检索结果-内蒙古大学图书馆

太阳能学报 2022年第4期43卷 121-128页

作者：程启明赵淼圳马信乔江畅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

电力电子变压器(PET)具有瞬时功率调节、谐波抑制等优点,输电线路经过PET向无源网络供电是柔性输电的一个重要应用领域。将模块化多电平变换器(MMC)技术与PET相结合,使得PET应用于高电压、大容量的输电和配电系统成为了可能。首先,本文... 详细信息

电力电子变压器(PET)具有瞬时功率调节、谐波抑制等优点,输电线路经过PET向无源网络供电是柔性输电的一个重要应用领域。将模块化多电平变换器(MMC)技术与PET相结合,使得PET应用于高电压、大容量的输电和配电系统成为了可能。首先,本文针对MMC-PET输入级在电网故障时产生的正负序电流,推导出基于欧拉-拉格朗日(EL)模型的内环正负序电流的无源控制器(PBC);接着,将MMC技术应用于MMC-PET中间隔离级高压侧,提高其中间隔离级的供电可靠性,并采用移相调压的控制策略;再后,针对MMC-PET输出级,设计了基于EL模型的内环电流无源控制器。最后,在Matlab/Simulink中建立一个向无源网络供电的MMC-PET系统,在电网电压出现故障时,对向无源网络供电的MMC-PET系统进行了软件仿真实验验证,实验结果表明MMC-PET系统的控制策略具有良好的动态控制性能。

关键词：电气故障非线性控制功率变换器欧拉-拉格朗日数学模型无源控制电力电子变压器模块化多电平换流器

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基于多目标成本函数的单相分离源逆变器有限控制集滑模控制策略

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南方电网技术 2024年

作者：程启明罗力珲沈治超王为涛张梁江浩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) 南京理工大学紫金学院

单相分离源逆变器(SSI)是一种新型且紧凑性高的升压型逆变器，该拓扑由一个直流链路电容器、一个升压电感、两个二极管和传统的电压源逆变器(VSI)组成，但常规的空间矢量脉宽调制(SVPWM)策略会导致无源元件存在较大的纹波。另外，在传... 详细信息

单相分离源逆变器(SSI)是一种新型且紧凑性高的升压型逆变器，该拓扑由一个直流链路电容器、一个升压电感、两个二极管和传统的电压源逆变器(VSI)组成，但常规的空间矢量脉宽调制(SVPWM)策略会导致无源元件存在较大的纹波。另外，在传统滑模控制(SMC)策略下无源元件的纹波存在较大的抖振且SSI系统输出电压质量低。针对SSI调制复杂、滑模控制抖振大和输出电压质量低等问题，提出了一种基于多目标成本函数(MOCF)的有限控制集滑模控制(FCS-SMC)策略。SSI中的直流侧的电感电流、电容器电压以及交流侧的电感电压、电容器电流的控制是必不可少的，所提出的控制策略基于MOCF的FCS-SMC控制方法由于使用了MOCF函数，可以同时完成直流侧和交流侧变量的控制。此外，有限控制集的使用消除了对调制方案的要求，多目标成本函数与FCS的使用简化了控制器的设计，研究了所提出的控制策略对参数变化的鲁棒性，并与基于传统的SMC方法进行了比较。仿真和实验结果表明，所提出的FCS-SMC策略可以有效抑制纹波且减小抖振，提高SSI的输出电能质量。

关键词：单相分离源逆变器多目标成本函数有限控制集滑模控制直流侧交流侧鲁棒性

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基于注意力机制组合模型的燃煤-煤气混合燃烧电厂NO_(x)排放预测

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热力发电 2023年第8期52卷 137-145页

作者：钱虹张俊徐邦智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200072

针对当前燃煤-煤气锅炉煤气掺烧量不确定情况下对NO_(x)排放量预测不够准确的问题,提出一种基于注意力机制组合在线预测模型。首先,通过最大信息系数法与皮尔逊相关系数法相结合确定模型的特征变量;其次,对线性相关特征变量采用滑动时... 详细信息

针对当前燃煤-煤气锅炉煤气掺烧量不确定情况下对NO_(x)排放量预测不够准确的问题,提出一种基于注意力机制组合在线预测模型。首先,通过最大信息系数法与皮尔逊相关系数法相结合确定模型的特征变量;其次,对线性相关特征变量采用滑动时间窗口在线构建向量自回归模型(VAR),实现多维时序线性相关变量输入下对NO_(x)排放量的预测,而对于非线性相关特征变量通过构建在线循环极限学习机(OR-ELM)模型在线学习非线性相关变量在时序上的关系对NO_(x)排放量进行预测;最后,采用注意力机制对2个预测模型进行动态赋权以实现趋势预测。采用实际运行数据对该模型验证,结果表明,所构建的VAR-OR-ELM组合在线预测模型能够准确预测10 min后的NO_(x)排放量变化趋势,并在不同负荷段对NO_(x)质量浓度进行准确预测;综合预测精度及预测时间,所构建的组合预测模型比其他单一预测模型的预测效果更好。

