基于直接转矩控制的双矢量直接电压模型预测控制策略

模型预测控制(Model predictive control,MPC)是目前电力电子领域研究较为广泛的一种控制策略,不需要调制环节,具有动态响应快、容易实现多目标灵活控制、简单且容易实施等特点。但是这种控制方法由于存在循环寻优的计算过程,算法计算量较大且对控制器的要求较高,不利于实际应用。参考直接转矩控制思想,提出一种双矢量直接电压模型预测控制(Double vector based-direct voltage predictive control,2VB-DVPC)策略,这种控制方式利用查表法省去繁琐的循环寻优计算过程,减少了控制算法的计算量。在Matlab/Simulink仿真平台上搭建传统MPC与2VB-DVPC的仿真模型进行仿真对比,仿真结果验证了所提2VB-DVPC控制策略在保证动稳态性能的情况下,能够有效减少算法的计算量,并且能够固定平均开关频率,降低了谐波滤除的难度。

直接电压控制构网型变流器控制参数暂态稳定影响分析

目前针对直接电压控制构网型变流器暂态失稳模式的演化和控制参数对暂态稳定的影响机理尚需进一步深入研究。首先,分析了两种常见电流限幅策略对变流器暂态稳定性的影响,归纳总结出3种暂态失稳演化路径。其次,通过极限切除时间、极限切除角揭示了变流器有功环节不同参数对暂态稳定的影响规律,并针对直接电压控制构网型变流器的内电势和并网点电压之间的非线性关系,使用变流器临界势能为指标,揭示了变流器无功环节不同参数对稳定性的影响规律。在此基础上,解释了不同控制环节参数对变流器暂态稳定性的影响出现反常规律的机理。最后,在PSCAD仿真平台上通过算例验证了理论分析的正确性。

抑制电弧炉闪变的STATCOM直接电压控制研究

针对采用传统双闭环控制的静止同步补偿器(STATCOM)抑制电弧炉闪变能力不足的问题,本文通过对电弧炉配电网中的各个电压电流相量的分析,推导出一种能使电压波动量达到最小的补偿电流指令计算方法,然后根据电网侧瞬时功率与STATCOM装置的瞬时功率相等的原则,提出了一种基于瞬时功率平衡的STATCOM电压指令直接计算方法。这相对传统双闭环控制,STATCOM控制器省去3个PI调节器,响应时间也从原来的20ms减少到10ms,从而改善了其对电压闪变抑制能力。仿真试验和实际运行效果验证了本文所提出的控制策略的有效性和正确性。

双馈风力发电系统的比例谐振直接电压控制

提出双馈异步发电机的比例谐振直接电压控制策略,实现双馈风力发电系统的电网同步控制。通过分析双馈异步发电机的数学模型,建立了转子旋转坐标系中转子电压对定子电压的直接控制关系。在转子旋转坐标系中采用比例谐振控制器控制定子电压,以实现对交流电网电压的无静差跟踪。与传统双馈异步发电机的电网同步控制策略相比,提出的控制策略减少了坐标旋转变换的次数,消除了转子电流的测量和控制环节,避免采用受发电机参数影响的前馈补偿控制,从而简化了控制算法,提高了控制系统的鲁棒性。仿真结果表明,提出的控制策略可有效地实现双馈异步发电机的电网同步控制。

基于神经元自适应PID的STATCOM直接电压控制方法

根据配电网无功功率补偿的工程要求,提出了一种静止同步补偿器(STATCOM)电压控制的新方法——基于神经元自适应PID的直接电压控制。该方法利用瞬时功率平衡的思想,通过简单的代数运算获取电压指令信号,基于该控制方法,STATCOM能够维持公共连接点电压稳定在给定值附近,而且该控制方法具有对主要参数扰动的鲁棒性。仿真和试验结果表明了该控制方法的有效性。

三相Vienna整流器无模型预测直接电压控制

为提高三相Vienna整流器响应速度以及在复杂环境下系统控制性能,提出一种无模型预测直接电压控制(Model-free predictive direct voltage control,MFPDVC)策略。首先,分析三相Vienna整流器数学模型,构建不依赖系统物理参数的超局部模型,增强控制系统鲁棒性;其次,对超局部模型离散化得到系统预测方程,同时设计包含电压、功率以及中点电位的成本函数,实现用单个环路控制多个目标,突破传统双闭环级联型控制结构内外环带宽限制,提升系统响应速度。最后,设计Luenberger观测器估计电压和功率超局部模型中的未知部分,并实时补偿预测模型,进一步提升抗扰动性能,实现无模型预测直接电压控制算法。仿真与试验结果表明,相比传统有限集模型预测功率控制方法,所提控制策略具有更优的鲁棒性和动稳态性能。

