直流微电网孤立运行控制策略研究

在直流微网中没有无功功率流动,母线电压是衡量系统稳定和功率平衡的重要指标。针对没有大电网支撑的孤立微网存在的直流母线电压随着微网中分布式电源的间歇性波动和负载变化而波动或小范围突变,从而影响挂接在母线上的设备和负载稳定供电这一问题,构建了一种基于储能的孤立直流微电网系统,通过对蓄电池的充放电控制来抑制和消除直流母线电压波动,并对运行中出现的分布式电源输出波动和负载变化等情况进行了仿真实验。结果表明,直流微网孤立运行模式下,采用该控制策略的微电网能有效抑制外界环境变化带来的可再生能源功率输出的波动,向用户供应稳定的电力。     

基于双环矢量解耦控制策略的DVR动态性能研究

在配电系统中,电网电压发生电压暂降/暂升会造成用电负荷意外停机,通常采用动态电压恢复器(DVR)对电网电压进行补偿。DVR检测单元应具有良好的动态性能以便检测电压幅度和相位的变化,以触发DVR快速补偿配电网电压波动。针对如何提高电力系统中的电能质量问题,提出了一种基于双环矢量解耦控制的DVR控制策略,用来提高DVR在补偿过程中的动态性能。试验结果表明,与传统方法相比,该控制策略可以更快地校正电压暂降,使DVR达到更好的动态性能,最终使电网电能质量得到提升。     

孤岛微电网中逆变器并联功率与电压均衡控制技术研究

针对微电网中采用传统双环控制的逆变器并联系统功率均分精度较低以及输出电压和频率的偏移问题,分析了并联系统的功率均分机理及输出电压外特性,提出了一种基于虚拟阻抗和输出电压-频率瞬时值调节的逆变器并联运行功率与电压均衡控制策略。在传统的双环控制器中增加虚拟阻抗环,改善了输出阻抗特性,采用P-ω、Q-V下垂控制法提高了功率均分精度;同时加入输出电压幅值和频率调节环,对由下垂引起的电压、频率的偏移进行二次调节,能保证较高的输出电压质量。仿真和实验结果表明,所提出的功率与电压均衡控制策略使孤岛微网中的并联逆变器较好地均分负载功率,同时维持输出电压和频率为额定值,验证了所提算法的有效性。     

用于Boost变换器的无负载电流传感器滑模-预测控制策略

Boost变换器作为升压DC-DC变换器被广泛应用于光伏发电、储能及电动车领域。然而由于Boost变换器的右半平面零点的频域特性,传统的PI控制策略会限制变换器的动态性能,在较大负载突变的情况下造成较大的输出电压波动,进而造成过压或欠压故障;预测控制可以有效提高动态性能、避免调整控制参数以及可增加系统约束,但由于系统参数不匹配及对损耗的忽略会造成输出电压的稳态静差。为了减小负载突变带来的电压波动同时兼顾稳态特性,本文提出了无负载电流传感器的滑模-预测控制策略,外环采用滑模面生成电感电流指令值,内环采用无差拍预测控制,并使用了滑模观测器来观测电流。该控制策略不需要负载电流传感器,相比PI控制器,不仅可以同时减小负载突变时的输出电压波动和过渡时间,还可以有效限制稳态静差。实验验证了该套控制策略的性能优越性。     

基于双环控制的BuckDC—AC逆变器

为了提高Buck DC-AC逆变器的动态特性,改善系统的鲁棒性及抗负载扰动的能力,提出一种带电流前馈的双环控制器.该控制器采用全状态反馈的电压和电流双环控制策略,改善了逆变器系统的动态响应性能,提高了稳态性能;另外,电流前馈环的使用也使系统的抗负载扰动能力显著提高.实验结果表明,双环控制中的内环增大了逆变器控制系统的带宽,加快了逆变器的动态响应,提高了稳态精度,对负载扰动也有较高的抑制能力.     

动态电压恢复器的控制策略

通过把负载电压看作动态电压恢复器(DVR)的控制对象,开关器件的占空比看作控制量,电网电压和负载电流看作干扰量,可将DVR的数学模型简化为单输入单输出系统.结合控制量的计算方法,推导出了控制量到被控对象和干扰量到被控对象的传递函数.分析传递函数可知,负载电流特别是其中的高频分量会使DVR的补偿性能变坏.提出了误差校正控制方法,在传统电网电压前馈的基础上通过误差校正实现了负载电流前馈,基本消除了负载电流的影响.仿真结果验证了理论分析的正确性.     

