基于滑模PI控制的电动汽车集群出力与调频联合优化

电动汽车(EV)集群在参与电网调频时,持续大量的出力可能会导致系统频率出现超调现象,且会增加系统的调频成本和对EV集群的补偿成本。在保证系统频率稳定的前提下,为了协调EV集群与发电机的出力,提出了基于滑模比例-积分(PI)控制的发电机和EV集群联合优化方法,并以系统调频成本和频率稳定为目标,对EV集群的车辆投入比例进行优化。考虑私家车、公交车、出租车这3种类型EV参与电网辅助调频,建立了EV集群参与微电网调频的单区域系统模型,通过滑模PI对EV集群进行控制,在保证频率稳定的情况下,显著减小EV集群出力;进一步对EV集群车辆投入比例参数进行优化,显著降低系统的调频成本。对发电机容量充足、不足的工况进行仿真,并对比参数优化前、后的结果,验证了所提联合优化方法的有效性和经济性。

基于PI调节的建筑电气设备电源频率自动调控方法

为解决建筑电气设备电源频率的调控切换问题,本文提出一种基于PI调节器的电气设备电源频率自动调控方法,该解决方法的创新性在于PI调节具有较强的鲁棒性,维持系统稳态的同时,还能在出现偏差时产生控制作用,以保持系统稳态。本文在MATLAB软件中搭建了排风系统,仿真结果表明:所提方法能够控制独立电源电稳处于1s以下,可实现三相与单相交流侧的电稳控制在0.02s和0.11s,具有较高的自动快速调控能力。

考虑可再生能源接入的多端MMC交直流混合系统协调控制

模块化多电平变换器的零转动惯量特性,使其无法对交流电网的频率波动提供支撑,导致交直流混合系统的整体惯性下降,影响并网系统的动态性能与稳定性。文章将改进功率-电压下垂控制与虚拟同步机技术相结合,提出一种新型功率协调控制策略。在系统直流电压稳定的情况下,对交流电网进行频率调节,同时对各变换器间的功率进行合理分配,无需通讯系统即可建立有效的能量管理体系。与传统双闭环控制进行对比试验,结果表明,所提控制策略有效解决了系统由低惯量、欠阻尼引起的动态性能与稳定性的问题。

高频链矩阵变换器直接功率反步控制策略

针对高频链矩阵变换器(HFLMC)电路前后级耦合导致系统动态性能和鲁棒性降低的问题,提出一种基于直接功率的非线性反步控制策略(BS-DPC)。首先,建立HFLMC非线性数学模型和有功、无功功率动态模型,分析双极性电流空间矢量调制策略;然后,在考虑系统不确定性情况下引入2个解耦控制分量,设计直流输出电流和无功功率反步控制器,实现电池不同工况下输出电流参考值的快速跟踪控制;最后,根据李雅普诺夫稳定性理论证明HFLMC闭环系统全局渐进稳定性,并对比传统PI直接功率控制和BS-DPC策略。仿真和实验结果表明,所提BS-DPC策略控制HFLMC提高了输出电流的动态性能和电网波动及直流滤波电感变化下的鲁棒性,响应时间减少了约78%,网侧THD降低了0.98%。

基于fal函数的非线性PI控制器在DC-DC变换器中的应用

本文针对传统PI控制器存在的不足,利用fal函数和传统的PI控制器级联构造了非线性PI控制器,并通过对fal函数的特点进行理论与仿真分析,揭示了不同参数对非线性函数的影响。然后将设计的非线性PI控制器应用于DC-DC变换器的控制环节中,与传统的PI控制进行对比,本文以DC-DC变换器中的Boost变换器为例,对提出的非线性PI控制器进行研究,仿真和实验结果表明,基于fal函数的非线性PI控制器和较传统的PI控制器相比能够克服调节时间与超调之间的矛盾,可以更快速,更平稳地实现系统的动态调节。

一种适合于储能PCS的PI与准PR控制策略研究

储能变流器(PCS)是储能系统的核心部件,主要运行模式有并网和离网两种。本文重点针对储能PCS在离网条件下所采用的定电压/频率控制策略进行研究,从储能PCS的拓扑结构入手,建立其数学模型,并制定相应的控制策略。根据控制器选择的不同,本文分别介绍了基于PI控制器以及准PR控制器的控制策略,画出了详细的控制框图。最后基于Matlab仿真模型,制定了两种不同运行工况,针对这两种工况对不同控制器条件下PCS的外输出特性进行对比分析,并得出相应的结论,为工程实践提供相应的理论支撑和指导经验。

