基于滑模控制的三电平直接转矩控制变频器研究

目的:提升三电平直接转矩控制变频器的抗干扰能力和响应速度,解决传统PI型DTC在速度和转矩波动时响应时间长的问题。方法:在直接转矩控制的传统系统中引入滑模控制策略,设计了三电平直接转矩控制变频器。分析了三电平矢量调制方法及其编程步骤,并通过仿真验证了基于滑模控制的三电平直接转矩控制设计方法和稳定性。结果:仿真结果表明,引入滑模控制的系统平均比传统系统的稳定时间要短0.0136 s,且在转矩变化时改进系统的转速变化幅度比传统系统要小。结论:基于滑模控制的变频系统在速度响应、抗干扰和鲁棒性方面均优于传统方法。

重庆某抽水蓄能电站并网安全自动装置配置与实施

建设抽水蓄能电站是满足日益增长的用电需求和实现国家“双碳”目标的重要举措,但其接入给电网稳定运行也提出了新挑战。以第三道防线为着眼点,探究了重庆某PSPS并网的安全自动装置配置与实施方案。首先,通过仿真分析厘清了电网极端故障下该PSPS接入可能引起的稳定问题,包括失步振荡与电压频率失稳;然后,结合配置准则提出了针对该PSPS并网的ASD配置方案。考虑到频率电压紧急控制装置无法准确识别PSPS运行工况,进一步提出了两种实施方案并就适用性作了比较分析。经验证,该方案可有效缓解PSPS接入给重庆电网稳定运行带来的影响。

高比例新能源下含调频控制的储能系统多目标优化

储能在高比例新能源系统中有非常重要的作用,比如调峰、调频和调压等,而储能的作用能否充分体现出来,取决于其容量和位置的配置。为解决高比例新能源下含调频控制的储能系统的优化配置问题,首先研究了一种基于非线性变K系数的储能一次调频控制策略并对其控制参数进行优化,在此基础上,提出了面向高比例新能源电力系统的储能定容选址多目标优化配置方法。该方法采用改进多目标粒子群优化算法,将储能容量、位置作为决策变量,并将系统频率波动指标、电网脆弱性指标和储能成本指标最小作为优化目标,求得帕雷托解集后,通过信息熵求得各个目标的权重后采用优劣解距离法计算得到最优方案。最后,对安阳市某区域电网数据进行实际算例分析,得到了该区域电网的储能最优配置方案,并验证了所提储能定容选址配置方法和控制策略的有效性与优越性。

火-储耦合协同调频策略下飞轮储能容量配置一体化研究

面对大规模波动性新能源并网带来的电网频率安全问题,飞轮储能辅助火电机组参与调频可以有效提升电网发电侧频率主动支撑能力,是能源结构转型期间支撑电网频率安全的有效保障。针对飞轮储能系统的出力控制策略和容量优化配置,提出一种用于辅助火电机组一次调频的飞轮储能控制策略与容量配置一体化方法。首先设计了一种考虑机组实时状态的飞轮储能协同调频控制策略;提出了考虑电厂一次调频收益的经济评估模型,采用改进的粒子群算法进行求解;最后采用华北某电厂315 MW机组实际调频数据进行仿真验证。仿真结果表明,所提出一体化配置方案能够在有效改善电网调频效果的同时兼顾投资方收益,该研究对推动飞轮储能辅助火电参与电力系统调频服务的现场工程应用具有重要理论指导意义。

基于电网考核指标的飞轮储能辅助一次调频容量配置方法

结合电网一次调频考核标准及机组实际动作数据,明确提升机组一次调频积分电量贡献指数的关键是提升机组前15 s的负荷动作量。利用飞轮储能动作速度快、机械设备寿命长的特点,提出基于长时间机组一次调频性能考核指标数据的飞轮储能容量配置方法,选取典型机组运行数据对方案进行了论证。

灵活运行空冷机组频域自适应背压控制与优化

在“双碳”目标驱动能源转型背景下,针对灵活运行空冷火电机组变工况频繁导致的汽轮机背压调节品质问题,提出一种频域自适应PID控制算法。考虑变工况模型的实用性与精确性,基于机组现场运行数据,采用改进粒子群算法对空冷机组多工况进行动态系统辨识,然后基于多工况运行被控对象的标称模型,采用传递函数组态方式自适应方法,实时计算PID控制器的优化参数,以适应灵活运行下被控对象模型参数的变化,克服了PID控制器结构以及参数固定导致的控制品质问题。仿真结果表明,频域自适应PID控制器可以很好地跟踪负荷不同工况点下模型参数的变化,使得背压控制一直保持良好的控制品质。