关键词：最大信息系数注意力机制组合预测在线学习 NO_(x)排放

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基于PCA-FINCH的磨煤机故障诊断方法

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热力发电 2023年第9期52卷 147-154页

作者：钱虹张现涛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200072

针对类似磨煤机故障等小概率发生事件难以提取且用于机器学习分类导致的故障诊断精度低的问题,提出了一种基于小样本的PCA-FINCH高精度故障诊断方法。首先,基于主元分析(PCA)对表征设备运行状态的历史数据进行故障检测,通过T2控制限与Q... 详细信息

针对类似磨煤机故障等小概率发生事件难以提取且用于机器学习分类导致的故障诊断精度低的问题,提出了一种基于小样本的PCA-FINCH高精度故障诊断方法。首先,基于主元分析(PCA)对表征设备运行状态的历史数据进行故障检测,通过T2控制限与Q控制限来检测故障的发生并识别故障样本,提取故障样本从而组成小样本故障集;然后,基于FINCH分类器,对获取的小样本故障集进行精确分类,实现对设备的故障诊断;最后,使用包含有磨煤机故障的历史数据集对该方法进行验证。结果表明,提出的PCA-FINCH故障诊断方法能够对小样本故障实现高精度分类,其在精确度上,较决策树CART、随机森林RF、支持向量机SVM分别提高了2.61百分点、1.74百分点、1.85百分点,其在收敛速度上也表现优异。

关键词：磨煤机故障诊断小样本 FINCH聚类主元分析

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基于无源控制策略的MMC-DVR控制系统

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太阳能学报 2022年第10期43卷 275-280页

作者：周雅婷程启明江畅谢怡群傅文倩叶培乐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

为了提高高压电网电压质量补偿效果,提出基于模块化多电平换流器(MMC)的动态电压调节器(DVR)系统的无源非线性控制方法。首先,介绍MMC-DVR的框图以及工作原理,根据基尔霍夫电压电流定律,分别构建abc静止与两相dq旋转坐标系下的数学模型... 详细信息

为了提高高压电网电压质量补偿效果,提出基于模块化多电平换流器(MMC)的动态电压调节器(DVR)系统的无源非线性控制方法。首先,介绍MMC-DVR的框图以及工作原理,根据基尔霍夫电压电流定律,分别构建abc静止与两相dq旋转坐标系下的数学模型;接着提出无源控制方法来解决问题;最终,在Matlab/Simulink软件实验平台上构建MMC-DVR系统,构建仿真验证无源非线性控制的可行性和优越性。与传统PID相比,无源策略能使系统迅速稳定,提高抗扰能力,采取阻尼注入,能快速、有效地对电压降落/升高和谐波进行补偿,并且无源非线性控制器控制规律简单,所需控制器数量少,可避免PI控制参数选择困难及繁复的缺点。

关键词：风电场动态电压调节器无源控制模块化多电平转换器动态电压

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基于TLIMC-PMSM的改进型调制模型预测控制方法

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南方电网技术 2024年第10期18卷 11-22页

作者：程启明程尹曼张磊张昕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200072

针对三电平间接矩阵变换器-永磁同步电机系统(three-level indirect matrix converter-permanent magnet synchronous motor,TLIMC-PMSM)存在的模型预测控制(model predictive control,MPC)开关频率不固定以及传统调制型模型预测控制(modulation model predictive control,MMPC)计算负荷过重等问题,提出了改进型MMPC方法,旨在提高系统的控制性能和效率。首先,详细介绍了TLIMC-PMSM系统的拓扑结构和原理。其次,指出了基于MPC和传统MMPC的控制系统存在的问题;然后,提出了简化了逆变级扇区选择方法,采用输出电压预测改进型MMPC方法,并修改了逆变级价值函数。最后,在MATLAB/Simulink软件平台上实验验明了基于改进型MMPC的TLIMC-PMSM系统相较于传统的两种控制方法,具有更为优异的控制性能。

关键词：三电平间接矩阵变换器永磁同步电机空间矢量调制调制模型预测控制价值函数

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基于SSTDR的光伏直流母线损伤检测及定位

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高电压技术 2021年第12期47卷 4153-4161页

