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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核储一体化调频下控制策略与储能容量配置研究

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核动力工程 2024年第1期45卷 171-177页

作者：钱虹王国平李宝龙上海电力大学自动化工程学院上海200090 上海市电站自动化技术重点实验室上海200090

针对核电参与一次调频,为减少核电机组动作次数,本研究提出核储一体化的调频模式,设计核储协同调频的控制策略。通过电池寿命分析,结合全年电网频率的大数据分析,搭建以储能成本最低为目标的求解模型,用改进粒子群算法寻优求得储能最佳... 详细信息

针对核电参与一次调频,为减少核电机组动作次数,本研究提出核储一体化的调频模式,设计核储协同调频的控制策略。通过电池寿命分析,结合全年电网频率的大数据分析,搭建以储能成本最低为目标的求解模型,用改进粒子群算法寻优求得储能最佳容量。根据某电网一年的频率统计,以实际核电厂运行参数为例进行计算验证。研究结果表明,本文所提出的方案不仅可以使核电厂具备一次调频能力,而且能大大降低机组负荷变动次数。因此,本方案可以在实现核电厂参与一次调频的同时保证机组运行的安全。

关键词：核储一体化一次调频容量配置改进粒子群算法

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基于APROS的核电系统建模与控制方法研究

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核动力工程 2024年第5期45卷 184-191页

作者：谢澳达杨婷上海电力大学自动化工程学院上海200090 上海市电站自动化技术重点实验室上海200090

随着核电系统建模日益朝着准确化、精细化方向发展,对三维堆芯与热工水力模型耦合的研究也逐渐增多,这为控制系统的设计提供了更好的模型基础。本研究采用APROS软件对VVER-1000反应堆进行了三维堆芯与热工水力耦合建模,并设计了基于模... 详细信息

随着核电系统建模日益朝着准确化、精细化方向发展,对三维堆芯与热工水力模型耦合的研究也逐渐增多,这为控制系统的设计提供了更好的模型基础。本研究采用APROS软件对VVER-1000反应堆进行了三维堆芯与热工水力耦合建模,并设计了基于模型预测控制(MPC)的负荷跟踪控制系统和其他控制系统;随后利用稳态和瞬态仿真结果对该模型进行了验证,结果表明该模型仿真效果良好;利用三维堆芯可视化的优点,进一步验证了MPC负荷跟踪控制器的性能和安全性。这一研究不仅为核电系统研究提供了模型基础,也为先进功率控制系统的安全性分析提供了实践经验。

关键词：核电系统建模三维堆芯模型预测控制(MPC) 负荷跟踪控制系统 APROS

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基于动态开关表的TLDMC-PMSM零共模电压直接转矩控制

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中国电机工程学报 2024年第13期44卷 5348-5361,I0028页

作者：刘科程启明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

针对三电平直接矩阵变换器-永磁同步电机系统采用直接转矩控制(TLDMC-PMSM-DTC)时出现高共模电压的问题,提出基于动态开关表的TLDMC-PMSM零共模电压直接转矩控制方法。TLDMC的部分旋转矢量共模电压为零,该方法利用这部分旋转矢量去构建... 详细信息

针对三电平直接矩阵变换器-永磁同步电机系统采用直接转矩控制(TLDMC-PMSM-DTC)时出现高共模电压的问题,提出基于动态开关表的TLDMC-PMSM零共模电压直接转矩控制方法。TLDMC的部分旋转矢量共模电压为零,该方法利用这部分旋转矢量去构建DTC的开关表,但是旋转矢量的分布随输入电压相位的变化而变化,这会导致控制结构的复杂度变高,因此此控制算法通过高维开关表来实现TLDMC-PMSM的零共模电压。但是由于所用旋转矢量数目少并且选择的矢量误差大,从而导致电机的转速和转矩脉动大,该文在此基础上,引入动态的旋转矢量和零矢量去构建动态开关表来解决脉动大的问题。仿真和实验结果表明,该方法在保证动态响应能力快、电机的转速和转矩脉动小的基础上,实现了TLDMC-PMSM系统的零共模电压和安全稳定运行。

关键词：三电平直接矩阵变换器永磁同步电机直接转矩控制旋转矢量零共模电压动态开关表

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面向人机交互的手势指向估计方法

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仪器仪表学报 2023年第3期44卷 200-208页

作者：陈仁钧费敏锐杨傲雷上海大学机电工程与自动化学院上海200444 上海大学上海市电站自动化技术重点实验室上海200444

针对人机共融环境中机器人与人之间的交互问题,提出了一种面向人机交互场景的手势指向估计方法,通过人体指向手势,以实现机器人对工作平面上指向目标点的信息交互。首先,基于RGB-D相机与VICON人体动作捕捉系统,构建时间同步的视觉指向... 详细信息

针对人机共融环境中机器人与人之间的交互问题,提出了一种面向人机交互场景的手势指向估计方法,通过人体指向手势,以实现机器人对工作平面上指向目标点的信息交互。首先,基于RGB-D相机与VICON人体动作捕捉系统,构建时间同步的视觉指向手势位姿数据集,其中的每个样本包含人体指向手势的RGB-D图像和指向手势的位姿真值;其次,提出融合语义与几何信息的指向手势位姿估计多层次神经网络模型;然后,设计融合位置点误差ΔP和方向角度误差Δθ的射线近似损失函数,并基于构建的数据集,对指向手势位姿估计模型进行训练;最后,在实验室环境中进行了人机交互实验与模型验证。实验结果表明,在距离相机5 m的范围内,指向手势检测的平均精度为98.4%,指向手势位姿的平均位置误差为34 mm,平均角度误差为9.94°,进而实现工作平面上的手势指向目标点的平均误差为0.211 m。

