谐波驱动系统Back-stepping滑模控制研究

针对谐波传动系统动力学模型中存在的柔性变形、摩擦和运动误差等非线性因素。为了提高系统的传动精度,针对系统非线性刚度和静态误差因素进行了建模,并提出了一种Back-stepping滑模控制方法。利用Lyapunov稳定性理论,证明了闭环系统的误差是一致有界的。仿真结果表明,与PID控制相比,采用Back-stepping滑模控制,系统传动误差曲线峰峰值减小66.63%;负载端角速率误差曲线峰峰值减小77.35%。Back-stepping滑模控制能有效地补偿系统传动误差,抑制其负载端的速度波动,提高了系统的传动精度。

一种新能源公共连接点系统谐波阻抗计算方法

针对新型电力系统中谐波责任划分及谐波放大问题研究中的谐波阻抗获取这一关键环节,提出一种改进的基于快速独立分量分析的公共连接点系统谐波阻抗估算方法。通过对公共连接点处电压和电流快速变化分量进行快速独立分量分析,得到四个独立分量及混合矩阵,推导了混合矩阵各元素与谐波阻抗间的线性关系,并基于系统侧和电源侧谐波电流、阻抗的关系及特性,根据独立分量与混合信号间的相关性求取变换矩阵并重新确定独立分量的正确次序和对应的混合矩阵,进而通过该混合矩阵各元素间的关系,推导系统谐波阻抗计算公式。搭建了仿真模型对所提方法进行仿真验证,仿真结果表明,改进的谐波阻抗估算方法可准确估算系统谐波阻抗值,在系统谐波电流幅值小于电源谐波电流幅值且差距较大时,具有较高的估算精度及稳定性。

基于虚拟谐波电阻的配电网谐波主动防御系统研究

针对传统有源滤波器(APF)只能治理本地谐波源的不足,提出了基于虚拟谐波电阻的谐波主动防御系统(HADS)。分析了HADS治理配电网谐波的原理,建立了HADS仿真模型,提出了谐波功率最大化和谐波畸变率最小化两种控制策略,并研制工程样机进行了工程示范应用。研究和实验证明,HADS能够有效降低区域谐波污染,可以成为新型电力系统下的区域谐波治理手段之一。

考虑背景波动与量测数据相位缺失的系统侧谐波阻抗估计方法

现有系统侧谐波阻抗估计方法通常基于公共连接点处谐波电压、电流的相量数据进行求解,在谐波电压、电流两者各自的相位信息发生缺失时难以估算。针对这一问题,提出一种基于相关性校验与Tukey稳健回归相结合的系统侧谐波阻抗求解方法,该方法仅需谐波电压、电流幅值及两者相位差数据。分析谐波数据的相关性,根据皮尔逊系数剔除波动数据段以保证系统侧谐波阻抗的求解免受背景波动的影响。基于Tukey稳健回归法在弱化谐波数据相位缺失所导致的潜在异常波动点的同时回归求解系统侧谐波阻抗值,所提方法可以有效弱化背景谐波电压波动与数据相位缺失的影响,进一步提高了估计精度。通过仿真分析和实际数据计算验证,证明了所提方法的有效性和正确性,为相位缺失场景的谐波阻抗求解问题提供了一条新途径。

改进变系数回归在系统谐波阻抗估计中的应用

系统谐波阻抗的准确估计对于电力谐波的分析和治理具有重要意义。采用变系数回归法估计系统谐波阻抗,不仅可在背景谐波波动较大的场景下得到准确的估计值,还可自适应跟踪系统谐波阻抗的时变趋势。但经典变系数回归法计算效率较低,且核函数的窗宽选择对估计结果影响巨大。为了弥补该方法的缺陷,提高其工程适用性,文中提出了一种基于改进变系数回归的系统谐波阻抗估计方法。所提方法通过避免高维矩阵运算,极大地提高了计算效率。更进一步,采用广义交叉验证法选取最优窗宽,从而使得估计结果更精确。仿真分析验证了所提方法的有效性。