作者：李智华杨展飞吴春华汪飞上海大学上海市电站自动化技术重点实验室上海200444

大型光伏系统的直流母线电缆电压高、线路较长,一般敷设于地下,若其外绝缘层及保护层发生损伤,很可能会引起短路、接地、电弧等故障,危害光伏系统的安全运行。但常规电气测量方法难以发现由外保护层破损所引起的电缆损伤问题,而光伏母... 详细信息

大型光伏系统的直流母线电缆电压高、线路较长,一般敷设于地下,若其外绝缘层及保护层发生损伤,很可能会引起短路、接地、电弧等故障,危害光伏系统的安全运行。但常规电气测量方法难以发现由外保护层破损所引起的电缆损伤问题,而光伏母线电缆作为双导线型均匀传输线,损伤会引起其特性阻抗发生变化,因此提出了一种基于扩展频谱时域反射法(spread spectrum time domain reflectometry,SSTDR)的母线损伤在线检测方法。在分析光伏直流母线绝缘层及外保护层不同程度破损所引起的特性阻抗变化特性、探讨SSTDR对电缆损伤问题检测可行性的基础上,进而提出了基于SSTDR的、可减少外部环境干扰影响的确定电缆损伤位置的定位策略。在Matlab/Simulink仿真平台及实验室测试平台上分别对基于SSTDR的电缆损伤检测及定位进行了多方面测试,仿真和试验结果证实了该方法对光伏直流母线电缆损伤在线检测及定位的有效性。

关键词：光伏直流母线损伤扩展频谱时域反射法在线检测定位策略

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基于虚拟同步发电机和无源性控制的DFIG机侧控制策略

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电子测量与仪器学报 2023年第3期37卷 141-151页

作者：程启明沈章平程尹曼赖宇生张昕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 上海电力公司市北供电分公司上海200041

传统的双馈感应发电机(doubly-fed induction generator,DFIG)矢量控制因其惯性与电网频率波动解耦而不能为电网提供额外的有功功率支持,为此在DFIG转子侧变流器控制中引入一种改进的虚拟同步发电机(virtual synchronous generator,VSG... 详细信息

传统的双馈感应发电机(doubly-fed induction generator,DFIG)矢量控制因其惯性与电网频率波动解耦而不能为电网提供额外的有功功率支持,为此在DFIG转子侧变流器控制中引入一种改进的虚拟同步发电机(virtual synchronous generator,VSG)控制策略。针对传统VSG控制存在的频率偏差问题,通过在有功下垂环节中加入一个Washout滤波器,实现了在不需要增加额外2次控制回路情况下就能使频率保持在工频50 Hz附近。同时,为解决传统VSG中电压电流双环控制中内环电流PI控制存在的动态响应有限、鲁棒性不强等问题,首次在内环电流控制中引入了基于端口受控的耗散哈密顿(port controlled Hamiltonian with dissipation,PCHD)模型的无源性控制(passivity-based control,PBC)方法,设计了转子侧变流器的无源性控制器。最后,搭建了DFIG仿真系统进行实验验证,结果表明了本文所提控制策略的有效性和优越性。

关键词：双馈感应发电机虚拟同步发电机 Washout滤波器端口受控的耗散哈密顿无源性控制

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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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基于虚拟矢量预测的三电平间接矩阵变换器-永磁同步电机改进调制模型预测控制研究

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电网技术 2023年第11期47卷 4428-4437页

作者：程启明刘科程尹曼岳秉言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 上海电力公司市北供电分公司上海市静安区200041

针对三电平间接矩阵变换器–永磁同步电机(threelevel indirect matrix converter-permanent magnet synchronous motor,TLIMC-PMSM)系统采用传统的调制模型预测控制(modulationmodelpredictivecontrol,M2PC)时,因M2PC扇区选择和占空比计算不准确等原因造成电机运行波动大和系统波形质量低等问题,提出了基于虚拟矢量预测的改进型调制模型预测控制(virtualvectorprediction-modulation modelpredictivecontrol,VVP-M2PC)。首先,建立TLIMC-PMSM的数学模型,介绍传统M2PC原理。其次,针对三电平逆变级进行改进,对原矢量重新划分扇区,并构造出新的虚拟矢量和新的占空比计算方法来减少电流控制误差,提升波形质量,并比较了2种算法的差异。最后,与MPC控制以及传统M2PC控制进行实验对比,实验结果证明所提算法能够改善PMSM的转速和转矩波形脉动和暂稳态性能,提升系统输入输出波形的质量和鲁棒性。

关键词：三电平间接矩阵变换器永磁同步电机调制模型预测控制虚拟矢量预测占空比计算

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