检索结果-内蒙古大学图书馆

电力系统自动化 2022年第3期46卷 85-95页

作者：薛花田广平扈曾辉王育飞杨兴武上海电力大学电气工程学院上海市200090 国网山东省电力公司肥城市供电公司山东省肥城市271000

针对采用传统矢量控制的模块化多电平变换器(MMC)在电网发生单相短路时易发生系统运行失稳的问题,从能量角度出发,提出形式简单、稳定性较好的无源一致性控制方法。以电网不平衡情形下正序电流期望轨迹快速跟踪与负序电流快速抑制为第1... 详细信息

针对采用传统矢量控制的模块化多电平变换器(MMC)在电网发生单相短路时易发生系统运行失稳的问题,从能量角度出发,提出形式简单、稳定性较好的无源一致性控制方法。以电网不平衡情形下正序电流期望轨迹快速跟踪与负序电流快速抑制为第1目标,通过建立MMC端口受控耗散哈密顿模型,求取不影响全局能量耗散的"无功力",简化无源性控制器设计,实现全局能量在期望平衡点处达到最小,闭环控制系统全局渐近稳定。以提升正、负序dq轴电流期望轨迹跟踪的同步性为第2目标,将当前相与相邻相的并网电流期望轨迹跟踪误差作为状态误差引入无源性控制律,提出无源一致性控制方法,实现正、负序dq轴电流期望轨迹跟踪的同步达成。基于MATLAB/Simulink的仿真结果表明:所提方法在系统单相短路故障分别与直流侧电压阶跃变化、有功功率波动、MMC参数摄动同时发生时具有良好动静态性能、宽稳定域和强鲁棒性。

关键词：电网不平衡模块化多电平变换器端口受控耗散哈密顿模型无源性控制一致性控制

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储能型MMC-HDT的无源控制及模式切换控制策略

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电气传动 2023年第8期53卷 19-28页

作者：杨天翔程志江杨涵棣田峰新疆大学可再生能源发电与并网技术教育部工程研究中心新疆乌鲁木齐830047

针对智能煤矿建设的需求和煤矿井下电网存在的问题,提出了一种含有储能模块的储能型模块化多电平混合式配电变压器(MMC-HDT)。首先,对提出的储能型MMC-HDT进行建模,并考虑电网故障和储能荷电状态(SOC)给出四种工作运行模式。其次,根据MM... 详细信息

针对智能煤矿建设的需求和煤矿井下电网存在的问题,提出了一种含有储能模块的储能型模块化多电平混合式配电变压器(MMC-HDT)。首先,对提出的储能型MMC-HDT进行建模,并考虑电网故障和储能荷电状态(SOC)给出四种工作运行模式。其次,根据MMC-HDT交流侧的端口受控耗散哈密顿模型(PCHD)设计无源控制器。最后,设计四种工作运行模式的切换控制策略。实验结果表明,所提控制策略在储能型MMC-HDT中,馈网电流稳态总谐波畸变率进一步降低,有效限制电压故障时馈网电流无限制突增;在任何电网电压故障状态下,均可以实现负荷电压保持在额定值处,可以实现不间断供电的功能,提高了配电系统的可靠性。

关键词：混合配电变压器端口受控耗散哈密顿模型无源控制模块化多电平变换器

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基于无源性的直流微网虚拟惯性研究

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电气工程学报 2021年第1期16卷 34-41页

作者：杨继鑫王久和王振业北京信息科技大学自动化学院北京100192

为提高直流微网中变换器的动态性能和直流母线电压的稳定性,文中提出一种基于无源性的虚拟惯性控制策略。首先基于变换器的端口受控耗散哈密顿模型,设计出无源电流控制器,然后引入虚拟直流电机控制作为电压外环。仿真结果表明,文中所提... 详细信息

为提高直流微网中变换器的动态性能和直流母线电压的稳定性,文中提出一种基于无源性的虚拟惯性控制策略。首先基于变换器的端口受控耗散哈密顿模型,设计出无源电流控制器,然后引入虚拟直流电机控制作为电压外环。仿真结果表明,文中所提基于无源性的虚拟惯性控制策略可较好地提高直流微网的惯性;同时相比传统的下垂控制策略,当微网系统受到扰动时,变换器的动态性能和直流母线电压的稳定性有所提高,从而证明文中所提控制策略的可行性。

关键词：直流微网无源性虚拟惯性端口受控耗散哈密顿模型虚拟直流电机控制

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永磁同步电机调速系统的非线性鲁棒滑模控制

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电机与控制学报 2020年第6期24卷 143-152页