双馈感应风力发电机组的滑模直接电压控制

为解决PI矢量控制动态响应慢且依赖电机精确参数的问题,本文将滑模控制与空间矢量调制结合,提出了一种开关频率固定的滑模直接电压控制(SMDVC)方法,以实现双馈感应电机(DFIG)的电网同步控制.实验结果表明,提出的SMDVC方法具有比PI矢量控制更好的动态性能,即使在电网电压不平衡工况下,也能较好地控制DFIG定子电压实现对电网电压的精确跟踪.

不平衡电网电压下光伏并网逆变器滑模直接电压/功率控制策略

不平衡电网电压下,光伏并网逆变器的输出功率和输出电流都将产生波动,给电力系统的稳定运行造成不利影响。根据光伏并网系统的数学模型,提出了光伏并网逆变器基于滑模控制的直接电压/功率控制策略。该控制策略可在电网电压不平衡时有效抑制并网逆变器输出有功功率和无功功率的波动。根据光伏并网逆变器输出功率和正、负序电流的关系,提出了以消除负序电流为控制目标的改进控制策略。此外,为提高系统的运行性能,提出了功率电流协调控制策略。最后,对所提出的控制策略进行了仿真分析,仿真结果验证了所提出控制策略的有效性。

基于自适应小波网络的永磁无刷直流电机直接电压控制

通过分析永磁无刷直流电机的转子位置与三个相电压之间的关系,提出了基于自适应小波神经网络的永磁无刷直流电机无位置传感器控制新方法。该方法根据位置检测原理和微控制器的特点构建一个以三个相电压为输入,桥路编码信号为输出的多输入单输出小波网络模型。网络隐层节点初始个数为零,在训练过程中不断地按照自适应算法添加或删除隐层节点,形成一个结构简单、紧凑的小波网络。采用梯度下降法对网络进行离线训练和在线训练,由离线训练进行参数初始化并确定网络隐层节点个数,以滤波和逻辑处理后的网络输出信号为教师对网络输出层连接权进行在线调整。从而由电机的相电压直接映射出电机的换相信号,取代传统的位置传感器,实现无位置传感器的直接电压控制。实验结果表明,该方法能得到准确的永磁无刷直流电机的换相信号。

不平衡电压下双馈电机的正负序直接电压控制

提出双馈感应电机(DFIG)的正负序直接电压控制(DVC)方法,以实现电网电压不平衡工况下DFIG风力发电机组的无冲击并网控制。控制器由正序DVC和负序DVC组成,正序DVC控制定子正序电压跟踪电网正序电压,负序DVC控制定子负序电压跟踪电网负序电压。仿真和实验结果表明,提出的正负序DVC方法有效地控制DFIG的定子电压实现对不平衡电网电压的精确跟踪,从而在电网电压不平衡工况下使DFIG满足无冲击并网条件,保证风力发电机组和电网的安全稳定运行。

UPFC的直接电压控制及其应用

UPFC是一种功能强大的FACTS装置,具有潮流调节和电压调节作用。但目前关于UPFC串联侧定电压的控制策略研究较少,且已有的控制策略大多基于直接电流控制。以UPFC在dq两相旋转坐标系下的数学模型为基础,将前馈和PI反馈控制相结合,给出了UPFC的直接电压控制策略,无需电流内环,简化了控制结构,提高了控制响应速度。UPFC的直接电压控制策略特别适合于UPFC向无源网络供电,具有良好的抗冲击负荷和抗电压跌落的能力。在PSCAD/EMTDC软件中搭建了仿真模型,通过电动机启动和模拟电压跌落仿真,证明了UPFC直接电压控制策略能够较好的满足抗冲击负荷和抗电压跌落要求。

独立运行无刷双馈发电机基于空间矢量调制的直接电压控制技术

这篇文章介绍了一种新颖的无刷双馈发电机变速恒频独立发电控制策略,基于其数学模型的分析,提出并详细讨论了基于空间矢量调制的直接电压控制策略。利用发电机系统的模型推导估计变换器输出电压的方法,跳过电流控制环节,保持直接控制的固有快速动态响应和鲁棒性,并引入空间矢量调制实现开关频率恒定,减小谐波和脉动,提出了一种基于锁相环的转子初始位置检测方法提高磁场定向精度。文章对独立运行和并网型直接控制及矢量控制给予了比较和评估。实验结果验证了所提控制策略的可行性和有效性。