一种高性能单相正弦逆变电源的多环控制策略

针对单相正弦逆变电源提出一种多环反馈模式的控制方案.外环采用两个PI控制器对幅值和相位独立控制以确保逆变电源输出电压的稳态精度;内环采用输出电压反馈以保证电源输出的快速响应能力和减少波形的畸变.针对逆变电源输出正弦电压相位检测问题提出了一种新颖的算法,使高精度逆变控制易于实现.仿真实验表明,以所提方案构建的控制系统具有良好的动态和静态特性,在任意负载条件下,输出电压波形均能保持良好的正弦度.     

SPWM逆变器复合控制策略研究

为了解决由于直流输入电压波动,带非线性负载和死区效应引起的单相逆变电源输出电压波形畸变率大,品质下降的问题.将迭代学习控制应用到逆变器波形控制中,提出了一种基于迭代学习控制和双闭环PI控制相结合的逆变器新型复合控制策略.运用极点配置对PI控制器参数进行设计.采用双闭环PI控制提高逆变器的动态特性,利用迭代学习控制改善逆变器的稳态精度.最后借助Mat-lab仿真软件进行仿真验证,仿真结果表明,该策略能获得具有良好的动态和稳态特性的波形.     

改进的动态电压恢复器

针对目前动态电压恢复器(Dynamic Voltage Restorer,DVR)补偿能力有限、储能电容较大等问题,提出了一种改进的DVR拓扑结构.新的拓扑结构通过一个二极管不可控整流器从负载侧上获得能量,再利用升压斩波电路的升压特性,把直流侧电压稳定在一定范围内,保证在电网电压发生跌落严重的情况下,逆变器仍能正常维持工作.它可以有效地控制逆变器直流侧电压稳定,增大了补偿电压的范围,延长补偿时间,从而提高DVR的补偿能力.本文详细介绍了改进的拓扑结构主电路,对boost的功能和参数设计进行了分析.最后通过仿真实验来证明提出的新型DVR系统可行性.     

低压微网孤岛模式下改进的下垂控制策略

针对多台分布式电源并联孤岛运行时,使用传统的下垂控制策略存在功率振荡以及受负荷波动影响较大等问题,提出了一种基于简化情感智能控制器的低压微网P-V下垂控制策略,功率控制中引入自调节下垂系数环节,电压外环控制中引入具有参数自学习能力的简化情感控制器。结果表明,与传统下垂控制方式相比,基于简化情感智能控制器的低压微网P-V下垂控制策略可以更好地实现系统功率的准确均分,抑制功率振荡和减少负荷变化带来的电压波动,提高系统的动稳态性能。     

Application of Dynamic Voltage Restorer in Fault Ride-Through of Grid-Connected Photovoltaic Storage System

Problems in power quality such as temporary drops in grid voltage and flickers have been caught attention with the increasing capacity of the new energy grid-connected systems, such as photovoltaic(PV) and photovoltaic storage. To solve these problems, a dynamic voltage restorer(DVR) for fault ride-through of photovoltaic energy storage systems is presented. We select the appropriate DVR topology and compensation strategy for PV energy storage systems which are used as energy supply equipment for DVR. It proves to be energy-saving and solves the instability of photovoltaic output effectively. The intelligent algorithm that optimized the controller parameter of dynamic voltage restorer is used and the effectiveness of the controller strategy proposed has been assessed by time-domain simulations in the MATLAB/Simulink platform.     

