高效率升降压变换器的电压前馈策略及控制方法

为解决Buck-Boost变换器Boost工作模式下变换器的暂态响应恶化的问题，采用双调制-单载波双模式控制方法确保变换器的高效率并自动平滑切换工作模式。在宽输入电压场合，为消除输出电压受输入电压扰动带来的波动，通过小信号模型的建立得出变换器的输入电压前馈函数，提出带输入电压前馈的双模式控制方法，进而保证变换器宽输入电压范围下的高效率以及良好的暂态响应。制作一台实验样机，通过实验对比引入电压前馈控制策略和未引入电压前馈控制策略的双模式控制方法下的变换器实验波形，验证所提电压前馈控制策略及控制方法的有效性。     

基于执行依赖启发式动态规划的紧急电压控制

针对长期电压稳定场景,应用执行依赖启发式动态规划方法设计紧急电压控制器,协调各种不同类型的控制手段来维持系统的长期电压稳定.利用每个控制周期节点的电压偏差二次型构建效用函数,对未来控制时间的效用函数累加建立代价函数,建立长期电压稳定控制的动态规划模型,采用BP神经网络建立评价网络和执行网络,根据Bellman最优化原理来训练评价网络,用于近似出代价函数,并由执行网络产生最优控制量,进而求解问题.最后,以新英格兰10机39节点系统为例,建立基于PSAT的仿真算例,结果表明所提的控制方案可行且有效.     

并联型有源电力滤波器直流侧电压控制与保护

有源电力滤波器是一种新型的谐波电流、无功功率和不平衡分量动态补偿设备,控制其逆变器直流侧电压在适当范围内波动是保证并联型有源电力滤波器具有良好补偿性能的一个重要因素。本文分析了传统的PI稳定控制策略的缺点,提出改进的PI控制方法,降低PI参数的整定难度,提高了直流侧电压的稳定性能。最后考虑各种暂态情况,提出完善的直流侧电压保护措施。     

基于最优潮流的二级和三级电压控制

基于实时的最优潮流提出一种合并的二级和三级电压控制方法,该方法能够周期性地刷新发电机电压调节器的参考电压。以最大负载能力为目标的最优潮流被用来实现所提控制方法。能够周期性地刷新发电机压调节器的参考电压。以最大负载能力为目标的最优潮流被用来实现此控制为法。所提技术的对比对象是经典的二级电压控制,其先导节点参考电压通过负载能力最大的最优潮流(三级电压控制)计算得到。在新英格兰10机39节点上所进行的不同运行条件和紧急状态下的时域仿真验证了所提二级和三级电压控制合并方案的有效性,并且展现了对于现有二级和三级电压控制的优势。     

暂态电压稳定薄弱区的厂站稳态无功协调方法

考虑协调发电机和变电站电容器稳态无功出力占比对系统暂态电压稳定性的影响,以及无功优化和电压稳定的区域调控特点,研究了基于厂站稳态无功协调提高系统暂态电压稳定裕度的预防控制方案决策方法。该方法在利用AP聚类算法和综合暂态电压稳定裕度确定稳定裕度薄弱区域的基础上,基于发电机无功调节对薄弱母线电压作用的加权平均灵敏度进行灵敏调节发电机选择。接着以薄弱区并联无功补偿和灵敏发电机无功出力作为控制变量,建立兼顾暂态电压稳定裕度和母线电压额定值偏移的厂站无功协调多目标优化模型,并结合暂态稳定计算,利用MOEA/D算法和TOPSIS方法求解系统对严重预想故障的多目标稳态无功协调方案。江西电网实际算例的仿真研究验证了该决策方法的有效性。     

采用功率内环和电压平方外环的电压型PWM整流器

根据电压型PWM整流器在同步旋转dq坐标系中建立的整流器功率控制数学模型,基于功率前馈解耦,解决了有功功率和无功功率互为耦合问题.为克服整流器电流控制策略、直接功率控制策略及非线性控制策略的不足,提出了采用功率内环、直流电压平方外环电压型PWM整流器的新控制策略.由于采用直流电压平方外环,提高了整流器直流电压跟踪和功率跟踪能力,使系统具有响应快、稳定性好、抗负载扰动能力强及结构简单的优点.给出了系统控制器的设计方法.通过正常负载及负载扰动情况下的计算机仿真,证明了新控制策略的可行性.     

