检索结果-内蒙古大学图书馆

中国电机工程学报 2025年第3期45卷 1088-1098,I0023页

作者：程启明杜婷伟渠博岗上海市电站自动化技术重点实验室(上海电力大学自动化工程学院) 上海市杨浦区200090

九边形模块化多电平变换器(nonagonal modular multilevel converter,N-MMC)是一种多端口、直接的AC/AC变换器,具有低频性、高可靠性等优点,在海上风电的分频输电领域备受关注。目前,对九边形变换器的研究通常未将内部电气量解耦而直接... 详细信息

九边形模块化多电平变换器(nonagonal modular multilevel converter,N-MMC)是一种多端口、直接的AC/AC变换器,具有低频性、高可靠性等优点,在海上风电的分频输电领域备受关注。目前,对九边形变换器的研究通常未将内部电气量解耦而直接进行控制,并且当前常用的单一的控制方法均存在一些问题,它们的控制效果有待提升。为了改善其动态响应性能和抗干扰能力,在建立九边形变换器的解耦模型的基础上,将无源控制(passivity-based control,PBC)与滑模控制结合(sliding mode control,SMC)的无源滑模控制(PBC-SMC)用于N-MMC的控制。最后,在Matlab上搭建九边形变换器的PBC-SMC复合控制系统仿真,并模拟稳态、动态、暂态的多种不同工况,对比PI、PBC、PBC-SMC的控制效果,验证PBC-SMC复合控制的响应速度更快、电能质量更高。此外,还在RT-LAB实验平台上验证所提PBC-SMC策略的有效性。

关键词：海上风电分频输电九边形模块化多电平变换器无源滑模控制无源控制 PI控制

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基于六边形变换器的无源滑模控制策略

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电网技术 2023年第10期47卷 4323-4330页

作者：程启明赖宇生李剑辉沈章平张昕陈颖上海市电站自动化技术重点实验室(上海电力大学) 上海市杨浦区200090

六边形变换器(hexagonal converter,Hexverter)应用于海上风电时,由于可再生能源的随机性、系统参数的摄动和自身的非线性特性,采用线性的比例积分微分(proportional-integral-derivative,PID)控制时效果不理想。以非线性的无源控制(pas... 详细信息

六边形变换器(hexagonal converter,Hexverter)应用于海上风电时,由于可再生能源的随机性、系统参数的摄动和自身的非线性特性,采用线性的比例积分微分(proportional-integral-derivative,PID)控制时效果不理想。以非线性的无源控制(passivity-based control,PBC)为基础,分析了Hexverter对象的无源性和稳定性,结合滑模控制(sliding mode control,SMC)来弥补单一使用无源控制的缺点,提出了Hexverter的无源滑模(PBC+SMC)复合控制策略。在MATLAB上搭建了Hexverter的无源滑模控制仿真系统,并模拟了多种不同的工况,通过PBC+SMC、PBC、PID这3种控制策略的仿真结果对比,验证了所提复合控制策略具有较好的稳态和动态性能,相比与其他2种控制策略响应速度更快、鲁棒性更强、谐波含量更低,且在电网不平衡条件下能够根据需求不同实现不同的控制目标。

关键词：海上风电六边形变换器无源滑模控制电网不平衡

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非理想条件下基于MMC的电力电子变压器的无源滑模控制策略

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高电压技术 2023年第4期49卷 1556-1566页

作者：程启明李剑辉赖宇生张昕陈颖沈章平上海市电站自动化技术重点实验室(上海电力大学自动化工程学院) 上海200090

基于模块化多电平换流器(modularmultilevelconverter,MMC)的电力电子变压器(powerelectronictransformers,PET)在输配电过程中发生扰动时,采用传统的PI控制、无源控制等已经难以保证系统的可靠性以及良好的动态响应能力。为了改善非理... 详细信息

