Research on the Influence Factors and Coordinated Control Strategies between Unit and Grid for Isolated Power System

As the existing coordinated control strategies between grid and unit have limitations in isolated power system, this paper introduces new coordinated control strategies which can improve the stability of isolated system operation. This paper analyzes the power grid side and unit side influence factors on the isolated power system. The dynamic models which are suitable for islanding operation are applied to simulate and analyze the stability and dynamic characteristics of the isolated power system under the conditions of different load disturbances and governor parameters. With considering the differences of frequency characteristics between the interconnected and isolated power system, the adjusting and optimization methods of under frequency load shedding are proposed to meet the frequency stability requirements simultaneously in the two cases. Not only proper control strategies of the power plant but the settings of their parameters are suggested to improve the operation stability of the isolated power system. To confirm the correctness and effectiveness of the method mentioned above, the isolated system operation test was conducted under the real power system condition, and the results show that the proposed coordinated control strategies can greatly improve stability of the isolated power system.

位移无拖曳控制的动力学协调条件研究

针对位移无拖曳控制的可实现性问题及避免推力饱和问题,首先基于位移无拖曳控制动力学方程,推导出位移无拖曳控制系统中连续可变推力推进子系统的最大推力需要满足的基本动力学协调条件。进一步由位移无拖曳控制动力学方程退化得到的切换动力学方程,推导出负刚度加速度函数为线性及非线性函数两种情形下的让步动力学协调条件。针对让步动力学协调条件开展了仿真比对,结果表明,强非线性情形下的让步动力学协调条件比退化的线性情形更加严苛。最后通过分析给出位移无拖曳控制避免推力饱和的、定性的动力学协调条件,并得到仿真校验,即:检验质量初始状态及指令状态应在让步动力学协调条件区域内靠近负刚度力零位,开环系统时间延迟尽可能短,并且控制带宽应折中选择。

级联型混合直流与UPFC的柔性潮流协调控制策略

级联型混合直流输电系统具有能抑制换相失败、传输大容量功率的优势。但当级联型混合直流低端模块化多电平换流器(MMC)采用主从控制时,若系统发生交直流故障或负荷突增,可能会产生电流不平衡问题,导致受端交流侧功率出现大范围反向传输及电压支撑能力下降。为解决该问题并增强受端电网的稳定性,针对级联型混合直流输电系统,提出一种基于统一潮流控制器(UPFC)的柔性潮流协调控制策略。研究了基于柔性交流输电(FACTS)设备统一潮流控制器(UPFC)的级联型混合直流系统柔性潮流控制特性,针对系统故障及大扰动时出现的功率返送及电压稳定性问题,提出基于UPFC的频率支撑策略和基于动态限幅的电压支撑策略。该策略将送端侧故障带来的功率扰动转移到受端交流系统UPFC所在线路,利用UPFC功率补偿能力进行协调,同时基于动态限幅控制策略,采用无功优先控制方式提高换流站无功输出能力。最后,在PSCAD–EMTDC平台搭建了含受端交流系统的级联型混合直流输电系统模型。首先,仿真了LCC直流电流指令值下降过程,结果表明,本文所提基于UPFC的协调控制策略可以有效地减小交流系统频率波动,抑制功率返送现象;其次,仿真了系统负荷突增过程,验证了动态限幅控制策略能更好地提升MMC对交流系统的电压支撑能力;最后,仿真了连锁故障过程,结果表明,所提协调控制策略能有效地实现对系统频率和电压支撑,抑制功率波动,提高了级联型混合直流系统及受端电网的稳定性。因此,本文提出的级联型混合直流与UPFC的柔性潮流协调控制策略具有有效性和可行性。

