光伏发电系统不对称故障功率控制

研究电网不对称故障下光伏逆变器的瞬时输出功率特性,结合指令电流的总谐波畸变率的解析推导,提出光伏发电的功率控制算法。考虑光伏逆变器输出电流谐波畸变率限值约束,以有功和无功功率波动的综合幅值最小为目标,建立光伏发电功率控制参数的优化模型。基于无差拍电流跟踪建立光伏发电系统整体模型,利用PSCAD/EMTDC仿真平台验证了该控制策略的可行性。     

具有APF功能的并网逆变器控制策略研究

大量电力电子装置接入电网及分布式发电系统参与并网发电,产生了大量谐波及无功,导致电能质量下降。针对这一问题,分析并联型有源电力滤波器(APF)与非隔离型并网逆变器在主电路结构、控制及功能上的异同,应用基于双闭环并网控制和瞬时无功功率理论的谐波电流检测原理,设计了一种单独PI双闭环统一控制策略,以及PI+重复控制的复合统一控制策略,并进行系统仿真分析。由仿真分析结果可知:复合控制策略可以在节约APF成本的基础上实现并网逆变和有源滤波功能,且效果良好。     

基于SiC开关器件的LCL并网逆变器控制策略建模分析

SiC功率器件具有高耐压、低损耗、高效率等特性,而高开关频率可以降低逆变器输出电压的低频谐波成分,从而降低并网电流的谐波成分,提高系统稳定性。以SiC MOSFET开关器件作为逆变器组成原件,以LCL滤波器作为逆变器与电网的接口,在建立系统控制模型的基础上,根据有源阻尼与无源阻尼控制方法之间的等效关系,提出并网侧电流与逆变器侧电流的双闭环控制策略,并对这种控制策略进行了稳定性分析。然后根据系统稳态误差与稳定裕度的要求,设计了系统反馈参数与PI调节器的参数。仿真和实验结果表明,这种控制方法可以有效抑制并网电流谐波,提高并网功率因数,并具有良好的鲁棒性和动态响应。     

并网逆变器三矢量模型预测电流控制

三相并网逆变器的双矢量模型预测电流控制克服了传统单矢量模型预测控制电流脉动大、电压矢量方向固定、寻优次数少、稳态性能差等缺点,具有较好的控制效果。但该方法只能控制交轴电流,直轴上的电流脉动依旧很大。在双矢量控制算法的基础上提出了一种三矢量模型预测电流控制,即把一个控制周期分给2个非零电压矢量和一个零电压矢量来控制并网逆变器。三矢量模型预测控制采用了交直轴无差拍方式来计算各个电压矢量的作用时间,对交直轴上的电流分量同时实现了预测控制,从而有效减小了电流脉动,使系统的动态和稳态性能更为出色。最后,对传统的单矢量、双矢量和提出的三矢量模型预测控制进行实验和仿真。结果表明:三矢量模型预测控制更为高效,电流脉动更小,谐波含量更少,鲁棒性更强,具有很好的应用前景。可为多矢量模型预测控制在并网逆变器上的应用提供参考。     

基于滑模变结构的双馈风力发电机网侧PWM变换器控制研究

为提高双馈风力发电并网控制器的控制性能,针对传统PI控制跟踪慢、误差大、稳态性不好的弊端,结合双馈风力发电并网控制器的数学模型,提出一种基于指数趋近律的滑模变结构控制策略对网侧PWM变换器控制进行系统性研究,并和传统PI控制策略进行对比。仿真结果表明:基于指数趋近律的滑模变结构控制策略不仅简化了控制结构,而且提高了系统的响应速度,对于直流母线电压的稳定具有一定的有效性和可靠性。     

VIENNA整流器PI滑模混合控制与晶闸管软启动研究

针对三相VIENNA整流器采用传统PI双闭环控制时系统参数设计困难、鲁棒性差的问题,提出了一种滑模控制(sliding mode control,SMC)策略。该控制策略外环采用滑模控制器,提高了系统的动态性能和鲁棒性,内环采用PI控制器满足系统稳定性要求并简化了控制系统。此外,为抑制VIENNA整流器的启动冲击电流,提出了一种两段式软启动控制方法。首先,使用晶闸管对直流母线电容进行预充电;其次,在PWM整流过程将直流母线电压给定值设定为以一定斜率增长至期望值的斜坡信号;最后切入直流侧负载。仿真结果表明:采用所设计PI滑模混合控制策略的VIENNA整流器,具有良好的动、稳态性能以及鲁棒性;所提出的两段式软启动控制方法具有良好的抑制冲击电流能力。     

