Li-SC HESS功率协调分配的PCH强跟踪控制策略

微电网通常采用储能系统来平抑负载变化引起的直流母线功率波动。文章采用锂电池和超级电容器的混合储能系统(Li-SC HESS)来同时满足因负载变化引起的功率与能量两方面的需求。研究了混合储能系统模型结构,提出了相应的HESS功率协调分配的PCH强跟踪控制方法。结合Simscape在Simulink中建立光储微电网混合储能系统仿真模型,与微电网常规的双闭环线性控制策略进行对比研究。仿真试验结果表明,提出的HESS控制策略可有效减少锂电池充放电次数,平滑其充放电过程,延长使用寿命,进而改善混合储能系统的性能。

输入饱和下永磁同步风力发电机的协调控制

针对永磁同步风力发电机(PMSWG)在最大功率跟踪(MPPT)过程中出现的输入饱和约束问题,提出了一种基于滑模抗饱和控制与端口受控Hamiltonian(PCH)控制的协调控制策略。滑模抗饱和控制解决了PMSWG系统的输入饱和约束问题,并提高了系统的响应速度。PCH控制提高了系统的稳定性和跟踪的准确性。协调控制策略的协调函数是基于双曲正切函数设计的,通过该协调函数可将两种控制方法联系在一起,共同实现对PMSWG系统的控制。仿真结果表明,该协调控制策略既能实现对PMSWG期望转速的跟踪控制,又能解决发电机运行过程中出现的输入饱和问题。

光伏超级电容储能系统充放电的哈密顿控制

为实现光伏超级电容储能系统的恒压充电和为负载恒压供电的控制目标,采用端口受控哈密顿(port controlled hamiltonian,PCH)控制方法,对超级电容充、放电过程进行控制。根据能量成形、互联配置及阻尼注入的原理,分别建立了超级电容充、放电电路的PCH模型,给出了超级电容充、放电时系统期望的能量函数、互联矩阵及阻尼矩阵,确立了系统的平衡点,求取了系统的控制器,并通过Simulink对超级电容充放电过程进行仿真实验。仿真结果表明,本文采用的PCH控制方法既实现了对超级电容的恒压充电,又实现了超级电容对负载的恒压放电,而且超级电容恒压放电系统有较强的抗负载扰动能力。该研究为超级电容的充放电控制提供了新思路和新方法。

永磁同步电机驱动的机器人哈密顿与PD协调控制

针对二自由度机器人关节驱动系统末端位置控制效果不佳的问题,提出了基于永磁同步电机(PermanentMagnetSynchronousMotor,PMSM)驱动的机器人哈密顿与PD加重力补偿协调控制。首先根据机器人欧拉-拉格朗日动力学方程,建立了机器人端口受控哈密顿(Port-controlledHamiltonian,PCH)模型,求取机器人关节位置的PD控制器,设计协调控制策略,实现哈密顿与PD加重力补偿的协调控制。为使驱动电机系统具有较快的动态响应,关节驱动电机电流采用反步控制。利用Lyapunov稳定性定理对机器人与电机结合的控制系统进行了稳定性分析,证明了整个系统为渐近稳定。仿真结果表明,协调控制时机器人末端位置能够快速且准确的到达给定位置,并且在负载转矩发生变化时,末端位置能够重新回到给定位置,系统具有较好的负载转矩扰动抑制能力。

柔性交流输电系统技术在现代配电网的应用展望

本文以统一潮流控制器为例,说明了柔性交流输电技术在含有风力发电的现代配电系统中的应用前景。针对风力发电对电力系统影响的特点,指出了传统统一潮流控制器的不足,提出了将与风电配合的储能装置与统一潮流控制器相结合的拓扑原理结构,指出了基于切换系统原理的混杂PCH控制理论将有望解决底层为离散开关控制的柔性交流输电装置、上层为连续的电力系统控制目标的复杂系统控制问题。