SVC与发电机励磁鲁棒非线性协调控制

针对大容量、远距离输电系统和电力系统的强非线性及不确定性,应用直接反馈线性化方法以及H∞理论,在考虑系统运行中各种干扰的基础上,设计出了一种SVC与发电机励磁鲁棒非线性协调控制策略,并利用综合程序进行了仿真.仿真结果表明,所提出的控制策略具有较强的鲁棒性,能够有效抑制系统振荡,提高系统的暂态稳定性.     

大型凸极同步发电机单相接地的研究

先用集中参数模型对凸极同步发电机单相接地进行解析计算,并与仿真结果相比较．两者计算的波形和数值均十分吻合．然后用分布参数模型进行单相接地的仿真,并与前述计算结果相比较．两者具有类似的规律和一定的联系．     

SVC与发电机励磁的非线性PID协调控制策略

针对电力系统的强非线性和不确定性,应用非线性控制理论,基于非线性跟踪微分器及PID校正思想,设计了一种用于静止无功补偿器(SVC)与发电机励磁的非线性PID协调控制策略.该控制策略具有不依赖于被控系统知识的特点,对系统工作点和网络结构的变化具有良好的鲁棒性,且结构简单,易于实现.利用Matlab/S-function 仿真表明,SVC与发电机励磁的非线性PID控制策略能有效地提高电力系统暂态稳定性.     

凸极同步发电机定子内部故障瞬态的仿真模型

随着凸极同步发电机单机容量的不断增加 ,其结构越来越复杂 ,造价也更加昂贵 ,一旦发生故障 ,会带来巨大的经济损失。运用多回路分析方法建立的凸极同步发电机定子绕组内部故障的数学模型及在此基础上编制的仿真程序 ,可以对凸极同步发电机定子绕组内部故障的瞬态和稳态过程进行仿真 ;通过对仿真结果与实验结果的比较 ,验证了数学模型的正确性。该仿真程序能够揭示凸极同步发电机定子绕组内部故障瞬态的运行特征及瞬态过程中各个故障量的变化规律。     

有限差分法在计算凸极同步发电机齿槽比磁导中的应用

选用标量磁位来求解电机空载时的定子齿槽比磁导,采用泰勒级数法形成差分方程,从而对相应的拉氏方程进行离散化。最后给出了一台凸板同步发电机的定子齿槽比磁导波的计算实例。     

基于Maxwell的悬挂式无刷爪极电励磁发电机磁极参数优化分析

悬挂式无刷爪极发电机具有励磁调节方便、无附加磁路气隙、磁路对称、工作可靠等优点,同时也存在漏磁系数大、发电效率较低的问题。通过对悬挂式无刷爪极发电机磁极结构尺寸的参数化分析,实现磁极参数的优化和发电效率的提高。利用有限元软件对发电机不同参数建模仿真,结果表明:与法兰盘相连的弯折半径是决定磁路磁场饱和的主要因素;磁极厚度、极弧系数等磁极参数存在最优取值范围,优化后发电机主气隙峰值磁密提高、平均值增大,发电效率提高。补充了悬挂式无刷爪极电机的仿真分析基础,可据此对相关参数进行匹配设计。     

浅析电励磁双凸极电机系统技术

电励磁双凸极电机具有结构简单、高可靠性、较高的能量密度和高速运行能力等优点。这种新型的无刷直流电机应用于起动/发电系统具有良好的前景。本文着重分析了电励磁双凸极电机的结构,工作原理及数学模型,以期为更好使用电励磁双凸极打下理论和实践基础。     

转子偏心及定子斜槽凸极同步发电机支路的感应电动势

为了快速准确计算转子偏心及定子斜槽的凸极同步发电机的空载支路电压,采用非线性二维有限元法对转子偏心及定子斜槽发电机的磁场进行计算.提出了采用运动气隙线处理定转子相对运动、利用多层分片模型中导体电动势叠加计及定子斜槽的方法,计算了转子静态偏心下的同步发电机的空载支路感应电动势,并分析了转子偏心对支路感应电动势的影响.该方法计算准确,计算量小,与3 kW凸极同步发电机的实验结果的比较说明了计算方法的正确性.     