基于模块化多电平换流器(modularmultilevelconverter,MMC)的电力电子变压器(powerelectronictransformers,PET)在输配电过程中发生扰动时,采用传统的PI控制、无源控制等已经难以保证系统的可靠性以及良好的动态响应能力。为了改善非理想条件下系统的可靠性和动态响应,提出基于MMC-PET的无源滑模控制(passivity-basedcontrol–sliding-modecontrol,PBC-SMC)策略。首先,将基于MMC的欧拉-拉格朗日(Euler-Lagrange,EL)模型的无源控制器应用到内环电流控制,再引入滑模控制(sliding-mode control,SMC),可有效解决无源控制过于依赖系统参数的问题,使得控制系统具有更强的抗干扰能力和更快的响应速度;然后,通过移相均压控制来稳定中间隔离级的输出直流电压,并设计输出级逆变器的无源控制器;最后,搭建MMC-PET仿真系统进行实验验证,结果表明在非理想条件下MMC-PET采用PBC-SMC控制方法的有效性和优越性。

关键词：电力电子变压器模块化多电平换流器非理想条件内环电流控制无源滑模控制

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基于扩张状态观测器的并网MMC无源滑模控制方法

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上海电力大学学报 2024年第3期40卷 242-250页

作者：田阳桑一岩盛佳敏上海电力大学电气工程学院上海200090

提出了一种基于扩张状态观测器的无源滑模控制(ESOPBSMC)方法,用于提升网侧故障等扰动条件下并网模块化多电平换流器(MMC)的控制性能。该方法从能量角度注入无源阻尼和引入滑模以确保系统渐近稳定,并加速系统收敛,然后通过扩张状态观测... 详细信息

提出了一种基于扩张状态观测器的无源滑模控制(ESOPBSMC)方法,用于提升网侧故障等扰动条件下并网模块化多电平换流器(MMC)的控制性能。该方法从能量角度注入无源阻尼和引入滑模以确保系统渐近稳定,并加速系统收敛,然后通过扩张状态观测器(ESO)观测并补偿各扰动项,以增强系统对干扰的主动抑制能力。仿真结果表明,相较于传统PI控制和PBSMC方法,所提方法具有更快的电流跟踪速度、更强的鲁棒性和更好的环流抑制效果。

关键词：模块化多电平换流器无源滑模控制扩张状态观测器 PI控制

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Buck-Boost变换器的无源滑模控制研究

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电源学报 2013年第2期11卷 105-109页

作者：屈鲁上海空间电源研究所上海200245

为解决无源性控制时Buck-Boost变换器电压与电流过冲的问题,在无源性控制的基础上加入滑模控制。通过建立Buck-Boost变换器的欧拉-拉格朗日(E-L)模型,可以得到Buck-Boost变换器的无源性控制规律。在此基础上,结合滑模控制原理,设计Buck-... 详细信息

为解决无源性控制时Buck-Boost变换器电压与电流过冲的问题,在无源性控制的基础上加入滑模控制。通过建立Buck-Boost变换器的欧拉-拉格朗日(E-L)模型,可以得到Buck-Boost变换器的无源性控制规律。在此基础上,结合滑模控制原理,设计Buck-Boost变换器的无源滑模控制器。在Matlab环境下,进行Buck-Boost变换器无源滑模控制的动态仿真。仿真结果表明,Buck-Boost变换器的无源滑模控制对电源扰动、负载扰动具有很强的鲁棒性,且动态响应速度快,能够解决无源性控制电压与电流过冲的问题。

关键词： Buck—Boost变换器无源滑模控制动态仿真

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永磁同步发电机无源滑模控制器设计

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电机与控制学报 2020年第5期24卷 79-88页

作者：杨博束洪春朱德娜邱大林余涛昆明理工大学电力工程学院昆明650500 华南理工大学电力学院广州510640

针对永磁同步发电机设计了新型无源滑模控制以实现变风速下的最大功率跟踪。首先,基于跟踪误差构建能量函数,保留其中有益的系统非线性项以改善系统阻尼,并完全补偿其他项以实现全局一致的控制性能。随后,设计附加控制输入来重塑能量函... 详细信息