基于改进下垂法的逆变器并联控制技术

针对低压微电网下并联逆变器在容量比和线路阻抗比不一致的条件下无法实现功率合理输出的问题,结合传统下垂方法提出了一种改进的控制策略。首先通过添加虚拟阻抗解决了传统下垂控制在低压微电网下不适用的问题,并且用无功功率输出比例关系和电压幅值限制的约束条件确定了最佳虚拟阻抗值。再通过添加电压降落补偿项、积分和微分环节以及电压动态反馈环节实现了逆变器功率的合理精确输出。通过仿真验证,该策略不仅能够完成功率的合理输出,同时在增加负载时响应迅速,具有较高的动态响应速度。     

光伏并网发电系统中公共连接点的电压调节

光伏并网发电系统通常应用于薄弱电网末端,输出功率的随机性会造成并网点处电压波动。利用光伏自身无功调节可抑制电压波动,为分析抑制效果,本文推导出光伏并网发电系统输入电网的有功、无功功率调节范围。当光伏无功调节效果不满足国标要求时,使用超导储能动态电压恢复器（DVR）维持公共连接点（PCC）电压的稳定。本文采用了PCC电压外环,电容电流内环的双环控制策略,结合空间矢量脉宽调制（SVPWM）对变换器进行控制,仿真结果表明超导储能动态电压恢复器可快速稳定公共连接点电压。     

光伏并网发电系统中公共连接点的电压调节

光伏并网发电系统通常应用于薄弱电网末端,输出功率的随机性会造成并网点处电压波动。利用光伏自身无功调节可抑制电压波动。为分析抑制效果,推导出光伏并网发电系统输入电网的有功、无功功率调节范围。当光伏无功调节效果不满足国标要求时,使用超导储能动态电压恢复器(DVR)维持公共连接点(PCC)电压的稳定。采用了PCC电压外环,电容电流内环的双环控制策略,结合空间矢量脉宽调制(SVPWM)对变换器进行控制。仿真结果表明超导储能动态电压恢复器可快速稳定公共连接点电压。     

三相SVPWM逆变电源输出波形优化控制策略

为了提高三相逆变电源的电压输出波形质量,减少输出电压的谐波分量和总畸变率,提出模糊神经元PID控制策略。以DSP芯片为控制系统核心,对输出电压进行Clarke和Park矢量变换,采用人工神经网络方法与PID控制理论构成神经元PID控制器,对PID控制器参数进行在线调整,将模糊控制理论引入神经元PID控制器形成模糊神经元PID控制策略,并将基于60°坐标系的SVPWM算法用于逆变电源控制系统中,对系统稳态负载、动态负载、不对称负载情况下分别进行仿真实验。仿真结果表明:采用模糊神经元PID控制策略控制下的三相SVPWM逆变电源,在不同负载情况下的输出电压谐波分量小,总畸变率少,达到电压输出波形质量性能要求。     

智能PID控制器在船舶发电机电压控制中的应用

解决船舶发电机在负荷突变尤其是大负荷突变时能够稳定发电机端电压是控制系统需要解决的基本问题.为此提出和使用一种新型智能PID控制系统,其中PID控制器由三层前馈神经网络组成.利用神经网络的自学习能力,PID控制器的参数能够根据系统动态特性通过神经网络权系数进行自行调整,其特点是结构简单、工作稳定.仿真结果表明,该智能PID控制器比传统的PID控制器具有对扰动响应速度快和具有更好的控制效果和更好的鲁棒性,能更好地稳定船舶发电机端电压.该智能PID控制器已用于船舶发电机控制系统中,并取得满意的效果.     

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.     

基于位置和力反馈控制的电动静液式主动悬架的仿真

 通过建立2自由度1/4车辆主动悬架模型和电动静液作动器模型,综合机器人柔顺性控制中阻抗控制的优点,分析其在液压式主动悬架的适用性,将位置反馈和力反馈控制应用于液压式主动悬架系统。设计了采用模糊控制的位置反馈控制器和力反馈线性控制器,并以阻抗控制跟踪车轮动载荷得到簧载质量位移修正量。利用Matlab/Simulink搭建B级路面和0.1 m凸起路面激励下的悬架系统模型。仿真结果表明,相对于被动悬架,其车身垂直加速度、悬架动挠度及车轮动载荷的均方根值均有所下降,该控制策略能较好地提高车辆的行驶平顺性和操纵稳定性。     

基于情感智能的动态电压恢复器控制

针对滤波电容在负载侧的三相DVR系统,建立了系统的数学模型,提出了基于情感控制的DVR系统控制方案,情感控制器具有PI的结构,控制器参数具有自校正的功能。为验证算法的有效性,进行了MATLAB/Simulink控制系统仿真和PI控制的比较研究。仿真和实验结果表明,采用情感控制可以提高PI控制器性能,获得满意的控制效果。