检索结果-内蒙古大学图书馆

电网技术 2023年第12期47卷 5077-5088页

作者：程启明岳秉言赖宇生杜婷伟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

Y型模块化多电平换流器(Y-typemodularmultilevel converter,Y-MMC)为一种能在大功率、高压场景下实现交交变换的结构,该结构制造成本低,在海上风电领域具有良好前景。当Y-MMC在传输中受不平衡故障的干扰时,输电质量下降,特别是采用传... 详细信息

Y型模块化多电平换流器(Y-typemodularmultilevel converter,Y-MMC)为一种能在大功率、高压场景下实现交交变换的结构,该结构制造成本低,在海上风电领域具有良好前景。当Y-MMC在传输中受不平衡故障的干扰时,输电质量下降,特别是采用传统PI控制这类线性控制方法时存在抗干扰能力弱、响应慢、精确度低及其PI参数动态整定困难等问题,为了提高实际应用中非理想条件下Y-MMC的鲁棒性、快速性、精确性和适应性,该文提出了不平衡工况下Y-MMC低频侧、工频侧电流的Lyapunov非线性控制策略。首先,分析Y-MMC电路结构,推导出其解耦模型;然后,对电压、电流进行正负序分离,设计Y-MMC的正、负序Lyapunov控制的数学表达式;最后,在Matlab/Simulink仿真平台上进行仿真分析,并把该文所提的Lyapunov控制与常规的PI控制相比较,验证了该文所提Lyapunov非线性控制方法用于不平衡工况下Y-MMC控制的可行性和优越性。

关键词：海上风电 Y型模块化多电平换流器不平衡电网低频侧电流工频侧电流 Lyapunov控制

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基于矩阵变压器的全移相双有源全桥直流变换器的电流应力优化方法

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中国电机工程学报 2023年第9期43卷 3550-3563页

作者：吴春华陈修淋李智华汪飞上海市电站自动化技术重点实验室(上海大学电气工程系) 上海市宝山区200444

针对传统单一移相策略下,双有源全桥(dualactive bridge,DAB)变换器无法真正实现全局最优电感电流应力的问题,提出一种基于矩阵变压器的全移相调制优化算法。全面分析由3个移相自由度组成的6种移相模式对电感电流应力的影响,并结合传输... 详细信息

针对传统单一移相策略下,双有源全桥(dualactive bridge,DAB)变换器无法真正实现全局最优电感电流应力的问题,提出一种基于矩阵变压器的全移相调制优化算法。全面分析由3个移相自由度组成的6种移相模式对电感电流应力的影响,并结合传输功率的数学模型得出所有电压传输比对应的全局最优解。使用一种低压侧并联高压侧串联的新型矩阵变压器结构,并分析由此结构引入的第4个移相角对优化结果的影响。最后通过直接功率控制将调制优化算法应用到此拓扑中。仿真和实验结果表明,提出的调制优化算法可以使得DAB变换器全局电感电流应力最优,提高工作效率,在轻载时能够实现软开关。

关键词：双有源全桥变换器全移相控制电感电流应力矩阵变压器低压侧并联高压侧串联第四移相角

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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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变论域自适应模糊非线性控制在蒸汽发生器液位控制中的应用

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上海交通大学学报 2023年第1期57卷 116-126页

作者：钱虹邹明耀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

针对蒸汽发生器液位控制系统在压水堆核电站中维护电厂安全和高效运行的重要地位,而蒸汽发生器液位被控对象在不同负荷段及变动工况下呈现出的非线性特性,提出一种具有变论域自适应功能的模糊控制算法,在一般模糊控制算法基础上,通过非... 详细信息

针对蒸汽发生器液位控制系统在压水堆核电站中维护电厂安全和高效运行的重要地位,而蒸汽发生器液位被控对象在不同负荷段及变动工况下呈现出的非线性特性,提出一种具有变论域自适应功能的模糊控制算法,在一般模糊控制算法基础上,通过非线性系统模型构造Lyapunov函数,基于理想控制律求解最优自适应伸缩因子,并利用Lyapunov定理证明了该控制系统的稳定性.仿真结果表明,相较于传统比例-积分(PI)控制与模糊PI控制,具有变论域自适应功能的模糊控制能够更好地对不同工况段和变工况下蒸汽发生器的液位进行有效控制,解决了控制器超限的问题,且系统具有更好的鲁棒性.

