基于自适应分数阶正位置反馈的垂尾振动主动控制

针对自适应正位置反馈(Adaptive Positive Position Feedback,APPF)控制器在控制效果与分数阶正位置反馈(Fractional Order Positive Position Feedback,FOPPF)控制器在针对摄动区间小的不足,提出一种分数阶APPF(Fractional Order Adaptive Positive Position Feedback,FOAPPF)控制器,使得控制器在控制效果提升的同时兼具强鲁棒性。基于不同参数对FOPPF控制器的影响,推导参数的最佳范围,将系统多个摄动模型的正弦扫频响应进行综合加权处理,并考虑系统远离共振频段的控制性能,构建附带约束条件的控制设计的目标函数。以粘有宏纤维复合材料(Macro Fiber Composites,MFC)的垂尾模型及其摄动模型为被控对象,设计相应的FOAPPF控制器。研究结果表明:相比FOPPF控制器,FOAPPF控制器闭环极点对参数摄动不敏感;相比APPF控制器,FOAPPF控制器的相频曲线在摄动频带内变化平缓,其控制效果受固有频率在线估计误差的影响更小;多种试验工况表明,FOAPPF控制器在不同摄动模型下均具有较好的控制效果,垂尾抖振响应均方根值至少降低了55%,且具有较好的鲁棒性,因此该控制器对垂尾结构的振动主动控制具有良好应用潜力。

基于谐波电压突变与盲区识别的自适应混合式孤岛检测法

孤岛检测技术是分布式光伏规模化接入配电网的关键技术。正反馈主动移频法(active frequency drift with positive feedback,AFDPF)是目前应用最广泛的主动式孤岛检测法之一,针对其存在的对电能质量影响大、可靠性差的问题,提出一种基于谐波电压突变与盲区识别的自适应混合式孤岛检测法。首先,提出以突变量检测加延时的方式替代传统谐波电压检测法的总谐波失真(total harmonic distortion,THD)值整定,构建孤岛保护启动判据;其次,基于过/欠压及过/欠频法的检测盲区识别,构建扰动自适应注入判据;最后,基于判据系数以及频率波动,完成传统AFDPF的自适应改进,并推导检测无盲区时正反馈系数的取值范围。仿真结果表明,该方法可有效过滤非孤岛工况,避免因不必要扰动注入引起的电能质量下降问题,通过选择合适的正反馈系数,改进AFDPF检测快速且不存在盲区。所提方法可兼顾快速性、可靠性、实用性和电能质量等多方面因素,对于分布式光伏规模化接入配电网的孤岛检测问题研究具有重要意义。

主动式移频法改进及其在孤岛检测中的应用

针对传统AFDPF法在孤岛检测中检测慢、谐波大以及盲区大的缺点,提出一种变频率正反馈系数的算法,并对该算法进行了相应的仿真研究。结果表明,新算法与传统AFDPF法相比,孤岛检测时间缩短了约三个电网周期,逆变器输出电流的总谐波失真度(THD)由0.96%下降至0.46%。

基于无功电流-频率正反馈的孤岛检测方法

孤岛检测是光伏并网发电系统的必备功能,为了减小并网逆变器孤岛检测时的检测盲区,同时最大限度地减小孤岛检测对输出电能的影响,首先分析了逆变器输出的无功电流与频率之间的关系,然后在三相光伏并网逆变器锁相环的基础上,提出一种无功电流—频率正反馈的孤岛检测方法,推导了正反馈成立的参数条件,并对各个参数的获取方式进行了分析。仿真和实验证明,在电网正常时,该方法对系统几乎没有影响,但是一旦电网出现孤岛情况,无功电流与频率之间的正反馈会让频率迅速朝一个方向变化,直到触发孤岛保护。

自适应主动频率偏移孤岛检测新方法

针对带正反馈主动频率偏移法的不足,提出了改进措施。第1,用偏移电流相位方法来取代原算法中截断电流的方法以实现频率偏移目的;第2,采用新的自适应算法来动态调整正反馈参数。改进后的新算法在保留了传统带正反馈主动频率偏移法的同时,也克服了其不足。通过理论分析和Matlab仿真,证实了新方法的有效性。

含正反馈振动主动控制系统的混合自适应控制

对于存在结构正反馈的振动主动控制系统,传统的基于有限冲击响应的自适应前馈控制器设计方法难以同时保证控制系统稳定与良好的控制性能.本文在分析正反馈对前馈控制系统影响的基础上,基于无限冲击响应控制器设计模式,提出一种结合前馈自适应控制器和反馈自适应控制器的混合自适应振动主动控制方法.其中前馈自适应控制器采用参考传感器采集到的扰动相关信号作为参考信号,反馈自适应控制器通过构建扰动的估计量作为参考信号,控制器参数更新采用Landau参数递推算法.以一典型的具有固有正反馈性质的机械振动系统为控制对象,给出了该混合自适应控制算法的详细推导过程以及稳定性和收敛性分析过程,得到了算法稳定与收敛的严格正实条件以及相应放松严格正实条件的要求.在此基础上,通过构建实时振动主动控制实验平台,针对多种振动扰动开展对比实验分析.相关实验结果验证了本文提出的混合自适应振动主动控制方法的可行性和有效性.