基于最优PID控制算法的直流调速系统

提出了一种基于PID最优控制算法的直流调速系统 ,介绍了PID算法的数字化方法、最优PID参数的设定方法 ,以实现直流调速系统对转速的高精度控制。

带式输送机智能变频系统应用分析

随着煤矿采掘范围及产能的不断增加,带式输送机铺设距离、装机功率及能耗等均不断增大,是现阶段煤矿井下主要能耗设备。为提高带式输送机使用效率并降低能耗水平,在对带式输送机变频控制分析的基础上,提出了基于煤流监测的带式输送机智能变频系统。对智能变频系统架构、煤流监测及智能调速流程等进行分析,并提出综合煤流量、功率的智能调速策略。经现场应用后,构建的智能变频系统运行平稳,在降低带式输送机能耗及磨损方面效果显著。

预测模糊PI控制的反激变换器设计与仿真

针对传统控制技术应用于反激变换器时控制精度低、超调大等问题,提出一种预测模糊PI控制策略。在对反激变换器进行频率响应分析、PI和PID补偿分析的基础上,进而分析变换器的非线性特性。基于模糊PI控制提高系统的控制精度,同时引入单值模型预测算法改进模糊PI控制器的输入,最大限度地减小相位滞后的影响。Simulink仿真验证结果表明,相比于PID控制模式,该系统的稳态误差控制在0.55%左右,动态调节时间为0.02 s,超调量几乎为零。仿真结果验证了控制策略的性能。

滑模与PI调节三相AC/DC PWM变换器非线性控制

针对三相AC/DC PWM变换器,提出了非线性滑模直流输出电压控制和PI调节方式的输入电流调节方案。基于在同步d,q参考坐标系下的状态坐标变换,设计采用非线性滑模控制调节输出电压动态,使其跟踪线性参考模型;采用PI调节器调节d轴输入电流为零,以得到功率因数λ=1的控制。在提出的控制方案中,输出电压的瞬态动态可通过线性参考模型调节,参考模型具有理想的动态行为。实验结果验证了所提出的控制方案的有效性。

变频器在立井提升机的应用研究

为解决传统立井提升机所采用的PI控制策略在频繁启停、加速、减速过程中对电网造成较大冲击,稳定性较差的问题,在对立井提升机工况分析的基础上,为其匹配设计立井提升机的驱动电机,为后续变频器选型奠定基础;针对性地提出了零速悬停控制策略,并与传统控制策略的零速悬停控制策略的控制效果进行对比;对变频器在立井提升机的应用效果进行现场验证。

矿用提升机智能调控系统的改造研究

针对山西某矿现用提升机控制系统存在的协同性差、控制效果差、自动化智能化水平低、安全隐患大等问题,应用变频控制技术与智能调控技术改造了该提升机控制系统,设计了变频调速控制系统方案,并进行了应用分析。结果表明,经改造优化后,该提升机协调性更好,控制效能提升,控制安全性更好,能很好地满足矿井安全高效提升需求,取得了较好的应用效果。该研究可为类似工况下传统提升机控制系统的变频智能调速改造提供参考。

基于变频器调节型电源模块的预充功能优化设计研究

面向变频器调节型电源模块的预充功能,提出了一种基于双环路反馈控制和模糊自适应PID控制相结合的优化设计方案。该方案首先采用双闭环控制结构,通过引入前馈补偿和动态调整机制,提高了预充控制的平稳性;其次,设计了模糊自适应PID控制策略,通过模糊推理和参数自适应调整,实现了预充过程的安全性。结果表明,所提预充优化方案能有效改善预充性能,提高系统可靠性,具有良好的应用前景。

数控车床主轴变频调速传动控制系统设计

阐述数控车床主轴传动的转矩特性、数控车床主轴变频调速原理,探讨数控车床主轴变频调速传动控制设计方案,包括变频器选型设计、主轴传动控制设计、连接设计,从而提高数控机床控制效率。

