含电压稳定裕度约束的模型预测电压控制器设计

本文提出一种基于模型预测控制的新型电压控制器设计方案,当系统发生扰动导致电压下降时,该控制器通过调节发电机参考电压设定值和无功补偿点的电容器投切量,使故障后系统电压恢复并满足给定的电压稳定裕度。该滚动优化模型中,目标函数综合考虑了电压偏移和控制成本,其等式约束为系统微分代数方程式,并将电压稳定裕度约束引入到不等式约束条件中。为了提高求解效率,采用直接动态优化方法将该动态优化模型转化为非线性规划问题,并采用AMPL优化建模软件提供的内点算法求解。以新英格兰39节点系统为基础构造的算例表明了所提方法的有效性。     

基于混合逻辑的汽车自动转向控制系统

为解决汽车自动转向控制系统的死区问题,采用混合逻辑建立含死区特性的混合逻辑动态汽车操纵模型,并通过预测控制方法进行优化控制.混合逻辑动态建模引入的逻辑变量考虑了各个区间,从而确定了系统的动态方程.模型预测控制通过预测输出、滚动优化、反馈校正环节,能够获得较好的控制效果和鲁棒性.研究结果表明:混合逻辑动态汽车操纵模型能够获得较好的控制效果,基本不存在稳态误差.该研究成果对提高汽车行驶安全性和平稳性有一定的理论指导作用.     

基于负荷预测的变电站无功电压控制

详细分析了九区图控制原理中可能存在的各种问题，提出基于该原理的电压无功综合控制(VQC)装置难以满足实际变电站的电压无功控制要求。针对以上问题，提出了一种有效的动态无功综合优化方法来实现变电站的电压无功控制。该方法基于神经网络的负荷预测、灵敏度分析的分段等效处理，考虑了实际系统的各种约束和要求，以动态无功优化模型和无功优化修正模型来确定预测范围内外的变电站电压无功综合优化控制决策。通过算例，验证了该模型和算法的有效性，同时也说明了变电站实现动态无功综合优化控制的可行性。     

基于神经网络模型的扩展优化自校正预测控制

利用前馈神经网络权初值优化的快速BP算法建立对象的非线性预测模型,采用分段线性化的技术建立动态线性模型,基于该线性模型进行滚动优化,同时用非线性预测模型对其进行补偿,实现对具有时延的非线性系统的预测控制,较好地解决了非线性系统存在时变、模型失配等情况下的控制问题。仿真实验表明由它构成的控制系统具有很好的动态响应和较强的鲁棒性。     

浅谈无功电压优化控制策略

本文在分析电力系统无功优化现状的基础上,依据电压优化控制的基本原则,建立了以动态无功优化为目标约束的控制模型,提出了基于混合遗传算法的电网电压无功优化的控制策略.     

空间两刚体滚动约束系统在线运动规划

空间两刚体间的滚动约束系统是一种典型的非完整系统,非完整的特性可以用于简化机械结构,提高系统可靠性.针对纯滚动约束非完整系统的状态变量之间相互耦合难以控制、已有的控制方法局限于特定的模型且缺少对在线控制研究等问题,建立了适用于一般滚动约束系统在线运动规划的求解方法.该方法基于滚动约束一阶运动模型,首先通过配点法实现离线运动规划获得参考轨迹,然后在实时控制中结合滚动优化框架运用最优动作控制(SAC)算法,实现滚动系统的在线运动规划.将算法运用于球-平面滚动模型和两个球体间滚动模型的实时运动规划,仿真结果表明该方法在拓宽球形机器人控制和灵巧机械手操作方面具有实际应用价值.     

基于时段解耦的含特殊负荷的配电网动态无功优化

针对特殊负荷的扩大化趋势导致配电网中潮流分布不确定、电压波动范围增大、无功电压调控困难的问题,提出一种含特殊负荷的配电网动态无功优化方法.基于随机潮流计算对含特殊负荷的配电网潮流不确定性进行描述;针对离散控制设备动作次数约束造成动态无功优化问题的时空强耦合性,提出一种时段解耦策略来实现原问题的解耦并将其转化为逐时段连续优化决策;基于电压概率分布信息及设备调节能力分别设计了电压质量和设备动作罚函数,优化目标充分计及网损、电压概率分布以及设备调节能力的共同作用,根据优化进程中的控制变量及状态变量信息实现配电网无功电压的趋优控制.最终,以IEEE33节点配电网进行实例分析,验证了文中所提方法的有效性.     

