基于VSG的附加阻尼控制及其在光储并网系统中的应用

大规模光伏就近接入系统后,将导致系统的惯性整体下降,在系统遭受扰动后降低其稳定裕度,极端情况下出现功率振荡。将基于虚拟同步的附加阻尼控制策略应用于光储并网系统中。首先,建立光储并网的小信号模型,分析系统的阻尼特性;其次,在光储逆变侧采用基于虚拟同步发电机(virtual synchronous generator, VSG)的附加阻尼控制,并通过小信号模型分析了附加阻尼控制对系统频率振荡的影响;再次,在PSCAD/EMTDC环境中建立光储并网系统仿真模型,与传统控制策略进行对比,结果验证了所提附加阻尼控制的有效性和正确性。     

TCP/AWM网络系统的H∞拥塞跟踪控制

对于TCP/AWM网络系统拥塞跟踪控制问题，提出了一种基于AWM机制的拥塞控制策略设计思想.针对网络系统的非线性模型，采用坐标变换将其转化为具有下三角结构的误差模型.采用backstepping技术设计了H_∞控制器.考虑到系统中存在UDP流干扰的情况，设计了H_∞性能函数，对干扰起到良好的抑制作用，将backstepping技术与H_∞性能函数相结合得到了误差系统稳定的充分条件.仿真结果表明，所提控制方法可以快速稳定队列长度，并且在UDP流占据接近一半的链路带宽时依然有效.     

固定翼双旋弹修正组件滚转控制研究

针对固定翼双旋弹修正组件滚转通道存在的输入扰动和模型不确定性问题,设计一种基于H_∞回路整形的两自由度滚转通道控制方法. 通过对修正组件电气系统和机械系统的建模,得到执行机构电磁控制力矩的计算方法,利用理论分析及实验测试,研究了修正组件气动力矩和滚转阻尼力矩的建模方法,从而得到滚转通道控制模型,并设计基于H_∞回路整形的两自由度滚转通道控制器实现滚转角度控制. 半实物仿真实验结果表明,通过对修正组件电气系统和机械系统分析建立滚转通道控制模型的方法可行,设计的滚转通道控制器能够实现精确的滚转角控制.      

非线性系统预设有限时间有界H∞容错控制

针对一类具有外部扰动的严格反馈非线性系统,研究系统的预设有限时间有界H_∞容错控制问题,提出一个新的预设有限时间性能函数,进一步改进约束控制性能。结合反步法和有界H_∞设计思想,给出一种预设性能有限时间有界H_∞容错控制器设计方案,解决非线性系统在有界稳定情况下的H_∞控制设计问题。所设计的控制器能够保证跟踪误差,以预先设定的暂态和稳态性能在有限时间内收敛到平衡点附近的小邻域内,并且具有H_∞干扰抑制性能。仿真结果验证了所提方法的有效性。     

基于鲁棒H∞的无人机飞行控制系统设计及实现

为解决无人机飞行过程中由于外界干扰及被控对象模型摄动引起的系统不确定性问题,提出了一种易于工程实现的鲁棒H_∞自动驾驶仪设计方法. 建立了描述无人机运动的线性化模型,选取权函数并构造了广义被控对象,利用鲁棒H_∞理论进行了控制器设计. 考虑到硬件实现,对鲁棒H_∞控制器进行了模型降阶和离散化,并将离散的控制器代码植入自动驾驶仪的DSP芯片中. 半物理仿真结果表明,无人机在自动驾驶仪作用下可以准确跟踪参考信号,各项运动参数满足设计指标,鲁棒H_∞控制器可应用于无人机飞行控制系统.      

一类分数阶系统的有界H∞事件触发跟踪控制

针对一类具有未知外部扰动以及输入饱和且控制方向未知的非同元次分数阶严格反馈非线性系统,研究其基于事件触发机制的自适应有界H_∞跟踪控制问题。结合事件触发策略、有界H_∞控制方法以及Nussbaum增益技术,提出一种自适应神经网络有界H_∞事件触发跟踪控制方法。所设计的控制器能够保证系统的跟踪误差以及闭环系统中的所有信号是有界的,且系统对外部干扰具有很好的抑制作用。此外,所提出的控制策略既可避免非线性系统H_∞控制方法中可能出现的控制器输出值过大的问题,也能使系统的控制输入不再频繁进行更新,进而达到节约通信资源的目的。仿真结果验证了所提出方法的可行性及有效性。     