CTCS2-200K型列控车载设备掉码原因分析

针对CTCS2-200K型列控车载设备在渡线岔区偶发性掉码问题,首先通过对比分析同一地点不同车次列车轨道电路码接收情况,发现掉码与列车速度有关,也与上下行载频切换命令的配置参数有关。然后减小该参数后进行现场试验验证,结果表明:列车以不同速度进站场景下,再未发生过掉码问题。最后提出相关思考,为处理其他类似问题提供参考。

基于Simulink的转差频率控制异步电动机矢量控制系统仿真

本文主要分析了异步电动机转差频率控制技术的主要控制方法、基本组成与工作原理,对异步电动机坐标系朝着另一个坐标转变展开讲解,在梳理电动机控制转差频率矢量控制原理的基础上选择Simulink搭建异步电动机转差频率控制系统,从而满足仿真要求。采用仿真分析的形式最终获得转差频率矢量,并达成对矢量的精准控制,最终将控制结果系统应用到异步电动机上,能够是异步电动机具有良好的控制性能。

变频调速异步电动机的转差率

以异步电动机机械特性曲线为基础,分析了变频调速异步电动机在拖动恒转矩负载、恒最大转矩负载、变转矩(非风机和泵类)负载、恒功率负载以及风机和泵类负载时,转差率随频率变化的规律.给出了在不同性质的负载和频率条件下,电动机的转差率和转速的计算公式.研究表明,变频调速电动机的转差率随频率的变化而变化.本研究的结论否定了变频调速电动机转差率不变的观点.

向家坝—上海特高压直流系统孤岛运行方式

向家坝—上海±800 kV特高压直流在失去与四川主网全部500 kV联络线后,将进入孤岛运行。为此,讨论了向-上直流进入孤岛和孤岛运行两种运行方式下的控制策略,提出了孤岛运行对某些的交换功率限制,以及孤岛运行时的通信系统配置和频率控制器模型及参数。对进入孤岛及孤岛运行时的多种故障的仿真表明,在设计的频率控制器作用下,向-上直流可以保持稳定运行。

二阶系统线性自抗扰控制器频带特性与参数配置研究

本文从频域分析方法入手,基于线性自抗扰控制器的闭环传递函数和频带特性曲线,系统地分析了扩张状态观测器的跟踪估计能力和自抗扰控制器的稳定性、对外部扰动的抑制能力、对控制输入增益不确定性和模型参数不确定性的鲁棒性及其噪声传递特性,探讨了系统动态特性与控制参数的关系;在此基础上提出了控制参数的工程配置方法,最后将其应用于某高精度武器控制系统,验证该方法的有效性.此外,本文还分析了自抗扰控制器工程应用中的超调现象、控制量深度饱和以及前置滤波器设计等问题,为工程设计提供理论依据和实践参考.

基于转子磁链q轴分量的异步电机间接矢量控制转差频率校正

异步电机间接矢量控制系统在工业场合应用广泛,然而其性能易受转子电阻参数变化等因素影响。该文将定子电流矢量定向同步坐标系下的转子磁链观测器与间接矢量控制系统相结合,利用观测器得到的实际磁链计算转子磁场定向下转子磁链的q轴分量,并根据定向准确情况下转子磁链q轴分量为零的特点提出一种间接矢量控制转差频率校正方法,保证间接矢量控制系统对转子磁场的准确定向。详细介绍了该校正方法的基本原理和系统框图,并进行了稳定性分析。仿真和实验结果证明了该校正方法的有效性。

基于转差率的感应电机最优效率控制

针对感应电机的能量优化问题,提出了一种基于转差率的感应电机最优效率控制方法和算法,用于恒压频比(VVVF)感应电机驱动系统,并给出仿真结果。该方法具有明显的节能效果。

基于有限状态机的采煤机变频牵引控制系统的研究

为了实现对采煤机变频牵引控制系统的实时监控,采用有限状态机理论对采煤机变频调速系统进行状态分析和工作流程控制。根据采煤机变频器的运行工况,将它的控制回路分为不同的工作状态,将这些工作状态组合成一个具体的有限状态机,并根据状态机控制采煤机变频系统的工作,采用向采煤机变频器DP接口发送控制字和接受状态字的方式实现变频器的状态控制等功能。本系统在ACS800变频器控制系统进行了应用,结果表明:该系统工作性能稳定,大大提高了采煤机变频牵引控制系统的可靠性。