基于广义折刀最小二乘估计的系统侧谐波阻抗计算方法

针对背景谐波电压波动和异常谐波测量样本显著影响谐波阻抗估计准确性的问题,提出一种基于广义折刀最小二乘估计和数据筛选的系统侧谐波阻抗的计算方法。根据波动量法与最小二乘回归法假设的一致性原理,筛选背景谐波电压波动平稳的时段用于回归计算,抑制背景谐波电压波动对阻抗估计的影响。依据折刀法原理对谐波测量数据进行再抽样,并结合广义最小二乘法,进一步抑制异常谐波测量样本对回归计算的影响,最后基于仿真和工程实测数据验证了所提方法的准确性和实用性。

基于虚拟仪器的变电站谐波监测与分析系统的实现

近年来,我国经济发展速度不断加快,不同类型的电力电子设备在各个领域得到了广泛应用。然而,大量使用电力电子设备会导致电网受到电磁污染,加之工业和商业领域的电能质量要求不断提高,因此对电力系统谐波来源和分布状况进行科学的监测和分析,寻找消除和限制电力系统谐波的措施至关重要。通过分析变电站谐波的特点,提出基于虚拟仪器的变电站谐波监测与分析系统的实现方法,为有效解决变电站谐波问题提供帮助。

基于反向传播-自适应提升算法的谐波阻抗估计

目前,关于量化谐波阻抗的研究大多数是基于系统侧谐波阻抗不发生改变而设定,当系统谐波阻抗变动时,如何估计谐波阻抗的研究相对较少。为此,本文提出一种基于系统谐波阻抗变动背景下的系统谐波阻抗估计新方法。首先,加窗处理谐波电压、电流测量数据,使用二元线性回归法估算系统谐波阻抗,并用小波包变换对测量数据进行分段,以找出系统谐波阻抗变动的时间;其次,采用反向传播-自适应提升算法精确量化每个采样数据段的系统谐波阻抗;最后,通过仿真与实例分析验证本文方法相较于其他方法具有更好的鲁棒性和精确性。

FFT和小波变换在电力系统谐波测量中的应用

为满足测量要求,改进了FFT算法,并针对其无法调和的时域性和频域性矛盾的缺陷,讨论了小波变换的特性。仿真结果表明,FFT改进后频率、相位、幅值的测量精度提高,而小波变换克服了FFT不能时域局部化的缺点,能在时域、频域内揭示信号特征,较好达到了测量要求。

电力系统分数次谐波的产生机理、危害与特征

为了了解、研究分数次谐波对电力系统安全稳定运行产生的危害及其机理,以变频调速装置和快速变化的波动负荷2种典型的非线性负荷分数次谐波源为例,分析了分数次谐波的产生机理及分数次谐波的危害。同时,应用MATLAB进行了数字仿真,通过对含有不同分数次谐波的波形分析,给出了分数次谐波具有周期大于工频周期,且为工频周期整数倍的典型特征。该典型特征可作为检测是否存在分数次谐波的依据。

基于LabView的电力谐波检测系统的设计与实现

设计实现了基于虚拟仪器技术的电力谐波检测系统,该系统以80C196kc作为数据采集电路的核心部件,通过RS232串行口把采集到的数据发送给PC机,由PC端基于LabView软件编程实现各次谐波分量的有效值及相关参数的计算、电压电流波形和各参数的显示、控制等功能。实验结果表明该系统检测方便,精度较高,运行稳定可靠。

MathScript在谐波/间谐波检测系统中的应用

MathScript是LabVIEW8.20的新增功能节点,利用MathScript节点可以方便地实现MATLAB文本化语言编程与LabVIEW图形化语言编程的成功结合。为此,构建了一个谐波/间谐波检测系统,硬件平台主要包括NIUSB-6251数据采集卡和KS833信号源,检测算法采用加矩形窗的傅里叶算法;指出利用MathScript节点,可以在LabVIEW中调用MATLAB脚本实现更精确的检测,提高编程效率,简化软件设计。结合实验结果,分析了该检测系统的性能。

基于希尔伯特-黄变换的电力系统谐波分析

准确的谐波分析对电力系统稳定具有重要意义。为克服FFT方法与小波分析方法的缺点,提出将希尔伯特?黄变换(Hilbert-Huang transform,HHT)用于谐波分析。将谐波信号进行经验模态分解(empirical mode decomposition,EMD),得到一系列经验模态函数(intrinsic mode function,IMF)。由于不同的IMF对应不同的谐波分量,通过对每个IMF分量进行Hilbert变换(HT)及最小二乘拟和,最终可以得到各次谐波的幅值、频率和相位,从而实现电力系统谐波的准确分析。在经验模态分解过程中,采用了分段三次Hermite插值,并通过添加极值的方法减轻边缘效应的影响,使谐波分析能够更准确。仿真表明,Hermite插值比三次样条插值对谐波分析更具优势。该方法分析电力系统谐波精度高,能够取得满意的效果。