电网无功电压控制模式的演化分析

为了分析不同电压控制模式之间的联系,从一个理想化的最优控制模式出发,通过在时间、空间和目标3个方面所进行的合理简化,逐步将其演化为各种实用的电压控制模式,并利用时间-空间-目标三维分类的方法对各种电压控制模式进行了对比.得出了理想化最优控制模式、 2层电压控制模式、保优电压控制模式、 3层电压控制模式的数学模型.指出各种控制模式之间存在着内在的演化关系,不同的电压控制模式有不同的适用条件,其中3层电压控制模式更加适合现阶段中国电网的特点和需求.     

基于MMC的永磁同步电机驱动系统新型电容电压控制策略

为改善模块化多电平永磁同步电机驱动系统的控制性能,对变换器的双星半桥型拓扑结构进行改进,并建立上桥臂和下桥臂中子模块电容电压可变控制的原理分析模型,提出一种根据电机运行速度灵活调节变换器电容电压的新型控制策略,与传统控制方法下变换器的电容电压恒定相比,此新型策略为驱动系统多增加了一维控制量,使系统在灵活性和准确性控制方面得到了明显改善.在实验室中搭建了模块化五电平永磁同步电机驱动系统测试平台,实验结果表明,该新型电容电压控制策略能够有效地控制和调节变换器各个子模块的电容电压,有利于降低系统损耗和改善电机控制性能.      

计及响应的电力系统防电压失稳综合控制策略

提出一种计及响应的电力系统防电压失稳在线综合控制策略. 根据局部系统的广域测量信息,快速评估局部系统的电压稳定性. 利用等值负荷分解后的转移负荷,建立一种在线计算各控制节点有功、无功对电压不稳定指标的灵敏度分析方法,以各控制节点有功、无功控制灵敏度指标制定综合控制策略. IEEE14节点系统的仿真结果验证了所提策略的有效性.     

仿真计算中暂态电压稳定性的判断

提出了在仿真计算中判断暂态电压稳定性的原理和方法，同时给出了保持暂态电压稳定的故障极限切除时间的仿真计算方法，对暂态电压失稳的形式进行了分类。     

改进的多端柔性直流系统多点直流电压无差协调控制策略

针对换流站采用传统下垂控制消纳不平衡功率时引起的直流电压偏差问题,提出一种改进的多点直流电压优化协调控制策略。将不平衡功率作为前馈补偿量注入传统下垂控制中,通过平移下垂曲线来实现直流电压的准无差调节;根据换流站功率裕度,来合理设定各换流站的前馈补偿量;为避免不平衡功率过大而导致下垂控制换流站满载运行,将偏差控制引入定有功功率换流站,协同下垂控制换流站消纳余下的不平衡功率。最后,基于PSCAD/EMTDC建立五端基于电压源换流器的多端柔性直流输电系统(voltage source converter based multi-terminal high voltage direct current, VSC-MTDC)系统模型进行仿真,仿真结果表明,所提控制策略可以实现直流电压的准无差调节,优化了系统的潮流分布,提升了系统的运行稳定性。     

SVC非线性控制对改善电力系统稳定的研究

用直接反馈线性化控制理论，为ＳＶＣ设计了电压型非线性控制器，提出纯电压型ＳＶＣ控制器只能维持装设点电压，不能增加系统阻尼。对纯电压型ＳＶＣ非线性控制器进行了改进，设计出了既有维持ＳＶＣ装设点电压水平能力，又能显著增加系统阻尼，较为完善的信号调制型ＳＶＣ综合非线性控制器。对输电线上装设ＳＶＣ的单机无穷大系统进行了数字仿真，证明控制器具有良好的动态性能。所设计的两种控制器均实现了当地信号控制，并从理论上保证了控制器具有很好的鲁棒性。     

增强系统阻尼并保持电压精度的静止无功补偿器非线性最优预测控制

以增加系统阻尼和维持电压水平为目的,基于非线性最优预测控制理论,设计出具有闭合形式解析控制律的SVC控制器．该控制器避免了非线性预测控制在线优化计算带来的大量计算负担,从而可满足实时控制的要求,且设计参数只有滚动预测时间及控制阶,因而便于工程实现及调试．仿真的结果表明,该控制器可有效地阻尼系统的振荡并能维持SVC接入点的电压水平．     

静止无功补偿器建模及其在电压稳定研究中的应用

实现了一个新颖的静止无功补偿器(SVC)静态模型并将其用于电压稳定分析.将SVC基频等值电抗及电纳表达为其控制角的显函数,推导了SVC线性化牛顿潮流方程;为了正确表达SVC的运行极限,引入一个增广的母线类型PQV.基于IEEE-300及IEEE-30母线系统,首先验证了模型的收敛性及求解效率,然后用最小奇异值及条件数指标分析了SVC对电力系统静态电压稳定性的影响.     

