独立励磁直流发电系统的广义预测电压控制策略

车载/机载电源系统对直流发电机的电压动态特性提出了要求。该文提出一种基于负载励磁映射关系的广义预测电压控制方法,替代传统的电压环PI调节器,以提高系统在负载扰动下的电压回复动态性能。采用增量式预测输出结合负载电流反馈的控制结构,经过负载励磁拟合函数得到励磁电流指令值。构建控制系统离散域下的传递函数,进行稳定性与系统抗负载扰动能力分析,考察控制参数与系统参数对控制性能的影响。实验证明,所提控制方案在系统负载突加和突卸情况下能够有效地抑制低电压与过电压,使系统平滑地过渡到稳态,拥有较快的动态响应速度。

基于电容能量平衡的独立励磁直流发电系统外环单比例调节控制策略

独立励磁直流发电系统输出电能质量取决于其电压控制性能。然而基于比例积分调节的电压闭环控制输出响应慢、恢复波形超调大。此外,基于电容能量控制(capacitor energy control,CEC)的方法外环积分系数与负载电流反馈相矛盾,影响输出电压稳态精度。针对以上问题,该文基于CEC提出一种外环单比例调节控制策略。首先,外环仅采用比例控制避免了电容储能误差积分引起系统超调的问题;其次,基于电容电荷平衡控制采用动态过程线性控制到非线性控制的转换思想计算励磁电流最快线性上升斜率并确定外环比例系数,使得系统动态响应最快;最后,通过实验验证所提控制策略的有效性。结果表明,所提控制策略动态性能优良、稳态电压精度高。

伪微分反馈控制的电励磁双凸极直流发电系统

传统电励磁双凸极无刷直流发电系统的调压器大多采用PI控制算法。为优化发电系统的建压过程与增强鲁棒性,引入一种新的闭环调压策略——伪微分反馈(PDF)控制。首先对电励磁双凸极电机(WFDSM)发电系统进行了阐述,并且构建了对应的传递函数,继而对采用PI调压器与PDF调压器的发电系统动态性能与抗扰动性能进行了理论分析。基于一台四相电励磁双凸极发电机,在MATLAB/Simulink中搭建了发电系统模型,对两种控制策略进行了仿真对比。采用PDF控制有助于改善发电系统的动态性能,建压响应过程迅速且平稳,超调得到明显抑制;应对负载与转速扰动的抗扰性能好,具备优良的鲁棒性。

基于直接功率控制的定子双绕组感应发电机系统电压调节技术

分析了定子双绕组感应发电机(dual stator-winding induction generator,DWIG)系统电压控制机理,并由此揭示了控制绕组瞬时功率对系统电压的影响,在此基础上提出了DWIG发电系统的直接功率控制策略,即根据控制绕组端电压所在的扇区和功率滞环比较器的输出,选取优化开关表中合适的电压矢量,以对控制侧瞬时功率实施直接控制。该控制结构由控制绕组指令功率生成、控制绕组瞬时功率计算、功率滞环及优化开关表等模块组成,该文对其进行了详细分析。在一台18kW原理样机系统上的试验结果证明了该控制策略的有效性。

基于空间电压矢量调制的定子双绕组感应发电机系统电压控制技术

将空间电压矢量调制(space vector modulation,SVM)策略应用于定子双绕组感应发电机(dualstator-winding induction generator,DWIG)系统,不仅提高了直流母线利用率、降低了控制绕组侧静止励磁控制器(static excitation controller,SEC)的直流母线电压,而且有效降低了控制绕组电流谐波。该文在分析SEC数学模型的基础上,提出基于SVM的DWIG发电系统电压解耦控制策略,并对DWIG系统建压、突加突卸负载进行了仿真和实验研究,结果证明该控制策略具有良好的动静态性能。该文进一步拓展了SVM控制下的发电机转速运行范围,并用节点导纳法对该变速运行过程中的电压和电流关系进行了定量分析,实验结果验证了该方法的正确性。

电励磁双凸极发电机的非线性建模与空载特性仿真

提出了一种新的建模方法,即在电励磁双凸极电机电磁场有限元计算的基础上,利用M atlab对电励磁双凸极无刷直流发电机进行非线性建模与仿真;并导出了电励磁双凸极电机无刷直流发电系统考虑换相过程时的非线性仿真模型。最后,用提出的非线性建模和仿真计算方法,对一台三相12/8极电励磁双凸极无刷直流发电机的空载电势波形进行了仿真,进而计算出电机的空载电势。结果表明:空载电势和空载特性的仿真与实验结果一致性较好。

机端(静态)励磁方式在发电厂中应用

本文通过对某热电厂全厂停电事故的描述和原因及改进措施的分析,探讨了发电机组机端静态励磁和无刷励磁的特点和应用场合,通过实例阐述了励磁方式的选择对电力系统稳定性的重要性。

一种新的优化协调控制在轻型直流输电中的应用(英文)

轻型直流输电是一种新型的直流传输技术,采用电压源型(VSC)换流站以及PWM 控制技术。建立了轻型直流输电系统模型,提出一种在发电机励磁和轻型直流输电之间优化协调控制方法,用于改善系统暂态稳定和抑制系统故障后振荡。作为算例,该协调控制方法被用于含有轻型直流输电的多机系统,并将该优化协调控制与发电机励磁、轻型直流输电系统相互独立的控制做一比较,仿真结果表明,在系统大小扰动下,该控制能够给系统提供更好的阻尼特性。