关键词：蒸汽发生器液位控制变论域算法模糊控制

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基于调制系数最优法的TLDMC-PMSM新型直接转矩控制

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电力自动化设备 2024年第3期44卷 158-165页

作者：程启明刘科程尹曼张昕岳秉言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 上海电力公司市北供电分公司上海200041

针对矩阵变换器永磁同步电机系统(MC-PMSM)直接转矩控制方法出现的转矩磁链脉动大、幅值失调、系统鲁棒性弱等问题,提出了一种基于调制系数最优法的三电平直接矩阵变换器永磁同步电机(TLDMCPMSM)新型直接转矩控制方法。首先描述了MC-PMS... 详细信息

针对矩阵变换器永磁同步电机系统(MC-PMSM)直接转矩控制方法出现的转矩磁链脉动大、幅值失调、系统鲁棒性弱等问题,提出了一种基于调制系数最优法的三电平直接矩阵变换器永磁同步电机(TLDMCPMSM)新型直接转矩控制方法。首先描述了MC-PMSM直接转矩控制系统的原理;其次用三电平直接矩阵变换器替换两电平矩阵变换器,转速环通过复叠式螺旋滑模控制、转矩磁链环通过超螺旋滑模直接转矩控制替换传统的比例积分控制,并且引入调制系数最优法来抑制电机转矩波动逐渐增大,进而实现对永磁同步电机的精确控制;最后通过MATLAB/Simulink仿真软件和硬件实验验证所提方法的可行性与优越性。

关键词：调制系数最优法三电平直接矩阵变换器永磁同步电机复叠式螺旋滑模控制超螺旋滑模直接转矩控制

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九边形模块化多电平变换器的解耦模型与控制策略

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电工技术学报 2024年第13期39卷 4037-4051页

作者：程启明杜婷伟程尹曼赖宇生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 上海电力公司市北供电分公司上海200041

九边形模块化多电平变换器(N-MMC)是一种具备多端口、低频性、高可靠性等特点的AC-AC变换器,在海上风电领域应用前景广阔。但是,九边形变换器存在不同频率的电气分量强耦合的问题。为此,该文提出了一种九边形变换器的解耦方法。首先,根... 详细信息

九边形模块化多电平变换器(N-MMC)是一种具备多端口、低频性、高可靠性等特点的AC-AC变换器,在海上风电领域应用前景广阔。但是,九边形变换器存在不同频率的电气分量强耦合的问题。为此,该文提出了一种九边形变换器的解耦方法。首先,根据九边形变换器的拓扑结构,分析了其桥臂电压、电流的关系,建立了九边形变换器的解耦模型;然后,在此基础上推导了PI控制策略和非线性的无源控制(PBC)策略;最后,在Matlab仿真平台和RT-Lab半物理平台上进行了多种工况的仿真和实验验证,对比了解耦后采用PBC控制、PI控制、未解耦直接采用准比例谐振(QPR)控制的效果,验证了所提解耦模型与PBC控制的可行性与优越性。

关键词：海上风电九边形模块化多电平变换器多端口变换器解耦模型无源控制

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基于图相似日和PSO-XGBoost的光伏功率预测

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高电压技术 2022年第8期48卷 3250-3259页

作者：吴春华董阿龙李智华汪飞上海大学电气工程系上海市电站自动化技术重点实验室上海200072

为充分利用历史信息,最大限度优化模型效果,提高光伏功率预测精度,提出了基于图相似日和粒子群优化极限梯度提升树(particle swarm optimization-extreme gradient boosting tree,PSO-XGBoost)的光伏功率预测方法。将每天由天气特征组... 详细信息

为充分利用历史信息,最大限度优化模型效果,提高光伏功率预测精度,提出了基于图相似日和粒子群优化极限梯度提升树(particle swarm optimization-extreme gradient boosting tree,PSO-XGBoost)的光伏功率预测方法。将每天由天气特征组成的向量转换成格拉姆矩阵,以便充分挖掘各个向量之间的关系;然后将拉姆矩阵转换为图像,采用结构相似性算法(structural similarity,SSIM)寻找与待预测日最相似的历史日,并选取历史日的光伏功率、待预测日的辐照度、温度、湿度作为极限梯度提升树的输入变量;为充分发挥模型的预测能力,运用粒子群算法优化极限梯度提升树确定最优的超参数,最终输出各时段的光伏功率预测值。利用光伏电站实际数据进行验证,结果表明:相比于未改进的XGBoost模型,所提方法在晴天下的均方根误差(root mean square error,RMSE)降低了31.6%,平均绝对误差(mean absolute error,MAE)降低了31.6%;在多云天气下的RMSE降低了24.1%,MAE降低了40%;在阴雨天气下的RMSE降低了25%,MAE降低了38.5%,有效地提高了模型的预测精度和泛化能力。