树状分布的多谐波源治理系统解耦与稳定性寻优

考虑到配电网内多谐波源及其治理装置成为多目标、非线性的耦合系统,为此将研究多谐波治理系统的解耦与稳定性。首先采用可拓学物元理论及非干预式策略实现多谐波源耦合权重的量化,然后在物元节点形成的树形拓扑上建立起多谐波源治理系统的关联矩阵,并采用雅克比矩阵的非线性反馈理论实现关联矩阵降阶或关联系数降低。在此基础上,运用改进型粒子群算法实现了解耦结果的稳定性寻优。最后,通过仿真模型,验证了多谐波源治理系统解耦算法与稳定性寻优策略的可行性。

电力系统谐波检测的FFT加窗插值算法与小波分析方法的比较

对电力系统谐波检测中常用的FFT加窗插值算法和小波分析算法进行了分析比较:FFT加窗插值算法具有检测精度高、实现简单、功能多且使用方便的优点,但计算量较大,因而实时性不够好;小波分析实时性好,能够获取较精确的基波信号,然而对于其他整数次谐波的幅值和相位则较难精确的获得,且难于构造分频严格、能量集中的小波,检测精度也有待改善.并通过仿真实验验证上述结论.

电力有源谐波补偿系统实时仿真模型的研究

该文为并联型电力有源谐波补偿系统建立了包括各个子系统在内的整体仿真模型 ,并基于MATLAB作了二次开发。该系统仿真模型结果准确 ,能实时反映动态过程变化。为研究有源滤波器的拓扑结构、控制方式、谐波检测和电流跟踪控制方式提供了一个有力的工具。文中最后通过对不同控制方式的比较试验验证了该仿真模型的有效性。

多谐波源系统耦合因子研究

在多谐波源的电力系统中,谐波源之间相互影响、相互干扰,研究谐波源之间的耦合机理及其权重计算对谐波源责任区分及谐波解耦有重要意义。将多谐波源系统分为集中式多谐波源系统和分布式多谐波源系统来讨论。对于集中式多谐波源系统,在高次谐波频率下,提出基于戴维南等效电路的多谐波源电力系统模型,并给出诺顿等效电路,然后利用偏最小二乘法估算耦合因子大小。对于分布式多谐波源系统,同样建立模型,估算谐波源互阻抗,给出耦合因子大小。最后,集中式多谐波源系统以5谐波源系统为例,建立了MATLAB仿真模型,计算耦合权重;分布式多谐波源系统以IEEE 13节点为仿真模型,给出耦合因子大小。

考虑系统谐波阻抗改变的谐波责任定量划分方法

谐波责任定量划分的关键是谐波阻抗的准确辨识,现有的谐波阻抗辨识研究大都是基于系统谐波阻抗不变的假设,不能完全适应系统谐波阻抗阶段性改变的情况。基于此,提出一种新的谐波责任定量划分方法以适应系统谐波阻抗的改变。首先对谐波电压和谐波电流测量数据进行加窗简化处理,得到系统谐波阻抗的粗估值,利用小波变换模极大值法检测出系统谐波阻抗发生改变的时间,以此对测量数据进行分段处理;然后,对每一段的数据采用稳健整体最小二乘回归对系统谐波阻抗进行精确估计,进而求得每段的谐波责任;最后,采用定义的总谐波责任指标来定量评估谐波源的谐波责任。三馈线系统和IEEE 13节点系统的仿真结果验证了所提方法在系统谐波阻抗改变情况下的有效性和准确性。

电力系统间谐波检测方法

为了能够为间谐波的治理提供良好的依据,改进了支持向量机间谐波检测算法,并用Matlab仿真软件对该方法和基于最小二乘间谐波测量方法进行了对比评估。研究结果表明:在同等条件下基于改进型支持向量机间谐波检测方法计算精度略低,但可以在小样本的条件下测量间谐波。而基于最小二乘间谐波检测方法测量精度高、计算量小,但需要较长的时间窗口。