局部凸空间的一致极凸性与一致极光滑性

设X是一个实线性空间,P是X上的一可分离的半范数族,(X,T_P)表示由P生成的局部凸空间,(X,P)为一个偶对.引入偶对(X,P)为一致极凸和一致极光滑的概念,并证明它们具有对偶关系,讨论了与其它几种凸性(光滑性)之间的关系,另外,在P-自反的条件下给出它们之间的对偶定理,从而推广了Banach空间相应概念和结果.     

一种新型混合励磁爪极同步发电机结构及特性研究

针对电励磁爪极电机功率密度低、永磁爪极电机磁场调节困难的问题,研究了一种新型的混合励磁爪极同步发电机.根据电机学原理,利用磁路的计算方法和三维有限元分析计算方法对该电机进行仿真计算,探讨其空载特性和调节特性,分析比较了该电机与电励磁爪极电机和永磁爪极电机的性能差异.研究结果表明:(a)相对于电励磁爪极电机,该电机实现了励磁电流的双向控制;相对于永磁爪极电机该电机使得输出电压可调.(b)在更宽的负载范围内实现了保持输出电压恒定.     

基于模块化多电平换流器拓扑的静止同步补偿器非线性控制策略

基于模块化多电平换流器的静止同步补偿器(MMC-STATCOM)能够对输电系统进行灵活控制和动态补偿,对于充分挖掘现有电网潜力具有举足轻重的意义。但是,MMC-STATCOM作为一种强耦合、多变量的非线性系统,需要选择合适的非线性控制策略来实现其丰富的控制功能。建立MMC-STATCOM数学模型并结合非线性控制理论中的优点,提出了无源滑模控制策略。当系统参数变化或存在外部扰动时,该控制策略赋予MMC-STATCOM系统较强的鲁棒性和良好的控制性能。在MATLAB/Simulink中构建了21电平MMC-STATCOM仿真系统,仿真结果验证了所提控制策略的可行性。     

大容量STATCOM装置的非线性特性

已有的各种数学模型不能解释±20MvarSTATCOM装置在实际运行中其稳态输出电流和控制角δ之间较强的非线性关系。为此,文章具体分析了STATCOM装置各种损耗的特点,利用输入输出建模法和能量方程,建立了STATCOM装置的输入输出非线性数学模型。将±20MvarSTATCOM装置实测参数代入所建模型中得出的仿真结果与现场实验结果一致表明所建STATCOM非线性数学模型的正确性。该数学模型对大容量STATCOM装置动态行为分析及控制系统设计具有较大的参考价值。     

STATCOM非线性控制及节点电压稳定研究

首先建立基于d、q分解变换的STATCOM数学模型，应用零动态设计方法于仿射系统，使非线性方程线性化，从而提出具有鲁棒性的STATCOM的非线性控制规律，并应用于系统节点电压稳定性的仿真研究。通过运用MATLAB程序对三母线STATCOM系统进行仿真，在汀ATCOM容量允许范围内出现两端节点电压上升或下降的情况下，中间节点电压在0．2秒内迅速恢复。同时，从端点PV曲线可以看到电压稳定得到了较大改善。     

静止无功补偿器与发电机励磁协调自适应控制

采用直接反馈线性化、非线性控制和参数自适应控制方法,设计了电力系统中静止无功补偿器(SVC)与发电机励磁协调自适应控制器.该控制方法可以同时满足发电机功角稳定和SVC节点处电压稳定控制.对于电力系统中存在系统参数的不确定性问题,由于系统参数往往和系统实际运行状态相关,这使电力系统的稳定性降低,也增大了系统稳定控制的难度.考虑了系统参数的具体特点,实现了系统参数与状态的解耦,利用参数自适应控制方法,获得系统目标跟踪及稳定控制.仿真结果表明,该方法具有较好的实用效果和优越性.     