基于LPV/H∞鲁棒控制的重型商用车自动循迹

在重型商用车自动循迹过程中,外部干扰的不确定性和系统状态的非线性通常会降低轨迹跟踪精度,为控制器的设计带来很大挑战。该文提出了一种新型重型商用车线性参数时变（linear parameter varying, LPV）/H_∞鲁棒控制器,解决了道路曲率的不确定性和纵向车速的时变性带来的轨迹跟踪精度降低的问题。对系统性能指标进行加权,利用增广的商用车四自由度动力学模型和轨迹跟踪模型设计了重型商用车横向H_∞鲁棒控制器;针对车辆纵向速度时变的问题,设计了改进的梯形多胞体LPV控制器。最终,通过联合仿真和硬件在环实验,验证了该控制算法的有效性和实时性。研究结果表明：该LPV/H_∞控制算法改善了原有控制算法的保守性,在保证重型商用车自动循迹稳定性的同时,能够显著提升轨迹跟踪精度。     

基于微分几何法的主动悬架鲁棒H∞控制

利用微分几何法和鲁棒H_○∞控制理论,提出一种基于微分几何法的主动座椅悬架和车辆主动悬架的鲁棒H_○∞控制策略.在建立“车－ 椅”车辆三自由度模型的基础上,考虑座椅悬架和车辆悬架弹性力和阻尼力的非线性特性,应用微分几何法并经过非线性状态反馈变换的方法,对主动悬架非线性系统进行精确线性化.然后以底盘垂向加速度和座椅垂向加速度为控制目标,以车轮动态位移、车辆悬架挠度范围小于规定值为约束条件,设计出了座椅悬架和车辆悬架鲁棒H_○∞控制器, 并用Matlab/Simulink进行仿真实验验证了集成变增益LQR控制方法的有效性和可行性.     

单相光伏并网逆变器控制策略的仿真

本文针对小型光伏并网装置,提出了一种新的控制策略.对单相太阳能光伏并网系统的工作原理进行了分析,建立了光伏并网系统的数学模型,由于锁相环技术可以使逆变器输出的电流与电网电压基本同频同相,电网电压前馈可以抵消电网对光伏并网系统的影响,从而提出了基于锁相环技术和电压前馈控制相结合的复合控制策略.在Matlab/Simulink环境下建立了系统仿真模型,并分别采取了不同的控制策略进行仿真.结果表明,文中提出的控制策略可以使光伏并网系统输出更好的并网电流波形,降低总谐波畸变率.     

小功率光伏并网逆变器设计

光伏并网是世界太阳能产业的发展趋势,并网光伏发电将主要用于调峰电站和屋顶光伏系统。本文介绍了小功率光伏系统的设计,详细阐述了并网逆变器的设计以及并网电流的控制策略。     

具有有功功率自备用能力的光伏系统虚拟同步控制研究

虚拟同步机技术以模拟传统同步发电机组机电暂态特性的控制方式,使光伏并网逆变器具有同步机组的惯量、阻尼、频率和电压调整等运行外特性.然而传统光伏虚拟同步技术需要依靠外加储能系统,才能实现虚拟同步动态响应,这将大幅增加光伏并网系统的建设成本.针对此问题,提出一种降功率虚拟同步控制策略,利用光伏出力的非线性特点,通过适当降低...     

考虑动态环境下的光伏系统柔性功率点自适应跟踪控制算法

随着并网光伏发电的日益增长,其随机性给电力系统运行带来了新的挑战(如过负荷和过电压).柔性功率点跟踪(flexible power point tracking,FPPT)可以将光伏输出功率限制在特定值,以解决一些运行难题.传统的基于扰动观测法的FPPT算法存在动力学慢的问题,因此,提出一种自适应FPPT算法,该算法在变化的环境条件下(如云层通过)具有快速的动态特性,同时在稳态下保持低功率振荡.所提算法在每个扰动下使用额外的测量采样来观察运行条件的变化(如太阳辐照度),然后,根据观测条件(如暂态或稳态)自适应地计算电压阶跃,以提高跟踪性能.最后,通过在3 kVA的单相光伏并网系统上进行仿真实验验证了该算法在不同运行条件下的快速动态性和高精度方面的有效性.     

基于线性二次型最优控制理论的多频段高压直流附加阻尼控制器设计

针对交直流混合输电系统中存在的低频振荡和次同步振荡共存的问题,采用总体最小二乘-旋转不变技术对低频振荡和次同步振荡进行分析,获得系统的相关振荡频率、阻尼比以及系统降阶模型;再基于二次最优控制原理设计多频段高压直流附加控制器。利用直流功率快速调节的特点,对交流系统中因功率不平衡引起的振荡进行抑制;并引入极大极小值原理和改进粒子群算法来对控制器参数进行优化,最终达到同时抑制低频振荡和次同步振荡。最后在PSCAD/EMTDC中搭建某实际电网模型进行仿真验证;同时设计传统PI控制器进行分析对比。结果表明所设计的控制器具有更好的抑制效果和较强的鲁棒性。     