关键词：人机交互指向手势目标检测位姿估计

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基于干扰观测器的MMC-PET交直流混合微电网并网/离网切换控制策略

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高电压技术 2024年第3期50卷 1196-1204页

作者：程启明程尹曼张磊李剑辉孙英豪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 国网上海市北供电公司上海200041

针对模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)-电力电子变压器(power electronic transformers,PET)交直流混合微网在并网和离网两种模式下开关切换过程中存在瞬态过流和过压问题,从而影响输电质量并增加设备损耗,为此提... 详细信息

针对模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)-电力电子变压器(power electronic transformers,PET)交直流混合微网在并网和离网两种模式下开关切换过程中存在瞬态过流和过压问题,从而影响输电质量并增加设备损耗,为此提出了一种基于扰动观测器(disturbance observer,DO)的并/离网切换控制策略。在该策略中,通过采用DO观测器对并离网切换引起的突变电流跟踪,并将实际电流与理论电流的差值作为等效干扰量,再将其输入到电流内环控制器进行补偿,从而可实现对突变电流的抑制。最后在Matlab/Simulink软件上搭建了MMC-PET交直流混合微网系统,并在并网-离网、离网-并网的两种切换工况下,通过把加入DO观测器与未加入DO观测器两种情况进行仿真对比,验证了所提的切换控制策略的有效性和可行性。

关键词：模块化多电平换流器电力电子变压器交直流混合微电网并/离网切换干扰观测器

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面向海上风电的M3C双频环流注入桥臂均压控制策略

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智慧电力 2025年第5期53卷 73-81页

作者：程启明张梁渠博岗王为涛沈治超罗力珲王海伦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

模块化多电平矩阵变换器(M3C)作为一种新型的直接AC/AC变换器,可用于中高压大功率的低频海上风电领域。M3C运行过程中其9个桥臂中存在输入、输出频率的电流分量紧密耦合以及子变流器桥臂直流侧电容电压平衡的问题。为此,提出了双频环流(... 详细信息

模块化多电平矩阵变换器(M3C)作为一种新型的直接AC/AC变换器,可用于中高压大功率的低频海上风电领域。M3C运行过程中其9个桥臂中存在输入、输出频率的电流分量紧密耦合以及子变流器桥臂直流侧电容电压平衡的问题。为此,提出了双频环流(DFCC)注入的桥臂均压控制策略,在双频同步旋转坐标系(DSRC)下对输入、输出两侧电流进行解耦;使用准比例谐振(QPR)滤波器将耦合的低频、工频环流分离之后,分别与各自频率的共模电流叠加,通过DFCC注入控制实现桥臂之间电容电压的平衡。最后,通过MATLAB/Simulink平台的仿真分析验证了所提控制策略的正确性和有效性。

关键词：模块化多电平矩阵变换器同步旋转坐标变换环流解耦双频环流控制桥臂均压控制

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不平衡电网模块化多电平矩阵换流器的控制策略

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高电压技术 2023年第5期49卷 1975-1984页

作者：程启明谢怡群马信乔叶培乐周雅婷傅文倩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

为了减少输电线路损耗,在海上风力发电等背景下,低频交流输电系统应运而生,它通过模块化多电平矩阵换流器(modular multilevel matrix converter,M^(3)C)直接实现从低频到工频的AC/AC变换。研究了基于M3C的AC/AC系统在发生不对称故障时... 详细信息

为了减少输电线路损耗,在海上风力发电等背景下,低频交流输电系统应运而生,它通过模块化多电平矩阵换流器(modular multilevel matrix converter,M^(3)C)直接实现从低频到工频的AC/AC变换。研究了基于M3C的AC/AC系统在发生不对称故障时的控制策略。首先分析了M^(3)C的电路结构和工作原理,然后针对系统故障不对称的情况,对电压电流进行正负序分离,再基于M^(3)C系统双αβ0变换的数学模型与输入侧、输出侧系统的无源性,推导出输入侧和输出侧的无源控制规律,且通过调节循环电流实现桥臂电容电压控制。最后在仿真实验平台上,在两种不同工况下对所提的不平衡电网下M^(3)C的两侧无源控制策略进行实验,仿真实验结果表明了所提的M3C无源控制策略的正确性和有效性。

关键词：海上风力发电模块化多电平矩阵换流器不平衡电网无源控制 PI控制双αβ0变换

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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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基于双dq坐标变换的模块化多电平矩阵变换器无源控制策略

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电力自动化设备 2023年第4期43卷 16-22页

作者：程启明赖宇生李剑辉沈章平张昕陈颖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

模块化多电平矩阵变换器(M3C)采用双αβ坐标变换时控制结构复杂,被控变量仍为交流量,且非线性的M3C采用线性的比例积分微分(PID)控制时效果不理想。提出采用控制系统结构更简单的双dq坐标变换,将M3C控制系统中的被控量都转换为直流量,... 详细信息

模块化多电平矩阵变换器(M3C)采用双αβ坐标变换时控制结构复杂,被控变量仍为交流量,且非线性的M3C采用线性的比例积分微分(PID)控制时效果不理想。提出采用控制系统结构更简单的双dq坐标变换,将M3C控制系统中的被控量都转换为直流量,并采用非线性的无源控制(PBC)方法。基于PBC理论分析了M3C对象的无源性和稳定性,设计并推导了M3C的PBC策略。在MATLAB/Simulink上搭建了基于双dq坐标变换的M3CPBC仿真系统,模拟3种运行工况下的系统运行情况。仿真结果表明,相比于PID控制,所提PBC方法控制参数更少、响应速度更快、谐波含量更低,总体控制效果更好。

关键词：海上风电模块化多电平矩阵变换器双dq坐标变换双αβ坐标变换无源控制 PID控制

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