单相光伏并网发电系统孤岛检测仿真分析

基于单相单级光伏并网发电系统,针对传统主动式频率偏移法控制的复杂性,采用了一种新颖的带反馈的主动式频率偏移法。利用Matlab/simulink,对新颖的带反馈的主动式频率偏移法进行孤岛检测仿真分析。仿真结果表明,该方法能够有效、准确地检测孤岛效应。

改进的正反馈主动频移孤岛检测方法的仿真分析

结合光伏并网系统逆变器的并网控制过程,分析了一种改进的正反馈频率漂移孤岛检测方法,详细阐述了该方法的原理和负载性质对其的影响,通过仿真分析表明所采用的孤岛检测方法的有效性,改进后的方法加快了检测速度,减少了检测盲区和对电力系统的谐波污染。

基于频差正反馈的孤岛效应检测方法

研究了一种并网逆变系统的孤岛效应检测方法。首先分析了电网断电时,并网逆变器带不同性质负载的情况下,其输出电压频率漂移方向与负载性质的关系,在此基础上提出了一种基于频差正反馈的孤岛效应检测算法。电网断电时,通过检测输出电压频差来判定其频率的漂移方向,沿此方向施加频率扰动,实施频率正反馈加速频率漂移,使并网逆变器输出电压的频率超出正常工作的频率范围,从而实现了孤岛效应检测,进而将并网逆变器的输出端从电网断开,防止出现不受电力部门监管的供电孤岛,同时给出了确定频率扰动值的方法。在一台单相并网逆变器实验平台上进行验证,结果表明,在典型负载下,基于频差正反馈的孤岛效应检测方法能有效检测出电网断电状态并及时将并网逆变器从电网断开,防止孤岛效应的发生。

一种改进的光伏并网系统主动移频孤岛检测方法

针对传统光伏并网系统主动移频式孤岛检测方法存在反馈增益为定值、并网电流谐波畸变率高等问题,提出了一种改进的主动移频式孤岛检测方法。其基本思路是使传统主动移频式方法中的正反馈增益系数随电网运行的状态自动改变,从而实现在提高检测精度、减小检测盲区的同时减小电流谐波畸变率的目标。文中详细描述了改进方法的基本原理,并在Matlab/Simulink中搭建了一个基于改进方法的1 kW单相光伏并网孤岛检测实验系统,论证了方法的有效性。

并网光伏发电系统的孤岛检测

在太阳能并网发电系统中,如何有效、及时地检测孤岛效应对整个并网系统具有重要的意义。分析传统的主动频率偏移法(AFD)在孤岛检测时的特点和不足,提出一种改进型正反频率比较主动频率偏移孤岛检测法(AFDCPNF)。针对不同性质的负载,改进后的方法能快速检测孤岛效应,减小系统的检测盲区(NDZ),提高并网系统的可靠性。实验结果证明了该检测方法的有效性。

参数自适应AFDPF算法的光伏并网系统孤岛检测

孤岛检测要求不仅能快速检测,还要实现无盲区检测,同时又要尽量减少对电网电能的污染。针对目前传统正反馈主动频移算法(active frequency drift with positive feedback,AFDPF)在光伏并网系统孤岛检测中存在的对电能质量影响较大、仍存在盲区等问题,提出了一种基于参数自适应的改进AFDPF算法。该方法根据盲区检测与反馈增益的关系,改进正反馈系数k,使其进行自适应调整,根据引入扰动波形的差异,改进电压电流相角同步周期,同时通过检测公共耦合点电压频率相对电网额定频率的偏移方向,确定扰动施加方向。通过理论分析与仿真实验结果表明改进的AFDPF算法在消除检测盲区的基础上,加快了检测速度,减少了谐波污染。

一种自适应的主动移频孤岛检测方法

针对正反馈主动移频法存在检测速度不够快,对输出电流质量影响较大的问题,提出了一种自适应的正反馈主动移频检测方法。该方法采用新的初始截断系数,根据公共点的频率化率实时地调整正反馈系数,缩短了检测时间,减小了检测盲区。同时考虑了电网的波动,避免引入的频率差对输出电流质量的影响。通过相位理论分析和MATLAB/Simulink仿真,验证了该方法的有效性及优越性。

改进型正反馈主动频移孤岛检测方法的仿真研究

针对传统正反馈频率偏移孤岛检测方法存在的缺陷,给出了一种改进的正反馈的频率偏移孤岛检测方法。通过对负载特性的实时判断,对扰动信号的方向进行实时修正,避免了添加固定扰动情况下当负载不同而引起的孤岛检测失败、延缓等问题。仿真分析表明可以在满足并网标准的情况下,对不同性质的负载有效、准确、及时地完成孤岛检测。