作者：侯利民申鹤松李蕴倬李秀菊辽宁工程技术大学电气与控制工程学院辽宁葫芦岛125105 葫芦岛供电公司保护自动化所辽宁葫芦岛125000

针对表面式永磁同步电机(SPMSM)调速系统中存在电机内部参数摄动和外部负载扰动等不确定因素时影响调速系统鲁棒性的问题,提出带扩张状态观测器(ESO)滑模速度控制的永磁同步电机调速系统H∞鲁棒整形电流控制算法。首先,基于端口受控耗... 详细信息

针对表面式永磁同步电机(SPMSM)调速系统中存在电机内部参数摄动和外部负载扰动等不确定因素时影响调速系统鲁棒性的问题,提出带扩张状态观测器(ESO)滑模速度控制的永磁同步电机调速系统H∞鲁棒整形电流控制算法。首先,基于端口受控耗散哈密顿(PCHD)标称数学模型设计了整形控制器,在此基础上考虑参数摄动和负载扰动构建了H∞鲁棒电流控制器,由此得到了H∞鲁棒整形电流控制器,改善了电流控制的动态品质和鲁棒性;然后,采用滑模控制(SMC)设计了速度控制器,利用扩张状态观测器估计综合干扰项d^,从而得到q轴期望的电流iq^*,间接改善滑模固有抖振问题的同时进一步增强了调速系统中存在综合干扰因素时的鲁棒性。最后,通过仿真和半实物仿真实验验证了所提出控制策略的有效性和可行性。

关键词：表面式永磁同步电机端口受控耗散哈密顿模型整形控制 H∞鲁棒控制滑模控制扩张状态观测器

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准Z源三电平并网逆变器的无源控制策略

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电工技术学报 2020年第20期35卷 4361-4372页

作者：程启明江畅沈磊程尹曼上海电力大学上海市电站自动化技术重点实验室上海200090 上海电力公司市北供电分公司上海200041

该文将无源控制(PBC)引入到一种准Z源三电平并网逆变器上,该方法无需对逆变器系统进行线性化处理,就可实现良好的并网控制。首先,讨论逆变器拓扑的工作原理,推导出逆变器整体数学模型,给出无源E-L(Euler-Lagrange)方程形式;然后,验证逆... 详细信息

该文将无源控制(PBC)引入到一种准Z源三电平并网逆变器上,该方法无需对逆变器系统进行线性化处理,就可实现良好的并网控制。首先,讨论逆变器拓扑的工作原理,推导出逆变器整体数学模型,给出无源E-L(Euler-Lagrange)方程形式;然后,验证逆变器系统具有严格的无源特性,通过采用合适的阻尼注入和控制率,加速逆变器系统达到期望点,得到逆变器并网电流解耦的无源控制规律,设计出逆变器的无源控制系统,并结合正弦脉宽调制(SPWM)算法驱动逆变器的开关动作;最后,在Matlab/Simulink软件仿真平台和硬件平台上进行实验,实验结果表明,该文基于E-L模型的无源控制策略具有动态特性好、鲁棒性强等优点。

关键词：准Z源逆变器三电平逆变器无源控制 E-L模型端口受控耗散哈密顿模型

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带恒功率负载的Boost变换器非线性控制

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辽宁工程技术大学学报（自然科学版） 2020年第4期39卷 338-343页

作者：杨继鑫王久和孙石涛王振业北京信息科技大学自动化学院北京100192

针对Boost变换器在带恒功率负载的情况下可能会导致系统不稳定的问题,采用基于端口受控耗散哈密顿模型的无源控制方法对带恒功率负载的Boost变换器进行控制,从而可以实现系统的大信号稳定.同时,本文引入自抗扰控制技术与无源控制相结合... 详细信息

针对Boost变换器在带恒功率负载的情况下可能会导致系统不稳定的问题,采用基于端口受控耗散哈密顿模型的无源控制方法对带恒功率负载的Boost变换器进行控制,从而可以实现系统的大信号稳定.同时,本文引入自抗扰控制技术与无源控制相结合,以此来消除无源控制在系统受到扰动时产生的电压稳态误差问题.在Matlab/Simulink中搭建系统仿真模型,与PI结合无源控制、PI控制相比,本文所提控制策略下的系统动、稳态性能更好,有效增强了系统的鲁棒性,为带恒功率负载的变换器控制设计提供了新的思路.