基于RHC的航班进港排序多局部搜索GA优化算法

为解决航班进港排序难以应对动态环境下航班信息变化的问题,首先建立了一种基于滚动时域控制的机场进港航班动态排序优化模型,并将存储时域上的航班进港优化序列作为后继时域航班排序的启发信息;然后提出了一种基于滚动时域控制的多局部搜索遗传算法对问题求解,给出了一种以存储的航班优化信息为基础的种群初始化策略;针对遗传算法易陷入局部最优的不足以及单一局部搜索难以取得很好收敛效果与满意解的现状,提出的多局部搜索遗传算法,在不同时期采用不同的局部搜索策略,其中定向局部搜索根据个体、基准个体的基因结构和适应性调整最大搜索速度;最后,大量仿真实验结果证明了所提模型与算法的有效性以及算法的稳定性,并由实验结果得出了航班排序问题的相关特性结论.     

基于模型预测控制的PHEV扭矩分配策略研究

文章基于模型预测控制算法,对并联式混合动力汽车的扭矩分配问题进行研究;分析和预测加速度变化规律,计算在预测时间内的车速及车轮需求扭矩,并将模型预测控制与动态规划相结合,建立了基于模型预测控制且可以进行滚动优化的控制策略;对比预测宽度和控制宽度对优化结果的影响,选取合适的预测宽度和控制宽度,在Matlab/Simulink平台上搭建了仿真模型;仿真结果证明,该控制策略具有良好的燃油经济性和实时运算的优点。     

电动车用IPMSM损耗最小化电流求解方法

为了实现电动车用IPMSM的实时效率优化控制,实时地求解电机的损耗最小化电流,提出一种基于投影动态系统的IPMSM损耗化最小化电流求解方法.该方法首先将电机效率优化控制建模为基于转矩、电流和电压约束的优化问题;接着将该优化问题分为两种情况考虑,即损耗最小化电流处在电压约束区域内和约束边界上,利用优化理论将每种情况的电流求解转化为非线性方程组的求解;最后利用投影动态系统实现该非线性方程组的求解.基于投影理论和矩阵范数理论分析得出该动态方系统的收敛条件,该条件简单且易于求得.仿真结果表明该方法有效且正确.     

基于单周控制的三相电压型PWM整流器的仿真

单周控制是功率电子学领域中的一种通用的PWM控制方法，可以起到模拟计算机的作用，能够控制所有的基本功率变流器，而且具有成本低，电路简单和高可靠性的特点。本文基于MATLAB/SIMULINK软件平台，建立了基于单周控制的三相电压型PWM整流器的仿真模型，仿真结果显示单周控制是一种适合三相电压型PWM整流器的高性能、低成本的控制方法。     

基于虚拟同步机控制技术的交直流互联电力系统电压稳定控制策略

电压暂降是电力系统正常运行过程中一种不可避免和难以预测的电能质量问题.交直流微电网和交直流配电的发展,使交直流互联方式下交流电网电压稳定问题更加复杂.针对电压暂降治理,提出了一种采用虚拟同步发电机技术的交直流互联方法.根据本文提出的方法,光伏发电和电池储能等直流分布式系统,能自主地参与到对交流电网电压的调节中,从而维持交流母线电压的稳定性.设计并搭建了额定功率为120kVA的仿真平台,对上述控制策略进行了仿真分析和研究,仿真结果验证了所提出控制策略能确保交流母线电压在电网电压暂降早期不会出现较高幅值的跌落,并在电网电压暂降故障排除后较快地恢复其额定幅值.     

面向低压输入MC-WPT系统高增益桥式补偿网络研究

由于无线电能传输系统松耦合特性,传统无线电能传输系统的输入输出增益普遍较低.这在光伏类型的低压输入高压输出应用中面临增益不足难题.提出一种基于桥式补偿网络的新型电能变换拓扑,研究基于桥式补偿网络的MC-WPT系统的阻抗特性以及能量传输特性,给出改进型桥式补偿网络方案.在此基础上,提出桥式补偿网络的参数设计设计方法.最后,本文通过实验验证所提出方法的正确性,可实现2～9倍的输入输出增益.     

