推动可再生能源的高比例发展,构建以新能源为主的新型电力系统.作为可再生的清洁源,风能的开发和利用已成为研究的重要方向.研究表明远离地面的高空中风速更加强劲并且更均匀,风向也更稳定,因此,风力发电的进一步突破可以通过用风筝捕获高空风能来实现.为了确保高空风能系统安全、经济、高效地运行,对其控制系统设计的要求极高.本文阐述了国际上几种主流高空风电技术的发电原理、发展进程以及现状.通过对典型的Yo-Yo式结构进行动力学建模,分析了各类非线性控制技术的原理和特点,具体描述了非线性模型预测控制原理和轨迹跟踪控制的仿真结果.总结了未来高空风能控制技术面临的控制算法计算量大,控制系统可靠性研究缺乏以及智能化水平不高等关键问题.

基于压缩变换理论的异步电机优化模型预测控制

提出了一种基于压缩变换理论的优化模型预测控制(MPC)算法。首先将滚动预测和最优控制问题转换为参考电压预测及其所在区域判断;然后通过纵向压缩变换对新坐标系中区域分界线上的矢量进行纵向压缩变换,从而准确判断参考电压所在区域。提出的方法避免了传统控制方法中的8次电流滚动预测;同时,价值函数最优控制过程从原来8次计算和7次比较简化为2次计算和5次逻辑判断,因此减少了计算量并降低了运算复杂程度。MATLAB仿真结果表明:与传统MPC的电机调速性能基本一致,但起动电磁转矩的波动比后者小±10 N·m。由此可知,采用优化MPC的电机不仅减少了控制算法的计算量及复杂程度,同时保证了良好的调速性能及更好的电磁转矩跟踪效果。

基于前馈解耦控制的有源中点钳位五电平模型预测控制

为解决五电平变换器电容电压不均衡且控制算法运算量过大的问题,该文结合前馈解耦控制方法提出了一种有限控制集模型预测控制优化算法。以变换器电容均压控制和永磁同步电机dq电流控制为目标选择最优电压矢量,采用前馈补偿对中点电压和悬浮电容电压进行解耦控制,并将解耦后的值代入模型预测控制算法中,以实现电流跟踪的目的。通过突加突卸负载和正反转切换仿真和实验,从响应时间和悬浮电容电压偏移度等多角度验证了该控制策略的有效性。

取水泵站能效的模型预测控制

在研究取水泵站能量模型及能效开环优化控制基础上,提出一种系统级的运行效率模型预测控制方法。本控制方法以定速泵运行状态为优化变量,以泵站总能源费用最小为目标。目标函数融入了分时电价及取水口水位等变量,并处理了总用水量、清水池水位高低限等约束。以一座配置定速泵的取水泵站为例,对开环优化及模型预测控制方法分别进行了仿真研究和对比分析。验证了能效模型预测控制方法的有效性及其处理变量预测误差的性能。提出的控制方法还能实现需求侧优化管理,有助于电网'移峰填谷'策略的实施。