提高电能质量的风柴蓄独立微电网分层协调控制

针对高渗透率间歇性能源和频繁投切的系统负荷对独立微电网运行控制的影响,在充分考虑柴油发电机和电池储能不同控制特性的基础上,提出一种基于不同时间尺度的独立微电网分层协调控制方案,分别设计了基于蓄电池储能的一级控制器和基于柴油发电机的二级控制器来提高系统电压、频率在不同时间尺度上的稳定性.针对较短时间尺度及较小变化幅度的随机净负荷波动,通过改进蓄电池储能系统的P-f和Q-V下垂控制器来提高系统电压、频率的稳定性;而对于变化周期长和变化幅度大的净负荷波动,分别采用比例积分控制器和辅助无功补偿器来实现柴油发电机组对系统频率和电压的无差控制,从而保证系统稳定性.最后,通过对东澳岛风柴蓄独立微电网在不同运行条件下的运行控制结果分析,验证了所提方法的可行性和有效性.     

复杂电力系统鲁棒性协调控制研究

针对现有的电力系统鲁棒控制策略中存在的不足,提出了将关联测量控制理论与鲁棒控制相结合的控制策略,即先建立复杂电力系统中各子系统数学模型,再视各控制器的关联量为扰动项来设计鲁棒控制器,该控制器不仅能显著改善电力系统的小干扰稳定性,而且还无需采集远方测量信号,装置复杂度低.最后,通过对8机36节点测试算例的建模与仿真计算,证明投入该鲁棒励磁控制器,与传统分散协调控制器相比,对运行方式的变化有满意的鲁棒性.     

基于电流观测器的链式STATCOM反步控制方法

针对电网中链式静态同步补偿器(STATCOM)系统的非线性特性和不确定性,提出了一种基于高增益自适应观测器的链式STATCOM反步控制方法.针对STATCOM的输出电流值的估计,设计了一种基于神经网络高增益观测器,通过引入径向基函数(RBF)神经网络,对模型参数变化进行估计,通过反馈设计,对系统进行线性化处理,利用反步法实现电压控制器设计.结合李雅普诺夫的渐近稳定性理论,获得链式STATCOM输出无功电流的控制.仿真和实验结果进一步验证了控制方法的正确性和有效性.     

大容量链式STATCOM的基频优化PWM控制

为了实现±50Mvar链式结构静止同步补偿器(STATCOM)的无功补偿功能和性能指标,研究了适用于大容量链式STATCOM的基频优化脉冲宽度调制(PWM)控制策略,给出基频优化PWM控制的基本算法及性能的理论分析,同时给出脉冲循环换位的直流电容电压平衡控制策略。在一台±18kvar链式STATCOM实验样机上对PWM控制策略及脉冲循环换位的直流电容电压平衡控制进行了实验研究。实验结果表明所设计的基频优化PWM控制策略的谐波含量和脉冲循环换位的电容电压平衡控制效果均达到设计要求,完全满足±50Mvar链式STATCOM的应用要求。     

D-STATCOM无功补偿装置的研究

目的分析电力系统中静止同步补偿器(D-STATCOM)进行无功补偿的意义及其与传统无功补偿装置的区别。方法通过对其工作原理的分析、电流间接控制方法的使用以及不平衡负载补偿方法原理的介绍,可看出D-STATCOM的补偿性能优于传统的无功补偿器。结果通过对文中提到的控制策略的分析比较,确定了采用双变量协调控制的控制方式来提高动态补偿效果,同时提出了对不平衡负载电流补偿的新方法,该方法可以节省装置的硬件资源。结论D-STATCOM补偿器对用户电力的电能质量动态补偿和静态补偿效果比较好。     

多臂协调搬物系统的递阶控制

本文采用大系统理论中的递阶控制结构,由上级协调器通过修正协调因子来在线调整下级子系统(机械臂)的控制任务.利用这一结构,一旦协调因子确定,各子系统的控制量可以同时并行地进行计算,从而使全局系统的动力学控制计算任务分散化,大大提高了控制的实时性.