敏感法无功最优潮流

本文提出了基于敏感度方法的无功最优潮流的新算法。该算法利用微机可计算200节点规模的系统,收敛性好,计算速度快。使用该算法,可使试算系统降损8-14％,使系统获得较大的经济效益。该程序可以协助调度人员进行在线无功调度和电压控制以保证电压质量。 试算IEEE118节点例题以及国内的49、61、99和200节点系统,效果均较满意。     

基于FACTS的交流特高压电网无功补偿

文章基于交流特高压线路分布参数模型,建立Π型等值电路,分析了不同长度和不同负载情况下单条特高压线路的电压和无功特性,得出了特高压线路的无功需求曲线;并利用PSASP软件用户自定义模型建立了FACTS可控并联补偿潮流模型,通过对一个含特高压线路的四区域系统引入FACTS补偿前后的潮流计算,分析了可控并补参数对特高压系统电压控制的效果.     

基于置信度机会约束规划的风电场无功优化技术

风电不确定性给其功率预测带来一定困难,功率预测误差过大容易引发电压越限问题。为了保证电压安全并兼顾运行经济性,本文以网损最小为目标函数并考虑控制电压越限风险,对系统进行无功优化,通过一定置信度下的电压约束将随机优化模型转变成机会约束规划模型,再用内点法求解。提出了三种考虑电压安全裕度的优化方法,分析了它们各自特点和适用工况,制定了根据不同风电预测精度来灵活选用的综合方法。本文利用解析化梯度矩阵和海森矩阵的改进算法来求解无功优化模型,与以往采用差分近似梯度的算法相比大幅提升了计算效率,减少了一半以上的迭代次数和计算时间。最后在含风电场的IEEE-39节点系统和我国内陆某实际风场中验证了所提方法的有效性和优越性。     

考虑薄弱支路功率约束的静态电压稳定预防控制

考虑到系统的静态电压不稳定往往是由局部薄弱支路的传输功率超过其功率传送能力所引起,提出了将薄弱支路有功功率约束作为静态电压稳定约束的预防控制模型。该模型首先采用局部性电压稳定指标,确定出关键预想故障、薄弱支路及其功率传送能力;而后结合基于直流潮流模型的静态安全分析方法,给出薄弱支路在关键预想故障下的有功功率非线性表达式,从而得到关键预想故障下的薄弱支路有功功率约束;最后,建立了包含该约束的全二次预防控制优化模型。IEEE14节点系统与IEEE118节点系统的仿真结果验证了笔者所提预防控制模型的正确性和有效性。     

电压型PWM整流器直接功率控制系统主电路参数设计

为了解决电压型PWM整流器直接功率控制系统主电路参数设计问题,根据整流器在dq两相同步旋转坐标系中的数学模型建立了其功率控制数学模型. 基于功率控制数学模型,结合整流器直接功率控制系统的特点,推得交流侧电感是由功率、功率滞环比较器环宽及开关平均频率决定的;直流侧直流电压是由交流电压、电感及负载决定的;突加负载时直流侧电容是由直流电压波动、功率、电感及负载决定的. 根据上述影响主电路参数的诸多因素,提出交流侧电感、直流侧电压及直流侧电容的设计方法. 计算机仿真和实验证明了本文提出的设计方法是可行的.     

基于磁能再生开关的分布式发电系统电压控制技术

针对分布式发电系统电压随负载变化容易发生波动的问题,提出一种基于三相磁能再生开关(MERS)拓扑及其控制的电压调节方法。分析了同步相移控制下的磁能再生开关(MERS)电压和电流波形,对其傅里叶级数分解得到线性化等效模型,进而阐释了其连续无功补偿和电压调节的原理;然后构建了MERS的无功输出与其两个重要参数触发延迟角、滞留电容最小电压间的联系,进一步给出了频率内环、电压外环的电压控制策略;最后,搭建了20 kW实验平台验证了该拓扑及控制方法能够实现分布式发电系统电压的快速和精准调节。