储能辅助电网参与调频的控制策略研究

目的 研究储能电站在风光发电情况下保持电力系统稳态的调节原理与方法,并在此基础上设计了一种虚拟同步发电机三级模型用有源支持控制方式辅助火电机组维持电网频率稳定的主动支撑控制策略。方法 利用储能电池快速响应的特性,建立储能系统,对储能换流器的控制进行改进,在传统的控制架构的基础上改进为在电压中加入虚拟阻抗的外环调节器和基于准PR控制器的电流内环控制,深入分析控制策略的原理和同步发电机的对应关系。结果 随着新能源渗透率越来越高,在储能电站并网参与频率调节的情况下,频率波动的次数变少。结论 控制方法可以给新能源发电系统带来一定的惯性和阻尼,从而增强了系统的稳定性,并且证明了储能电站参与电网调频的必要性和可实施性,为储能电站的分布和储能电池的容量配置提供了一定的实际的参考意义。     

飞轮储能系统在抑制电力系统多模式振荡中的应用

推导了含有飞轮储能系统(FESS)的多机系统线性化模型,应用阻尼转矩分析法论证了单个FESS抑制复杂电力系统多模式振荡的可行性.在FESS独立的有功控制回路和电压控制回路上分别附加一个稳定器,以抑制系统的多模式振荡.基于现代控制理论的可观性和可控性准则,为各振荡模式选择控制回路和反馈信号,并采用改进的粒子群优化算法协调整定FESS中各附加稳定器的参数.以四机系统为例,FESS上附加的2个稳定器可将2个振荡模式的阻尼比分别从-0.013和0.052变化到0.106和0.102,说明单个FESS具有抑制复杂电力系统多模式振荡的能力.     

基于改进支持向量机的轨道交通光伏发电预测

轨道交通系统作为用电大户,将光伏发电系统接入轨道交通牵引供电系统不但可以降低交通系统的运营成本,而且可以很好地实现节能环保.但因光伏发电具有随机性、不确定性,将光伏发电直接接入轨道交通牵引供电系统,将会对轨道交通牵引供电系统带来一定的冲击,精确的光伏发电预测是减少光电并网冲击的有效解决方法.首先,采用自适应粒子群算法提...     

基于多端柔性直流条件下环塔新能源送出可行性分析

针对新疆环塔里木盆地的风能、光伏新能源送出现状,提出采用多端柔性直流输电方式进行新能源外送。从电压等级的选择、柔性直流与高压交流、传统直流输电方式对比,分析环塔地区新能源外送采用柔性直流输电方式的可行性。针对环塔新能源柔性直流送出,设计送端、受端各换流站的控制方式和对环塔交流电网等值建模。最后通过PSCAD/EMTDC搭建送端风电场、光伏电站和受端环塔750kV交流电网仿真模型,并将其组成三端柔性直流系统实现环塔盆地新能源的消纳,通过仿真分析动态特性,验证可行性。     

双馈风力发电系统的小信号模型及其分析

为了研究双馈风力发电系统的小干扰稳定性,文中建立了双馈风力发电系统的小信号模型。该模型以最大功率跟踪控制下的单机无穷大双馈风力发电系统作为研究对象。基于特征值和参与因子方法,分析系统振荡模式和衰减模式以及状态变量参与程度,并通过Simulink仿真验证了小信号模型的有效性。     

直流逆变分布式电源降阶模型及小扰动稳定分析

分布式电源类型及控制方式多样,致使含多种分布式电源的小扰动机电暂态分析的电网模型复杂,分析难度加大.针对应用较广的光伏和燃料电池两种分布式电源,在对其全阶状态空间模型的特征分析和电池动特性时间尺度分析的基础上,提出了前馈解耦控制下考虑电池U-I外特性和逆变控制系统动特性的光伏发电系统降阶模型和忽略逆变系统快动态特性的燃料电池降阶模型,并应用于4机2区域系统并网小扰动分析.研究结果表明:直流DG并网主要通过改变系统潮流及平衡点影响系统阻尼特性;直流DG出力增加时,与采用降低出力增加旋转备用运行方式的常规机组强相关的模式阻尼特性会呈现增大的趋势.     

基于储能与氢气发生器的光伏并网功率控制

考虑光伏发电具有间歇性,用蓄电池储能系统和氢气发生器来调节并网功率,以提高光伏并网运行的稳定性.在光伏发电系统中安装一个高纯度氢氧发生器来产生氢气.用PSCAD/EMTDC对具有储能单元的光伏发电系统进行了建模和仿真.结果表明:在光照强度变化的情况下,采用四象限变流器控制的蓄电池储能系统能够快速平滑光伏发电系统输出的有功功率的波动.