直流微电网并离网协调控制策略

传统直流微电网协调控制策略在下垂控制中忽略了电源的功率输出边界动态变化对系统的影响,模式切换控制结构复杂且存在非平滑切换的问题。针对此问题,以光储氢直流微电网为研究对象,提出了一种并离网相统一的协调控制策略。首先,提出了一种动态自适应下垂控制策略,通过向基于最小二乘法原理的数据拟合器输入训练数据,拟合输出动态电流边界,实现了自适应调整动态下垂系数及电源运行状态,并简化了传统模式切换过程和控制结构。其次,结合实际工程,提出一种预同步和外环切换控制相结合的改进并离网切换控制策略,有效降低并离网切换过程中的冲击振荡。最后,将自适应下垂控制和改进并离网平滑切换控制融入所提协调控制策略中,进行多源多工况的多种模式切换的仿真。通过仿真验证了所提协调控制策略的有效性。

电动汽车电-液复合制动协调控制方法

在电动汽车的复合制动系统中,由于电机制动系统与液压制动系统具有响应差异性的特点,所以复合制动系统中的电机与液压协调控制是整车制动过程中的舒适性的关键性问题。对此,提出了一种复合制动协调控制策略,包含补偿算法模块和切换算法模块。补偿算法模块在电制动状态刚介入电-液复合制动状态时,利用电机制动扭矩补偿具有迟滞性的和响应慢的液压制动系统,保证驾驶员制动感觉的一致性。切换算法模块在电机制动系统与液压制动系统相互切换时,利用模糊PID控制算法对电机制动力进行修正,减小电机制动系统与液压制动系统响应差异性带来的冲击度问题,改善驾驶员制动时的舒适性。利用AMESim、CarSim和Simulink建立联合仿真平台,对几种典型工况进行仿真验证,结果表明,在制动过程中协调控制策略能够保证制动初始时制动感觉一致,在不同切换状态下,减小制动冲击度,提高了驾驶舒适性。

P2.5-PHPS发动机至混合驱动模式切换过程动态协调控制研究

搭载双离合变速器的P2.5插电式混合动力系统传动效率高,换挡和模式切换过程无动力中断,应用前景广阔,但其模式切换过程由于发动机与电机的扭矩响应特性存在差异,扭矩波动明显,影响驾乘体验。针对上述问题,提出一种发动机驱动至混合驱动模式切换的协调控制策略,以搭载双离合变速器的P2.5插电式混合动力系统为研究对象,对其发动机至混合驱动模式切换过程进行分析,依据分析结果将系统模式切换过程划分为4个阶段。在此基础上,基于PID反馈原理控制动力源的实际输出转矩并通过控制加速踏板开度变化率限制发动机的扭矩变化率,利用驱动电机扭矩快速响应的优势补偿发动机扭矩响应滞后来降低输出扭矩波动,制定模式切换过程多阶段双动力源扭矩协调控制策略。搭建基于P2.5插电式混合动力系统的发动机至混合驱动模式切换动态协调控制仿真模型。仿真结果表明,模式切换过程无动态协调控制策略的最大冲击度约7.1 m/s^(3),策略下最大冲击度约1.78 m/s^(3),减小74.9%,表明所提出的控制策略能有效减小模式切换过程冲击度,提高整车平顺性。

新型混合动力汽车动力切换动态过程分析

为对基于行星齿轮机构的新型混合动力系统由纯电动驱动切换至发动机驱动过程中的转矩波动进行研究,建立了新型混合动力传动系统的动力学模型,对动力切换过程进行了分析。提出了该过程的转矩协调控制策略,并通过仿真和台架试验进行了验证。结果表明,该转矩协调控制策略能有效减小纯电动驱动切换至发动机驱动过程中的转矩波动和对整车的冲击。

基于电机转速闭环控制的混合动力汽车模式切换动态协调控制策略

针对混合动力汽车模式切换过程中动力传递不平稳引起的冲击和发动机转矩难以实时精确获得等问题,提出了基于电机转速闭环控制的混合动力汽车模式切换动态协调控制策略。采用基于斜率限制的发动机转矩控制方法,限制发动机转矩变化率,减小了发动机转矩突变造成的冲击;运用电机转速闭环控制方法,以容易实时精确测量的电机转速作为反馈控制量,解决了发动机转矩在线实时精确估计难题。利用Matlab/Simulink与AEMSim搭建了联合仿真平台。仿真结果表明,提出的动态协调控制策略能减小电机转速和车速的波动,有效提高混合动力汽车的行驶平顺性。

