基于能量函数塑形的直流微电网多电力弹簧电压平稳控制方法

直流微电网低惯性响应特性常导致系统存在不确定性扰动时母线电压波动越限。针对这一问题,文中以直流电力弹簧(DCES)为核心构建智能负载,解析直流电机动能与智能负载惯量能量间的映射关系,实现需求侧等效虚拟惯量注入,快速补偿不确定性扰动造成的DCES输出电压偏差;针对多DCES协同控制,设计动态事件触发机制,以最小通信需求求解全局一致性误差,实现各DCES输出电压期望轨迹实时在线更新;提出了具有最小相位特性的反馈线性化控制器,将传统电压-电流双环控制转化为能量单环控制,构建DCES能量函数,重塑状态变量空间为Grassmann流形,实现系统完全解耦和精确线性化转换,准确跟踪各DCES输出电压期望轨迹,同时确保全局渐近稳定。基于dSPACE的实验结果表明:系统存在外部不确定扰动和内部参数摄动情形下,所提方法可实现直流微电网母线电压的平稳控制,具有动态响应快、稳定性好、鲁棒性强、抗扰性优的特点。

考虑通信时延的直流微电网多电力弹簧电压平稳控制方法

通信时延是影响微电网多直流电力弹簧(DC electric spring,DCES)分布式控制性能的关键因素。针对最大时延边界求解准确性与控制器设计复杂性间的矛盾,应用微分平滑理论,提出一种多DCES分布式电压平稳控制方法。功率外环考虑通讯时延对直流母线功率精准分配影响,设计牵制一致性控制方法,构建具有动态可逆特性的微分平滑控制律,实现非线性系统输出特性的线性化转化,快速准确求取DCES滤波电感电流期望轨迹;电流内环设计基于DCES开关模态的模型预测方法,以DCES滤波电感电流期望轨迹快速跟踪为目标设计评价函数,快速求取DCES最优开关模式,实现直流母线电压平稳控制。基于MATLAB/Simulink的仿真结果和基于dSPACE的实验结果验证了所提控制方法具有计算量小、稳定性好、鲁棒性强的特点。

基于一致性理论的直流微电网多电力弹簧分布式电压平稳控制方法

针对直流微电网高比例可再生能源的功率波动和直流电力弹簧(DC electric spring,DCES)参数摄动对系统电能质量的影响,提出一种简单的多DCES分层控制策略,实现直流母线电压平稳与关键负载的可靠运行。下层控制设计基于DCES开关模态的模型预测方法(model predictive control,MPC),建立以快速跟踪电感电流期望轨迹为目标的系统评价函数,实现各段直流母线电压波动的快速平抑。上层控制采用一致性算法动态调节直流电压母线参考值,同时求取下层控制器所需的电流期望轨迹,仅需本地信息和相邻信息即可实现多DCES的协调控制和直流母线电压平稳控制,闭环控制系统的全局稳定性可由Lyapunov稳定性定理证明。基于MATLAB/Simulink的仿真结果和基于dSPACE的实验结果验证了所提出方法具有动态响应快、稳定性好、鲁棒性高的特点。

锌银电池大电流放电平稳性研究

为了改善锌银电池大电流放电电压平稳性,研究了浅充电制度(充电容量为正极理论容量30%且大于负极理论容量)、薄电极成形技术(保持活性物质的量,减薄正、负电极厚度,增加正、负电极的片数)等方法。经实验验证,浅充电制度可提高大电流放电电压平稳性,但损失一定的电池容量,薄电极成形技术能显著提高大电流放电电压平稳性,且不损失电池容量。

对一起开关一相未断开引起电压不平衡的原因分析

重点分析了一起开关一相未断开引起电压不平衡事故的原因。

柔性交直流混合配电网互联换流站的控制策略

给出了可闭环运行的双端供电交直流混合配电网拓扑结构及4种运行模式,对各个模式下的平衡节点切换问题进行了论述。为了使互联换流站既能参与直流电压协调控制,又具有维持交流电压平稳的能力,设计了新型的互联换流站控制策略。外环控制器采用下垂控制,同时对内环电流控制器进行改进,添加交流电压和频率控制环节。基于PSCAD/EMTDC仿真验证表明,当出现负载、微源功率波动,换流站闭锁乃至交流子网退出运行时,互联换流站均可通过短时调整实现交直流子系统的平稳运行,有效保证系统可靠性。