变速永磁同步发电机系统稳压控制(连载之五)直接电压控制在发电机系统中的应用

在所研究的具有强弱磁能力变速永磁同步发电机的270 V直流电能系统中,应用PWM整流器,提出直接电压控制技术,设计了直流母线电压PI控制器,并结合有源阻尼技术,在Matlab/Simulink仿真及测试平台中加以实现。最后,对本系列连载所研究的各类控制算法的性能进行对比研究。

独立无刷双馈发电机无速度传感器直接电压控制

无刷双馈发电机是一种新型的交流感应发电机,它的定子中包含两套极对数不同的绕组(功率绕组和控制绕组)。针对BDFG独立发电系统,提出了一种无速度传感器直接电压控制策略,通过调节控制绕组电流使功率绕组电压跟踪其参考幅值和相位,并在一台额定功率为30kW原型BDFG上进行了实验验证。实验结果表明,当BDFG的转速和负载变化时,该控制策略具有良好的动态和稳态性能。该控制策略除省去了速度传感器外,还实现了输出电压幅值和频率的独立控制,因此它也具有很强的鲁棒性。

基于电压预测的直线永磁同步电机直接推力控制

直线永磁同步电机直接推力滞环控制,导致开关频率不定及稳态运行时会有明显的推力和磁链脉动产生。针对这些问题,提出了一种低脉动、快速动态响应、恒开关频率的直接推力电压矢量预测控制方法,该方法根据磁链及推力差预测下一时刻的参考电压,并采用空间矢量调制技术确定逆变器开关时间。仿真结果表明,与传统的DTC方法相比,该方法不但保持了快速响应的特点,且稳态运行时的磁链、推力脉动得到明显改善,开关频率也可根据需要在一定范围内进行选择。

基于电压定向直接功率控制的光伏并网逆变器

将基于电压定向直接功率控制用于光伏并网逆变器的控制策略,引入电网电压和瞬时功率的估算概念,并将并网逆变器输出的瞬时有功功率和无功功率作为被控量进行功率的直接闭环控制。系统无需检测输入变压器二次侧的电网电压,省去了电网电压传感器,从而不仅克服了电流控制方案的不足问题,还降低了成本,而且系统具有鲁棒性好、控制结构简单等优点。分析了电压定向直接功率控制的原理,设计了并网逆变器的具体参数,并给出了仿真和实验结果。

发电机直接起动可比拟容量电动机的电压估算简析

某些小容量机组及分布式能源站工程,具有10 kV发电机电压母线,由发电机电压母线直接供电的大容量电动机,是否可采用全电压直接起动方式,是一个值得研究的问题。提供了由发电机直接起动可比拟容量电动机的电压估算方法,可供设计时参考。

静止同步补偿器电压控制策略

为寻求性能优良、容易实现的配电静止同步补偿器(DSTATCOM)的电压控制策略,根据DSTATCOM系统中的瞬时功率平衡理论,推导出了DSTATCOM用于控制电压时的直接电压控制策略。该控制策略中无需电流检测电路,跟传统的串级控制相比较具有控制简单、响应速度快等优点;针对直接电压控制策略中控制器的控制性能受系统参数影响较大的缺陷,提出了DSTATCOM的直接电压模糊PI控制策略,使根据瞬时功率平衡的直接电压控制具有更好的控制性能;同时考虑到实际电网中的电压不平衡现象普遍存在,在DSTATCOM电压控制器中引入电网电压负序分量的前馈控制,从而有效的提高了DSTATCOM在电网电压不平衡条件下的生存能力。理论分析和仿真结果证明了所提控制方法的正确性和有效性。

基于电压前馈的光伏逆变器低电压穿越控制策略

低电压穿越技术已成为大功率光伏并网逆变器的重要技术之一。提出一种电网电压直接前馈的控制方法,能有效抑制电网电压跌落过程的逆变器输出过流,并尽可能向电网提供无功支撑。经试验证明该方法快速准确判断电网电压低电压故障,实现光伏并网逆变器的低电压安全穿越。

基于电磁暂态分析方法的110kV输电线路直击雷过电压仿真计算

本文主要研究110 kV输电线路电力系统中,通过对输电线路雷电直击杆塔塔顶的过电压进行仿真,计算出直击雷下的输电线路过电压。