关键词： Boost变换器恒功率负载端口受控耗散哈密顿模型无源控制自抗扰控制

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永磁同步电机无传感器控制和混沌控制的研究

永磁同步电机无传感器控制和混沌控制的研究

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作者：杨瑞兰州交通大学

学位级别：硕士

永磁同步电机(PMSM)因其具有电机功率密度高、工作效率高、惯性低、体积小以及有效节省能源等显著的性能优点,使其在我国风力发电、航空航天、柔性制造以及船舶制造行业等高性能伺服控制领域的应用中得到极为普遍的推广。目前,永磁同步... 详细信息

永磁同步电机(PMSM)因其具有电机功率密度高、工作效率高、惯性低、体积小以及有效节省能源等显著的性能优点,使其在我国风力发电、航空航天、柔性制造以及船舶制造行业等高性能伺服控制领域的应用中得到极为普遍的推广。目前,永磁同步电机常用的有应用最为广泛的矢量控制和转矩响应更快的直接转矩控制。但传感器的存在也给其带来了诸多不便限制,一方面增加了系统的复杂程度,导致制造成本大幅度上升,另一方面致使电机系统在运行时的稳定性降低。无传感器技术通过控制算法采集转子位置信息参数,对电机的转子信息进行较为准确的检测,避免了传感器的安装造成的系统失准问题。永磁同步电机是一种非常复杂且典型的非线性系统,在电机运行于某一特殊的工作条件下时,就会出现不规则运动,这是一种典型的混沌现象。这种现象将会对电机带来危害,包括转速和转矩的剧烈震荡,电流噪声等,甚至可能危及电机的负载。因此,本文对PMSM的无传感器控制技术和混沌控制技术进行了研究。本文的主要研究内容如下:(1)建立了PMSM的数学模型,对其坐标变换的相关原理做出基本分析,随后对永磁同步电机的混沌模型进行了推导,对端口受控耗散哈密顿系统的基本理论进行了分析和讨论。(2)分析了滑模控制理论的基本原理和滑动模态的必需条件,叙述了几种引起抖振问题的原因,并提出了几种广泛应用的削弱抖振的策略,针对因开关函数具有的不连续性而产生的抖振问题和因滤波器的使用导致的相位延迟问题,对传统滑模观测器做出了改进,选用双曲正切函数作为系统的开关函数,应用锁相环对转子位置和速度进行估算并对其进行改进。(3)根据端口受控哈密顿系统以及它的无源控制方案,建立了永磁同步电机PCHD混沌模型,并基于此模型建立一种自适应观测器,对电机的未知参数进行观测,对PMSM的混沌状态进行抑制。(4)设计了自适应滑模变结构混沌控制器,为了进一步提高系统的动态性能,更好地抑制PMSM系统的混沌状态,在自适应滑模观测器的基础上,提出了增益参数切换的滑模变结构——耗散哈密顿混沌混合控制策略,有效控制了PMSM的混沌状态,更进一步地提高了系统的稳定性与鲁棒性。本文基于Matlab仿真软件对上述策略进行了建模仿真,建立传统滑模观测器仿真模型,并对经过改进后的新型观测器进行了仿真分析,证明该方法能够准确观测转子转速和位置信息;建立SMC-PCHD混合混沌控制器,仿真结果表明,可以有效抑制系统的混沌现象。

关键词：永磁同步电机无传感器控制自适应滑模观测器端口受控耗散哈密顿模型混沌控制

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电容中点式三相四线制SAPF基于PCHD模型的无源控制策略

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高电压技术 2018年第10期44卷 3266-3274页

作者：何睿钦杨宁崔承刚郭卫民陈辉上海电力学院自动化工程学院上海200090 国网河南省电力公司电力科学研究院郑州450052

针对三相三线制并联型有源滤波器（SAPF）在电网不平衡时需对正、负、零序分量进行分别控制等缺点,选择电容中点式三相四线制SAPF为研究对象,同时利用其无源性提出一种基于端口受控耗散哈密顿（PCHD）模型的非线性无源控制策略。首先,... 详细信息

针对三相三线制并联型有源滤波器（SAPF）在电网不平衡时需对正、负、零序分量进行分别控制等缺点,选择电容中点式三相四线制SAPF为研究对象,同时利用其无源性提出一种基于端口受控耗散哈密顿（PCHD）模型的非线性无源控制策略。首先,根据被控对象在dq0坐标系下的数学模型得到其PCHD数学模型;然后,采用互联和阻尼分配（IDA）法设计了SAPF的无源控制器;最后,根据直流侧的总电压和差压对补偿电流有所影响,设计了基于PI控制的SAPF外环电压控制器。仿真及实验结果表明,所设计的基于PCHD模型的电容中点式三相四线制SAPF能够实现电网平衡/不平衡情况下的电流低谐波、直流侧电压稳定及中点电压平衡;同时,与传统的双环PI控制策略相比,具有较好的补偿效果和响应速度。