关键词：图相似日格拉姆矩阵结构相似性极限梯度提升树光伏功率预测历史日

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直流微电网故障电弧信号特性

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高电压技术 2022年第9期48卷 3689-3699页

作者：吴春华郑宇旋汪飞李智华上海大学电气工程系上海市电站自动化技术重点实验室上海200444

直流微电网中存在大量线路与设备接口,容易发生电弧故障。根据电弧与电路的连接方式,可分为串联电弧与并联电弧。为了实现有效的电弧故障检测与定位,需对直流微电网故障电弧信号特性进行研究。为此,搭建直流微电网电弧故障的仿真与实验... 详细信息

直流微电网中存在大量线路与设备接口,容易发生电弧故障。根据电弧与电路的连接方式,可分为串联电弧与并联电弧。为了实现有效的电弧故障检测与定位,需对直流微电网故障电弧信号特性进行研究。为此,搭建直流微电网电弧故障的仿真与实验平台,产生了不同位置、类型的电弧故障。通过微电网系统对电弧故障的电流响应,分析验证了DC/DC变换器以及线路传输对电弧信号特征与信号传播的影响。研究结果表明,DC/DC变换器对电弧产生的电压钳位、电流恢复、滤波作用、开关噪声的影响,线路传输对电弧产生的信号串扰与信号衰减作用都使直流微电网系统的电弧检测更加困难。

关键词：直流微电网电弧故障 DC/DC变换器线路传输影响

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基于固态变压器的有源配电网自适应模式切换与功率管理

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电力系统保护与控制 2023年第3期51卷 89-98页

作者：郭慧丁峰任林涛肖杨婷汪飞施天灵上海市电站自动化技术重点实验室(上海大学机电工程与自动化学院) 上海200444 上海船舶设备研究所上海200031

为实现高压电网和交直流混合微网的系统集成与优化,固态变压器(solid-state transformer, SST)成为研究热点。然而,目前较少考虑线路或通信故障条件下系统运行模式的协调控制以及即插即用单元的功率优化分配。为此,提出一种基于SST的有... 详细信息

为实现高压电网和交直流混合微网的系统集成与优化,固态变压器(solid-state transformer, SST)成为研究热点。然而,目前较少考虑线路或通信故障条件下系统运行模式的协调控制以及即插即用单元的功率优化分配。为此,提出一种基于SST的有源配电网自适应模式切换与功率管理策略。首先,基于SST的系统架构实现高压并网、微网互联、微网孤岛的平滑模式切换,保证母线电压稳定在额定值附近。同时,采用分布式一致性算法和改进下垂控制,根据运行成本、储能荷电状态(state of charge, SOC)实现经济均衡的功率分配。最后,基于RT-LAB实时仿真平台验证所提模式切换与功率管理策略。

关键词：固态变压器有源配电网模式切换功率管理一致性算法下垂控制

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面向海上低频输电的九边形MMC子模块电压排序控制策略

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电力系统自动化 2025年

作者：程启明沈治超张梁王海伦王为涛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)

九边形模块化多电平变换器(MMC)作为一种新型AC/AC变换器的拓扑结构，具有低频性、高可靠性、多端口等优点，在海上低频输电领域具有较好的应用前景。但在实际运行中九边形MMC的桥臂上存在不同频率的电气分量的耦合叠加，导致子模块电... 详细信息

九边形模块化多电平变换器(MMC)作为一种新型AC/AC变换器的拓扑结构，具有低频性、高可靠性、多端口等优点，在海上低频输电领域具有较好的应用前景。但在实际运行中九边形MMC的桥臂上存在不同频率的电气分量的耦合叠加，导致子模块电容电压产生低频波动的问题。为了提高九边形MMC的抗干扰能力与子模块均压效果，文中根据九边形MMC的拓扑结构，分析了桥臂电压与电流的关系，建立了九边形MMC的数学模型。随后，分析了桥臂功率与端口功率之间的关系，提出了子模块电压排序控制方法，并与环流注入、环流抑制控制相结合，从而实现了桥臂中子模块电容电压均衡，提高了电流传输质量。最后，在MATLAB仿真软件和RT-LAB实验平台上搭建了九边形MMC系统，并模拟了稳态、电压变化、功率变化等多种工况，对比了子模块电压排序控制与常规子模块均压控制的效果，结果验证了所提控制策略的有效性与可行性。

关键词：海上风电低频交流输电九边形变换器模块化多电平矩阵变换器子模块均压电压排序环流注入

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