三电平海上风电柔性直流输电变流器的PID神经网络滑模控制

针对传统滑模变结构控制在参数摄动时会产生颤振的不足,融合比例–积分–微分神经网络(proportional-integral-derivative neural-network,PIDNN)和滑模变结构控制的优点提出一种新的在线解决方法。建立三电平电压型柔性直流输电变流器数学模型,构造以瞬时有功、无功功率误差为滑模面的滑模变结构控制器,并用PIDNN对选定的价值函数在线训练以取得全局最优解,实时对滑模趋近律参数优化选取,结合李亚普诺夫函数对控制系统的全局稳定性进行分析。对所提控制方案采用Matlab仿真验证,结果表明该方案可使控制系统全局稳定,对参数摄动有很强的鲁棒性,最大限度地减小颤振,易于数字实现。

电压源型直流输电变流器系统中电网侧变流器的反步法控制

随着适用于海上风电场长距离输电的电压源型直流输电变流器技术日趋成熟,其成功应用案例也在逐渐增多.为进一步提高海上风电场电力输送能力和并网的电能质量,论文研究带LCL滤波器的电网侧变流器控制方法,针对该变流器数学模型阶数较高的特点,采用反步法设计Lyapunov函数,经过3步反推得到最终控制量,满足系统渐进稳定的要求.该控制方法的特点是省去了滤波电容支路的阻尼电阻,同时也无需检测流过滤波电容的电流,从而避免了增加额外的传感器.最后,采用MATLAB进行仿真,结果表明,相对于传统带阻尼电阻的LCL滤波器,本文所提出控制方法可使电压总谐波畸变率(THD)更小,抑制高次谐波的效果更明显,且动态跟踪性能优于传统双闭环矢量控制,证明了所提出控制方法的正确性和有效性.

采用VSC-HVDC的海上风电场柔性直流输电系统控制策略研究

以实际应用于海上风电输电工程中的三相两电平电压源换流器为研究对象,通过对换流器主电路拓扑结构进行坐标变换,建立了便于解析的两相旋转dq坐标系下的数学模型;换流器控制系统采用了双闭环PI控制方法,并引入电流解耦控制,实现了一侧定有功、一侧定直流电压控制,提高了系统的动态性能和抗干扰能力;采用了SVPWM调制方式进行调制,有效地降低了谐波含量和开关损耗;采用Matlab/Simulink仿真,并搭建了3.5 kW试验验证平台。结果表明该方案控制效果良好,电压、电流波形稳定、谐波含量少且响应速度较快。因此,适用于海上风电场柔性直流输电系统。

基于模块化多电平的光伏逆变器仿真

针对大规模太阳能发电厂并网系统,采用模块化多电平变流器(Modular Multilevel Converter,MMC)设计三相光伏并网逆变器,满足多组太阳能电池板组成的阵列接入电网的要求。详细研究了MMC光伏并网逆变器触发方式及电容电压平衡策略。介绍了基于MMC的光伏发电系统结构,并建立其直流回路方程,提出利用多组三角载波与参考波比较生成触发脉冲,同时根据电容电压进行排序,再将触发脉冲依次分配给各桥臂子模块,保证同一桥臂内各模块电容电压瞬时值相等。详细分析了桥臂电容电压周期性、波动性,采用双闭环比例调节器控制电容电压跟踪给定,明显减小了各桥臂电容电压波动范围,提高了一致性和系统输出波形质量。最后,利用MATLAB对所提出的触发方式、电容电压平衡策略及基于MMC结构的光伏系统进行了仿真验证,输出电流波形平滑且具有较高的动态响应性能。仿真结果表明所采用方法正确、有效。

海上风电柔性直流输电变流器控制与试验系统设计

简要介绍了柔性直流输电系统的控制方法,基于三相静止对称坐标系和dq同步旋转坐标系建立了柔性直流输电系统换流站数学模型,采用双闭环直接电流控制方法,设计了以tms320f28335作为dsp控制芯片,由dsp输出的信号控制三相两电平变流器逆变与整流波形。在换流站级控制采用双闭环直接电流控制,基于换流站的dq模型分别控制d轴和q轴电流实现对有功和无功功率的分别控制,减小了控制环节的稳态误差,完善了控制环节的动态特性。解决了海上风电由于其间歇性和不确定性在并网过程中引发的谐波污染、电压间断和波形闪变等问题。试验系统主要测试整流端输出的母线电压电流特性和逆变端输出的并网电压电流特性,以及对功率的控制特性,达到了较好的整流和并网效果。

飞轮储能系统用永磁无刷直流电机设计与分析

采用Ansoft中基于磁路法的RMxprt模块对2 kW/100 Wh容量的飞轮储能试验系统中所用的高速永磁无刷直流电机进行了具体设计,并在Ansoft Maxwell 2D中运用有限元的方法分析了电机内电磁场的分布情况及电机的静态和动态特性,分析结果表明所采用的电机方案能够满足飞轮储能系统的要求,具有一定的可行性和实用性。与传统的设计方法相比,提高了效率和精度,具有很强的工程实用性。

飞轮储能系统充放电过程建模与仿真研究

发展智能电网的目标是建设节能、环保、高效、可靠、稳定的现代化电网,其中与之相配套的一个很重要的核心环节就是发展大规模的电力储能装置。大容量电力储能装置对电网的合理使用起"削峰填谷"作用,并有效提高供电可靠性和电能质量。绿色高效的飞轮储能技术由此越来越受到重视。对飞轮储能技术进行分析,采用永磁无刷直流电机和独立的充放电电流变换器搭建了系统的充放电电路。其中,充电采用转速电流双闭环控制策略,电流内环采用滞环控制方式;放电采用闭环Boost控制方式。采用Matlab/Simulink搭建了飞轮储能系统的充放电模型,实现了系统充放电过程的仿真,据此验证所采用电路拓扑和控制方法的可行性。