并联混合动力汽车模式切换过程的协调控制

结合解放牌混合动力城市客车的实车调试,对不同模式之间的切换过程进行了分析,针对其切换过程易导致转矩波动,提出了基于电机辅助的协调控制策略,并利用AVL/Cruise及MATLAB联合仿真平台进行了建模仿真研究。仿真结果表明,协调控制策略保证了模式切换过程中动力传递的平稳性。

城市交通控制与诱导系统协同研究

从子系统功能整合的角度研究城市交通控制与诱导系统协同问题,指出两系统协同的内容主要包括:信息协同,策略协同和协同实施。描述了系统协同的数据结构,提出信息协同组织流程,对交通控制系统与诱导系统的策略协同进行研究,给出两系统的策略协同模型,以multi-agent技术为依托,建立了城市交通控制与诱导系统协同实施的体系框架,并通过仿真分析说明算法的有效性。为城市交通控制与诱导系统协同的最终实现提供理论指导和方法依据。

模式切换的中高速重型半挂车挂车主动转向控制策略

为实现中高速不同工况下的重型半挂车稳定性控制,在建立线性变参数三自由度实时简化模型基础上,提出了基于挂车主动转向并采用模式切换的中高速重型半挂车控制策略。针对中高速重型半挂车工况变化,采用模式切换的方法实现了普通工况下的横摆、折叠和路径跟随控制以及极限工况下的侧翻控制。为实现重型半挂车中高速各工况最优控制,采用遗传粒子群算法和不同模式对应的优化目标函数,优化了控制策略权重系数。并且进行了模式切换的中高速挂车主动转向控制策略仿真研究,结果表明控制策略实现了重型半挂车从低附到高附,从普通工况到极限工况的中高速各工况良好地控制。

电动汽车复合制动系统研究现状综述

从原理、结构、特点、控制策略和制动动力学控制等方面阐述了电动汽车复合制动系统的发展现状,针对复合制动系统的3种结构型式(油门踏板型、未解耦型和解耦型)进行了对比分析,表明解耦型复合制动系统是未来复合制动系统的主要发展方向。重点分析了解耦型复合制动系统的控制策略,并且总结了正常制动和紧急制动2种工况下液压制动力和再生制动力的动态协调控制方法,最后提出复合制动对于液压制动系统的设计要求。

并联混合动力电动汽车动态协调控制策略及仿真研究

并联混合动力汽车在发动机和电动机工作过程中,需要根据路况进行能量分配和工作模式切换。以并联混合动力汽车在状态切换过程中总转矩不发生大的波动为控制目标,提出"转矩预分配+发动机调速+发动机动态转矩估计+电动机转矩补偿控制"的动态控制策略。以MATLAB为仿真平台,搭建了基于整车动态控制的仿真模型,对上述基本控制算法进行了定工况和全工况仿真验证。结果表明,在各种状态切换过程中,动态控制算法能有效控制混合动力系统的转矩波动,保证动力传递的平稳性。

具有通信约束的网络控制系统动态调度与H_∞控制协同设计

针对一类具有通信约束的随机时延网络控制系统,提出一种基于试一次丢弃(try-once-discard,TOD)动态调度策略与鲁棒H∞控制器协同设计的方法.考虑通信约束和随机时延的影响,将系统建模为一类具有参数不确定性的离散切换系统,并采用切换系统和Lyapunov稳定性理论,给出了TOD调度策略下使闭环系统渐近稳定的鲁棒H∞控制器设计方法.最后通过仿真验证了方法的有效性.

动态环境下可扩展移动机器人群体的围捕控制

针对协作追逃问题的环境受限以及围捕者与目标的速度比率受限问题,提出了一种规模可扩展的机器人群体围捕移动目标的切换式策略,该策略可有效完成动态环境中目标机器人速度无约束的围捕任务,即围捕机器人通过数目优势进行协作围捕来克服其速度上的劣势以完成对目标机器人的围捕.围捕过程中,考虑了面向目标机器人的虚拟势点子行为以及与邻居个体的位姿匹配行为(编队子行为),在距离目标较远时位姿匹配子行为权值大于虚拟势点子行为权值,而距离目标较近时则以虚拟势点子行为为主.仿真实验证明了所提解决方案的可行性和有效性.