主动移频孤岛检测参数对并网电能品质的影响

采用Qf0×Cnorm空间描述法分析主动移频式孤岛检测方法的检测盲区,对带正反馈的主动移频式(AFDPF)孤岛检测方法的盲区大小与反馈增益间的关系进行了分析,并对初始扰动系数进行了修正,减小AFDPF孤岛检测法对并网电能品质的影响。运用Matlab软件分析比较了修正前后的孤岛检测盲区。仿真结果表明,参数修正后孤岛检测盲区明显把盲区推向更高品质因数区域,而且降低了谐波畸变率。实现了品质因数小于2.5时,AFDPF孤岛检测方法存在无孤岛检测盲区区域。

一种改进的带正反馈的主动频移法仿真

为提高光伏发电系统孤岛检测性能,在带正反馈的主动频移(Active Frequency Drift with Positive Feedback,AFDPF)法的基础上,将初始斩波因子设置为公共耦合点(Point of Common Coupling,PCC)电压频率的函数,设计一种变初始斩波因子的AFDPF法.基于Qf0×Cnorm坐标系分析比较两种AFDPF法的检测盲区,并在MATLAB/Simulink环境下,对单相光伏并网发电系统的孤岛检测进行仿真.结果表明:使用AFDPF法时,反馈系数的大小与孤岛检测速度成正比,与检测盲区成反比;改进的AFDPF法可以根据负载的性质改变初始扰动的方向,检测盲区的位置也会随之向上或向下移动;改进的AFDPF法不仅适用于容性负载和感性负载,而且可减小检测盲区和加快检测速度.

一种快速小盲区的主动移频式孤岛检测方法研究

针对光伏PV并网发电系统中孤岛检测速度、检测盲区等问题,提出了一种快速小盲区的带正反馈的主动频率偏移检测方法。该方法根据第0个检测周期的公共耦合点PCC的电压频率与电网电压额定频率之差来确定初始斩波因子及施加扰动方向;并对第i个检测周期以前PCC点电压频率变化量分别取绝对值后进行累加,将累加值作为正反馈量施加至PCC点,在规定的检测周期内,完成孤岛的检测。采用Qf0×Cnorm坐标系对算法的检测盲区进行描述,利用Matlab/Simulink对孤岛检测性能进行仿真分析。结果表明:相比AFDPF法,新方法在满足并网电能质量的同时,具有更小的检测盲区;对感性负载的孤岛检测时间缩短至0.06 s,对容性负载只需0.04 s即可检测出孤岛;孤岛检测结果符合我国孤岛检测标准要求。

主动移频法孤岛检测的负载品质因素研究

为了研究分布式发电并网时基于正反馈主动移频法(AFDPF)能有效检测出孤岛效应的负载品质因素的条件,基于UL1741标准下的孤岛检测电路要求和AFDPF孤岛检测原理,通过逆变器输出电流与公共点电压的相位差确定反馈系数范围,接着通过分析逆变器输出电流的相角比并联谐振负载的相角变化的更快的条件,进一步确定能有效检测出孤岛效应的负载品质因素取值范围.最后,基于比例谐振控制器下设计孤岛检测电路,通过MATLAB/Simulink仿真,验证所提研究结论.

一种改进型三相四线制谐波检测方法

为了实现三相四线制系统中有源电力滤波器的同步与控制,提出一种改进的谐波检测方法。所提出方法可以在系统中存在三相不平衡或其他扰动时提取电网电压频率、相位、正负序分量以及负载电流的各次谐波分量。此方法建立了三相四线制系统电压的模型及离散复数相量状态空间方程,提出一种主从式卡尔曼滤波器来估计系统电压的频率及噪声协方差,从而在频率偏移情况下快速地跟踪系统中的电网电压频率和幅值;同时给出一种基于自适应神经网络的负载谐波检测方法,能够在一个工频周期内法精确地获取负载电流中各次谐波分量的幅值及相位。结果表明,提出方法在频率跟踪时间及精度上优于传统的卡尔曼滤波算法。电力有源滤波器的仿真和实验证明了算法的有效性。

改进的正反馈主动频移式孤岛检测方法

孤岛效应是光伏并网逆变器发电系统中存在的一个基本问题。对孤岛效应的检测必须准确而快速,同时孤岛检测的方法应该尽量减小对电能质量的影响。该文阐述了主动频移AFD(active frequency drift)检测法和正反馈主动频移AFDPF(active frequency drift with positive feedback)检测法的基本原理、分析了AFDPF的检测盲区,并在此基础上提出一种改进的AFDPF检测法,即以分段函数的方式施加扰动来达到频移的方法。最后在Matlab/Simulink平台进行仿真实验,验证了该改进的AFDPF检测法不仅具有可行性,而且降低了电流谐波失真度THD(total harmonic distortion),即减小了扰动对电能质量的影响。