聚合变频空调参与微网调频的变论域模糊PI控制策略

针对微电网孤岛运行模式下有功功率不平衡导致的系统频率波动问题,本文提出了需求响应参与微电网调频的变论域模糊PI控制策略。通过研究各种分布式电源的发电特性,搭建了含微型燃气轮机、储氢系统、风力发电以及用电负荷的微电网负荷频率控制模型,其中微型燃气轮机为主调频机组,储氢系统辅助参与调频,并在此基础上,以聚合变频空调为需求侧资源,研究了需求响应参与微电网调频的变论域模糊PI控制策略。仿真结果表明,采用该策略对提高频率调节速度及降低超调作用显著,更加适应微电网调频对于时效性和精确性的要求,有助于改善微网调频性能。

基于模糊PI控制的牵引网低频振荡抑制方法

随着机车功率和密度的增大,牵引网电压容易发生低频振荡现象,造成机车牵引封锁,威胁列车的安全运行。对四象限变流器的等效阻抗进行建模,通过阻抗比伯德图对车网耦合系统的低频振荡问题进行理论分析,发现可以通过减小电压外环的比例参数来抑制低频振荡,但该方法会使四象限变流器的动态性能变差。因此,提出一种基于模糊PI控制的牵引网低频振荡抑制方法,与常规的瞬态电流控制策略相比,该方法可以在不降低系统动态性能的前提下抑制牵引网电压的低频振荡。

基于PI控制的DC/DC变换器峰值电流控制策略

提出一种新型的基于DC/DC变换器的数字峰值电流控制策略,解决模拟电路中峰值电流控制存在的固有次谐波问题。以Boost升压DC/DC变换器为基础,分析了DC/DC变换器的Boost升压工作原理和峰值电流控制原理,对模拟电路峰值电流控制中存在的谐波进行分析,证明了峰值电流控制在占空比大于50%时存在的固有次谐波缺陷。针对该缺陷,提出了一种基于数字PI调节器实现峰值电流控制的控制策略,并通过使用Simulink仿真,搭建了内环基于PI调节器的峰值电流控制,外环电压环的双环控制模型,通过仿真结果显示,控制过程中在占空比大于50%时,电流能迅速达到稳定,且超调小于15%,未出现震荡现象,证明该数字峰值电流控制策略可靠有效。

模糊PI控制在AC/AC变频同步电机调速系统中的应用

将模糊控制方法引入到AC/AC变频器同步电机调速矢量控制系统中,以模糊PI控制器代替传统的PI控制器。仿真和实验表明,系统的各项参数指标均优于传统PI控制。

基于LQIR的MMC-SST输入级控制策略研究

针对现有固态变压器(Solid-State Transformer,SST)输入级控制算法复杂,且参数整定困难等不足,文章提出一种基于线性二次型积分调节(Linear Quadratic Integrate Regulator,LQIR)的最优控制策略。首先根据固态变压器输入级的简化等效电路建立了基于dq旋转坐标系的数学模型;然后,推导了换流器交、直流侧的状态空间方程,并提出了基于LQIR控制器的新型综合控制策略;最后,在Matlab/Simulink中搭建基于模块化多电平变换器(Modular Multilevel Converter,MMC)型SST的仿真模型,并与传统比例积分(Proportion Integration,PI)控制进行对比,在几种典型测试工况下验证了所提控制策略的可行性与优越性。

VSC-HVDC参与送端电网的调频控制策略

电压源型直流输电(voltage sourced converter-high voltage direct current,VSC-HVDC)具有控制灵活且易于在送受端扩展新落点等优点,有助于新能源的友好接入,因而在新能源基地的直流输电中具有广阔的应用前景。随着柔直送端电网新能源占比不断增加,导致送端电网系统等效惯量持续降低、调频能力大幅减弱。针对高新能源渗透率的送端电网系统,利用VSC-HVDC对有功功率的独立与快速调节的特点,在传统的定有功功率控制中引入有功功率-频率(P-f)斜率特性,设计反下垂控制策略,使其参与送端交流系统的频率调节。并在PSCAD/EMTDC中搭建两端柔性直流输电电网模型进行仿真验证。结果表明,所提出的控制策略提高了送端系统的频率稳定性,具备一定的有效性与可行性。