关键词：并联型有源滤波器三相四线制电容中点式电网不平衡端口受控耗散哈密顿模型互联和阻尼分配

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用于风电并网的柔性直流输电系统控制策略研究

用于风电并网的柔性直流输电系统控制策略研究

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作者：张丽娜山西大学

学位级别：硕士

近些年来,在各国风能政策的推动下,风电技术快速发展,应用市场不断扩大,使得风电场并网成为风电发展的主流方式。由于风电的间歇性与波动性,以及大型风电场大多远离负荷中心等特点,使得风电场交流输电并网技术遇到瓶颈。柔性直流输电(VS... 详细信息

近些年来,在各国风能政策的推动下,风电技术快速发展,应用市场不断扩大,使得风电场并网成为风电发展的主流方式。由于风电的间歇性与波动性,以及大型风电场大多远离负荷中心等特点,使得风电场交流输电并网技术遇到瓶颈。柔性直流输电(VSC-HVDC)技术应用于风电并网中,具有很多独特的优点,不仅可以实现有功功率与无功功率的解耦控制,而且无需加装无功补偿装置,是实现大型风电场远距离稳定并网的有效途径。但因柔性直流输电系统高耦合非线性的特点,使得其常规控制方式难以得到理想控制效果。本文主要针对用于风电并网的柔性直流输电系统的控制系统进行了新的研究探索。论文首先介绍了几种风电场并网技术,同时阐述了柔性直流输电的研究现状等。为了分析风电场特性,介绍了风力机模型,重点分析了双馈感应风力发电机(DFIG)的数学模型以及机侧和网侧变换器的矢量控制系统,并在Matlab/Simulink软件一下仿真验证了控制系统模型的有效性。最后根据本文研究需要,给出了风电场的等值建模原则。论文第三章建立了柔性直流输电系统在abc三相静止坐标系和dq同步旋转坐标系下的数学模型,并根据数学模型设计了系统的直接电流控制,最后在Matlab/Simulink软件下对系统进行了仿真分析,证明了模型的正确性。论文针对用于风电并网的VSC-HVDC系统的高耦合非线性特性,以及PI控制器参数整定难等问题,基于第四章的无源控制理论,提出了两种非线性无源控制方法:一种是基于欧拉一拉格朗日(EL)模型的解耦控制,它是根据系统换流器的能量耗散性,基于状态误差构造具有Lyapunov函数性质的能量存储函数,通过注入阻尼以达到使系统快速准确地收敛到期望平衡点的目的,最后根据能量存储收敛条件设计了系统换流器的EL无源控制器;另一种是基于端口受控耗散哈密顿(PCHD)模型的鲁棒控制,通过构造系统的哈密顿函数,证明其Lyapunov稳定性,基于互联与阻尼配置(IDA-PB)控制原理,设计了系统换流器的IDA-PB无源控制器。在上述两种控制系统中,为实现风电场有功功率稳定输送和交流母线电压稳定的目的,风电场侧换流器采用定有功功率与定无功功率两种控制,无需外环控制结构;电网侧换流器采用定交流电压控制和定直流电压控制,以实现系统直流侧电容电压恒定控制。最后,利用Matlab/Simulink对应用于风电并网的VSC-HVDC系统进行了仿真,在不同条件下的运行结果表明所设计的两种控制器均具有良好的鲁棒性和动、静态性能。

关键词：风电并网双馈感应风力发电机电压源换流器欧拉-拉格朗日模型端口受控耗散哈密顿模型

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VSC-HVDC型并网风电场的无源控制研究

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自动化技术与应用 2015年第11期34卷 47-52页

作者：张丽娜赵巧娥张乐乐山西大学电力工程系山西太原030013

对于采用柔性直流输电(VSC-HVDC)并网的风电场系统,基于其换流器在d-q旋转坐标系下数学模型,建立换流器的端口受控耗散哈密顿(PCHD)模型,采用互联与阻尼配置(IDA-PB)的控制理论,利用注入新的阻尼矩阵的作用,设计换流器的IDA-PB控制器。... 详细信息

对于采用柔性直流输电(VSC-HVDC)并网的风电场系统,基于其换流器在d-q旋转坐标系下数学模型,建立换流器的端口受控耗散哈密顿(PCHD)模型,采用互联与阻尼配置(IDA-PB)的控制理论,利用注入新的阻尼矩阵的作用,设计换流器的IDA-PB控制器。最后在不同的运行条件下,通过MATLAB/SIMULIK软件对所设计的控制器进行仿真验证,结果表明其具有较强的鲁棒性和良好的动、静态性能。

关键词：柔性直流输电端口受控耗散哈密顿模型换流器互联与阻尼配置控制解耦控制

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