针对永磁同步发电机设计了新型无源滑模控制以实现变风速下的最大功率跟踪。首先,基于跟踪误差构建能量函数,保留其中有益的系统非线性项以改善系统阻尼,并完全补偿其他项以实现全局一致的控制性能。随后,设计附加控制输入来重塑能量函数,使得闭环系统输出严格无源,同时引入滑模控制来大幅提高在多种不确定环境下的系统鲁棒性。因此,PSMC可改善系统阻尼,增强系统鲁棒性,并实现在各种工况下的控制全局一致性。基于阶跃风速、随机风速和发电机参数不确定性的3个仿真算例结果验证了PSMC的有效性。

关键词：永磁同步发电机最大功率跟踪无源滑模控制

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基于无源滑模和滑模PI的UPQC-PV控制策略

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电力自动化设备 2021年第1期41卷 106-112页

作者：叶剑桥周建萍茅大钧葛祥一张健方乐上海电力大学自动化工程学院上海200090

针对传统控制方法使集成光伏式统一电能质量调节器(UPQC-PV)存在补偿效率和精确性较低、直流侧电压易受外界干扰等问题,提出了针对UPQC-PV的无源滑模控制和滑模PI直流侧控制策略。首先,基于统一电能质量调节器的数学模型,设计了基于欧拉... 详细信息

针对传统控制方法使集成光伏式统一电能质量调节器(UPQC-PV)存在补偿效率和精确性较低、直流侧电压易受外界干扰等问题,提出了针对UPQC-PV的无源滑模控制和滑模PI直流侧控制策略。首先,基于统一电能质量调节器的数学模型,设计了基于欧拉-拉格朗日模型的正负序无源滑模控制器,解决无源控制抗干扰能力弱的问题,提高了系统的响应速度、补偿精度、抗干扰能力;然后,采用滑模PI控制降低光伏波动对系统的影响,稳定系统直流侧电压,从而进一步改善系统的整体性能;最后,在电网不平衡、负载突变、负载不平衡、光照强度改变等状态下,通过仿真和实验验证了所提无源滑模控制和滑模PI直流侧控制策略的优越性、有效性。

关键词： UPQC-PV 无源滑模控制滑模PI控制正负序分离电能质量

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非线性时滞输入系统的滑模控制(英文)

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山东大学学报（理学版） 2010年第6期45卷 99-104页

作者：李亚男刘磊坡王玉光河南理工大学万方科技学院河南焦作454000 上海交通大学电子信息与电气工程学院上海200240 宁夏大学数学计算机学院宁夏银川750021

研究了具有输入非线性的不确定时滞系统的无源滑模控制问题。采用滑模控制方法,一个控制器被设计可以保证系统的状态在有限时间达到切换面,同时使得滑动模态具有无源性和渐近稳定性的充分条件以线性矩阵不等式被获得,求解方便。最后,一... 详细信息

研究了具有输入非线性的不确定时滞系统的无源滑模控制问题。采用滑模控制方法,一个控制器被设计可以保证系统的状态在有限时间达到切换面,同时使得滑动模态具有无源性和渐近稳定性的充分条件以线性矩阵不等式被获得,求解方便。最后,一个仿真例子说明了所提方法的有效性。

关键词：无源滑模控制时滞系统输入非线性线性矩阵不等式

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电网故障时基于MMC-PET接口风力发电系统的建模与控制

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电力工程技术 2024年第6期43卷 64-77页

作者：程启明孙英豪程尹曼张磊渠博岗上海电力大学自动化工程学院(上海市电站自动化技术重点实验室) 上海200090 国网上海市电力公司市北供电公司上海200041

近年来,电力电子变压器(power electronic transformer,PET)作为电网接口的风能转换系统,无需额外的无功补偿器便可有效地抑制由风能暂态特性引起的电压波动,引起了广泛关注。但采用传统的PET结构在电网发生故障时难以控制,当电网处于... 详细信息