基于瞬时转差频率控制的定子双绕组异步电机变频交流发电系统

研究了一种基于定子双绕组异步电机(DWIG)的变频交流发电系统,根据功率平衡思想提出了该变频交流发电系统的瞬时转差频率控制策略。该策略省去了复杂的坐标变换和影响动态性能的电流环,综合考虑了输出电压和输出电流二者的变化信息,利用电压矢量去调节发电机的瞬时转差频率,进而改变电磁转矩,保证输出电压稳定。在一台15 kW样机上进行了一系列实验研究,实验结果证明了该变频交流发电系统的可行性和控制策略的有效性。

基于差频理论的双电机传动系统研究

提出了一种新型的双电机变频调速控制方法,并在此基础上建立了实验系统,采用转速转矩控制算法进行闭环控制,从而有效地提高了该系统的实时性和稳定性。采用交流异步电动机作为模拟负载,并采用并联接线方式,为再生能量提供了回馈路径,达到了节能的目的。在分析差频理论的基础上,得出转速转矩算法,并利用VC编程实现了计算机实时控制,对异步电动机在不同频率不同负载下的运行特性进行了实验研究。理论分析和实验结果表明该系统节能效果显著、实时性好,为深入研究双机系统奠定了基础。

促进调峰的大规模风电调频备用容量动态配置策略

针对当前风电调频备用容量长期闲置、未充分服务于电网运行的问题,深化研究大规模风电调频备用容量优化配置方法,对于电网调频能力、风力发电经济性、电网调峰方面均具有重要影响。基于此,研究大规模风电参与一次调频的备用容量优化配置策略。根据日负荷预测曲线,在波峰时段设置较大调频基点功率、波谷时段设置较小基点功率,其他时段按照与波峰负荷比例设置基点功率,从而可在一日各时段配置风电调频动态备用容量;根据确定的各时段动态备用容量,求解基于转速控制或桨距控制一次调频策略的参考转速和参考桨距角,使风电机组在任意风速下(额定风速以上/下)动态调整一次调频备用容量。算例分析结果表明,在大规模风电并网场景中,所提策略不仅能保证电网调频需求,还能有效促进削峰填谷效果和提高风力发电经济性。

四川电网黑启动恢复控制研究及试验(二)——频率、并网控制及二次设备配置

在四川某电网黑启动现场试验的基础上,对黑启动期间孤网系统的频率、并网控制及相应二次设备的调整进行了分析。在考虑发电机组一次调频及负荷频率调节效应的基础上,根据系统的运行方程推导出负荷恢复后的频率降落公式;同时,结合实际中二次设备的配置原则及保护动作原理对黑启动期间二次装置的适应性和电网的抗干扰性分别进行讨论,并从使其最有利于系统恢复的方面提出了相应的调整及配置原则。

基于PLC和单片机的多模式综合实验系统设计

为了与工业发展趋势一致,使学生具有综合的相关控制知识与实践能力,将不同的控制系统进行组合,设计了一种基于PLC和单片机的多模式综合实验系统。该实验系统由PC机、PLC、单片机和变频器组成,集PLC技术、单片机技术、变频调速技术、组态软件技术于一体,融合了多种通信接口和DDE的数据交互模式。实验表明,该系统大大拓展了学生的视野,为开设综合性创新实验提供了良好的平台。

基于电流解耦的异步电机V/F控制补偿方法

针对异步电机恒压频比(V/F)控制低速性能不理想的问题,提出了一种新颖的定子电阻压降的补偿方法.该方法在对定子电流进行解耦的基础上,根据异步电机低频运行时简化的等值电路和矢量图,采用一种基于力矩电流的标量补偿方法对定子电阻压降进行补偿,并结合转差频率补偿,以实现电机低频时的自动转矩提升.该方法有效改善了异步电机V/F控制时的低速性能,保证低频运行时依然能获得额定磁通和相应的转矩.基于Saber软件的仿真结果表明:采用补偿方法后,电机能够带额定负载稳定运行在2 Hz工况下,电机的带负载能力有明显的提高,补偿后的机械特性略有上扬.