静止无功补偿器在光伏发电系统电压稳定中的应用

为了增加并网光伏发电系统连接地区电网暂态电压的稳定性,基于MATLAB平台搭建了单级式并网光伏发电系统与TCR＋FC型静止无功补偿器（SVC）模型．通过设置电网侧发生各种类型故障,仿真分析比较SVC投入前后故障点暂态电压恢复特性．结果表明,所建立的模型实用且有效,SVC在电网故障时起到动态支撑电压的作用,大大减小了并网光伏发电系统脱网的概率．为并网光伏发电系统的稳定运行提供了保障．     

无线电能传输恒压拓扑及恒压输出控制方法

针对无线电能传输系统在负载和距离动态变化时,引起原边线圈电流不稳定和失谐问题,由此导致副边输出电压不恒定,设计一种原边LCL拓扑与副边恒压控制相结合的无线电能传输系统。首先,依据阻抗分析得到LCL-S型无线电能传输系统的数学模型;然后,通过设计参数,建立Simulink仿真模型,对该拓扑进行负载特性和频率特性分析;最后依据拓扑特性,设计了以DC-DC变换器为主控环节的副边恒压控制,使系统可以在变距离和变负载条件下,实现恒压输出特性。设计了副边的闭环控制程序,仿真验证了恒压控制效果。结果表明该控制策略可以实现快速有效的恒压控制。     

在线电压静态稳定综合预警及预防控制决策

基于现代电网电压稳定性机理及工程实用化要求,设计一个在线电压静态稳定综合预警及预防控制决策(VSAC系统,由基态电压稳定分析(BVSA)、事故态电压稳定分析(CVSA)及电压稳定预防控制(VSC)三大主要功能模块组成,根据在线应用的有效性与快速性需求,分析连续潮流、灵敏度分析、奇异值分析及模态分析等关键技术的特点,并提出相应的实现方法.采用SOA面向服务架构的设计理念,将VSAC作为一个应用无缝嵌入EMS平台系统,满足了新一代调度自动化系统的新要求,该VSAC系统的投运,既可以有效地帮助运行人员实时评估和监视电网的电压状况,并提供有效的控制决策措施来提高电压静态稳定性,又可以为EMS的其它应用提供技术支持,     

基于STATCOM的非线性负荷电压跌落抑制控制策略研究

电压跌落是影响电能质量的一个重要因素,极易影响设备的正常运行.采用STATCOM装置可以有效抑制电压跌落现象,提高系统电压的稳定性.针对STATCOM在非线性负荷电压跌落抑制的问题上提出了一种新的补偿控制策略,仿真结果表明所提出的控制策略对非线性负荷电压跌落抑制作用明显,可以对电压敏感负载起到有效保护作用.     

低压微网多逆变电源的综合控制策略设计

针对微电网通常是接入低压配电网的情况,分析了低压微电网输电线路与传统高压输电线路阻抗比的差异,对低压微网功率传输进行了理论修正.在此基础上采用不同的控制策略对低压微电网进行综合控制,联网模式下为了执行支撑本地电压和调节馈线潮流,微电源采用PQ控制策略;孤岛模式下为确保负荷能各自快速分担负载和电压频率稳定,微电源采用电压频率V/f下垂控制.为保证逆变器输出阻抗与线路阻抗相匹配,在逆变器控制策略中引入阻性虚拟阻抗,根据低压线路参数呈阻性的特点,对传统高压大电网下垂特性进行修正,通过旋转坐标正交变换矩阵,对电压频率V/f下垂控制进行了改进,使得传统的V/f下垂控制得以扩展应用于低压微网中.仿真验证分析,证明了低压微电网系统下设计的综合控制策略能够保证系统与运行的稳定性和可靠性.     

不平衡电网电压下永磁风力发电机并网逆变器的新型直接功率控制策略

为了研究不平衡电网电压条件下永磁风力发电机系统增强运行能力的有效控制策略,提出了比例-谐振电流控制方案,并将该方案应用于并网逆变器的直接功率控制中,以实现直驱永磁风力发电系统无需正、负相序分解的统一控制.在PSCAD/EMTDC环境下建立基于背靠背IGBT变频器的1.5 MW永磁直驱风力发电系统仿真模型,仿真结果表明,在不平衡电网电压下,该系统能够实现最大风能跟踪,且新型的直接功率控制策略结构简单,能够实现单位功率因数控制,具有良好的动态性能,有效地抑制了直流母线电压的升高,增强不平衡电网电压故障下直驱永磁风力发电系统的不间断运行能力.