近年来,电力电子变压器(power electronic transformer,PET)作为电网接口的风能转换系统,无需额外的无功补偿器便可有效地抑制由风能暂态特性引起的电压波动,引起了广泛关注。但采用传统的PET结构在电网发生故障时难以控制,当电网处于不平衡时会使得控制难度进一步增加,且难以保证系统的动态性能。因此,为提升系统动态性能,增强系统的故障穿越能力,文中提出一种基于模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)型PET的新型风能转换系统的结构与控制策略。首先,文中根据系统故障时的工作状态设计基于无源滑模控制的故障切换控制策略,采用具有斩波保护功能的子模块以及时疏解故障功率;其次,利用软件仿真和半实物仿真实验平台选取典型工况对系统进行详细的模拟研究;最后,将应用文中控制策略的新型风力发电系统与传统的风力发电系统进行对比实验,实验验证了采用文中控制策略的新型系统结构具有无功功率补偿、有效限制故障时子模块电压升高和改善电能质量等优点,且满足故障条件下电网运行的最新要求,具有优秀的故障穿越能力。

关键词：模块化多电平换流器(MMC) 电力电子变压器(PET) 风电并网接口风力发电系统无源滑模控制故障穿越

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风电场经VSC-HVDC并网的协调控制策略研究

风电场经VSC-HVDC并网的协调控制策略研究

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作者：鲁裕婷南京理工大学

学位级别：硕士

在国家对风电产业的重视与支持下，风力发电获得广泛的关注与研究，风力发电技术也更加趋于成熟。在众多的风力发电机组中，双馈感应风力发电机（DoubleFedInductionGenerator，DFIG）组成的变速恒频风电机组由于具有灵活的控制方式脱... 详细信息

在国家对风电产业的重视与支持下，风力发电获得广泛的关注与研究，风力发电技术也更加趋于成熟。在众多的风力发电机组中，双馈感应风力发电机（DoubleFedInductionGenerator，DFIG）组成的变速恒频风电机组由于具有灵活的控制方式脱颖而出。而高压直流输电(HighVoltageDirectCurrent,HVDC)技术有效解决风电场远距离输电的问题，尤其基于电压源换流器的高压直流输电技术(HighVoltageDirectCurrentTransmissionbasedonVoltageSourceConverter,VSC-HVDC)快速发展，将风电并网技术提升到了新的水平。然而电网自身受到的扰动以及风能的波动性和间歇性对风电场输出功率稳定的影响都对风电并网系统的可靠性和稳定性产生影响，为了提升VSC-HVDC风电并网系统的动态稳定性以及整个系统的频率响应特性，需要对整个并网系统的控制策略进行研究和分析。　　论文首先介绍课题的研究背景，阐述风力发电的技术概况，包括风力发电机组以及风电场并网方式的介绍，详细分析风力发电机组控制技术的国内外研究现状。进一步介绍VSC-HVDC的控制技术，并详细阐述VSC-HVDC风电并网系统相应的控制技术与研究现状。其次，论文分析双馈风电机组运行原理，建立发电机组的数学模型，对两侧变流器的控制方法进行分析。同时对VSC-HVDC系统的原理及结构进行分析，建立其数学模型。接着，阐述无源控制理论的基本原理，分析基于端口受控耗散哈密顿(Port-ControlledHamiltonianSystemswithDissipation，PCHD)模型的控制器设计原理，采用基于PCHD模型的无源控制理论对并网系统两侧换流站进行设计，在MATLAB/Simulink中搭建风电并网模型进行验证，仿真风速变化、系统参考值变化以及故障情况下仿真系统的重要参数变化情况。进一步为了提高整个系统的动态响应特性以及抗干扰性能，在无源控制策略的基础上增加滑模变结构控制，并和加入滑模变结构之前的情况进行对比，进一步验证无源滑模控制方法的有效性。最后为了弥补受端系统惯性不足而影响系统频率响应特性以及稳定性的问题，设计由双馈感应发电机组以及直流系统共同参与调频的协调控制策略，分析双馈感应发电机组以及两侧换流站的控制方法，并对所设计的频率协调控制策略进行仿真，分析负荷突增以及交流系统故障时系统的动态响应特性，验证控制策略的正确性。

关键词： DFIG VSC-HVDC PCHD模型无源滑模控制频率协调控制

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