动态转矩协调的ISG混合动力系统控制策略

以混合动力系统(integrated starter/generator,ISG)为研究对象,在转矩控制策略的基础上设计了一种ISG混合动力系统动态转矩协调控制策略。采用MATLAB/SIMULINK/STATEFLOW混合建模方法建立了前向式ISG混合动力系统仿真模型,并在NEDC工况下针对实例ISG混合动力汽车进行仿真分析。仿真结果表明:与转矩控制策略相比,采用动态转矩协调控制策略能够使整车实际转矩较好地跟随需求转矩,同时有效控制状态切换过程中的实际输出转矩突变和波动,从而验证了ISG混合动力系统动态转矩协调控制策略的有效性,为研究混合动力汽车多能源控制提供一种新方法。

光伏直流微网母线电压稳定控制

为了实现光伏直流微网母线电压的稳定控制,提出了一种分层协调控制方法,该方法通过设定合理的电压阈值,对直流母线电压变化量的控制来协调蓄电池储能接口、网侧接口及光伏接口的工作方式,确保在不同工况下都能保持微网内的有功功率平衡。通过在并网过程中采用预同步控制和脱网过程中的电压电流双环控制以减小暂态电流冲击。利用Matlab/Simulink进行了仿真和实验验证,结果证明了该方法的有效性和可行性。

集成发电机/起动机技术混合动力的动态转矩协调控制策略

针对基于集成发电机/起动机(ISAD)技术混合动力各部件的特性,在实现柴油机、ISG(Integrated Starter Generator)电机、蓄电池和传动系统最佳匹配的前提下,设计了混合动力系统动态转矩协调控制策略.以转矩为控制变量,通过转矩总需求和柴油机万有特性脉谱图,确定了状态切换的条件及柴油机和ISG电机的目标转矩.采用Matlab/Simulink平台进行了CYC_ECE_EUDC工况的动力性仿真.仿真结果表明:文中提出的控制策略能够满足ISAD迅速起动、低速补偿转矩、加速提供辅助动力、充电功率恒定等要求;瞬态工况时,通过ISG电机助力,缩短了工况过渡时间;稳态工况时,通过电机转矩补偿,实现了无转矩波动的状态切换,改善了状态切换过程中动力传递的平顺性;柴油机和ISG电机工作点集中在高效率区域,SOC(Stat of Charge)维持在最佳工作区域;整车实现起步-助力-发电一体化的功能,并为开发控制软件平台提供了理论依据.

混合动力电动汽车动力切换协调控制综述

针对混合动力电动汽车工作模式的多样性带来模式之间切换及协调控制等问题,研究了混合动力电动汽车动力切换及协调控制技术,分析了混合动力电动汽车动力切换协调控制问题的产生机理,从发动机转矩参数实时获取、建模工具、控制策略、试验方法等方面分析了国内外有关混合动力电动汽车动力切换协调控制技术的研究现状,研究了动力切换协调控制的具体控制方法,提出了今后需要研究的关键技术:能够反映并联混合动力电动汽车动力切换瞬态特性的整车动力学建模;基于模型预测的电动机转矩补偿控制技术;动力切换及协调控制的试验研究;动力切换时的瞬态稳定性分析方法.

船舶混合动力系统模式切换与动态协调控制

为解决天然气发动机作为船舶主机时动态特性差以及低负荷性能差等问题,本文在电机快速响应优势上提出基于逻辑门限算法的动态协调切换控制策略。针对天然气发动机低负荷和电池最佳工作区间进行分析得到工作模式的切换条件,建立适合于船舶并联气电混合动力的切换控制策略;由于2种动力源的动态响应不同,加入动态协调算法来提升切换控制策略的性能。结果表明:动态协调算法可使天然气发动机稳定时间维持在3 s内,通过天然气发动机转速变化率和转速稳定时间验证了所提策略的可靠性和有效性。