一种应用于自闭/贯通线的新型APF电流控制方法研究

针对铁路自闭/贯通线路中大量使用传统PI控制器作为电流环控制方案的有源电力滤波器(APF),电流跟踪速度慢、精度低且具有一定稳态误差的缺点,提出了一种采用变饱和柔性变结构控制的新型电流跟踪控制方法,其根据系统状态持续改变内部控制策略,以使系统逼近时间最优控制性能。仿真结果表明,其与传统PI方法相比,具有反应时间短、控制精度高、控制信号连续且平滑、控制算法实时性强等优点。最终硬件试验验证了这种控制方法能够可靠运行于硬件试验平台,产生良好的谐波补偿效果,进一步证明了此方法的有效性与可靠性。     

微电网无缝切换控制策略研究与仿真分析

有效的控制策略对于微电网的稳定、可靠运行具有重要的作用.本文针对由光伏发电、储能装置和负载构成的典型微电网,提出了一种旨在实现无缝切换,保障负荷用电安全的综合控制策略.并网运行时,光伏发电和储能装置均采用PQ控制方法,孤岛运行时,光伏发电采用PQ控制,储能装置采用V/f控制方法.利用Matlab/simulink软件搭建了相关单元的模型,仿真验证不同运行方式切换过程和微电网发电单元变化条件下的系统响应,结果表明了该方法的有效性.     

基于PI+重复控制的三相四桥臂有源电力滤波器的研究

针对三相四线制低压配电系统存在的谐波问题,将三相四桥臂有源滤波器作为研究对象。在谐波电流检测和电压环控制方法已知的基础上,主要对电流环的控制算法进行研究,针对电流环控制选用传统PI控制方式时,动态响应速度较快,但存在稳态精度不高的缺点。而电流环控制选用重复控制时,动态响应速度不高,但存在稳态精度较高的优势。因此,为了弥补各自控制的不足,决定将PI控制与重复控制并联使用,并通过Matlab搭建了仿真模型。对比不同控制方式的仿真,结果表明:基于PI和重复控制并联的控制方式,既可以通过重复控制改善补偿精度,又可以用PI控制加快响应速度,验证了该方案的可行性。     

基于无源综合控制的独立光伏发电系统

针对独立光伏发电系统含有的单向Boost和双向Buck-Boost DC/DC变换器具有本质的非线性,对该DC/DC变 换器采用无源控制非线性控制,结合PI控制的综合控制方法。为了实现对蓄电池采用限流充电和恒压充电两阶段充电 方式,兼顾对直流母线电压进行有效控制,对两类DC/DC变换器分别采取两种模式的控制方式,并对Boost变换器进行 无源电流控制设计和对Buck变换器进行无源电压设计。最后,仿真验证证明了所提控制策略对独立光伏发电系统能量 管理的有效性。     

无刷直流电机模糊PI控制算法研究

针对传统PI算法难以消除直流无刷电机控制系统中存在的系统超调和短时震荡的问题,提出将模糊控制技术融入到PI控制器参数整定过程,设计模糊PI自适应控制器,并搭建电机模糊控制系统的仿真模型。仿真实验结果表明,基于模糊PI控制的电机控制系统相比传统PI控制系统达到给定转速所需时间更短,抗干扰性更强,ITAE（时间乘绝对误差积分准则）值更低,表明在负载突变时模糊PI控制器能更有效抑制电机转矩脉动和提高控制系统的稳定性。     

基于改进型滑模观测器的变频洗衣机用PMSM无位置传感器控制

针对永磁同步电机( PMSM)位置传感器成本高、维护难等问题,设计了一套用于变频洗衣机的PMSM无位置传 感器控制方案。采用改进型滑模观测器(SMO)实现电机转子位置与转速的估算,通过三电阻采样方式来检测三相电流, 有效地降低了系统成本。系统采用矢量控制模式,针对洗衣机负载波动大、运行速度高的特点,在电流内环设计中增加 了电压前馈补偿解耦控制环节,与传统PI调节器相比,该方案能够改善电流跟踪效果,提高控制性能。最后,在洗衣机 样机平台上进行了实验验证,实验结果证明该控制方案运行可靠,控制效果良好,能够满足洗衣机的工作要求。     

广义预测控制性质研究

研究了带有纯滞后系统的广义预测控制的deadbeat性质,通过系数映射关系,分析闭环系统特征多项式系数为零的条件,给出了带有纯滞后的GPC闭环系统具有deadbeat性质所要满足的条件,为研究有纯滞后的GPC的性质提供了一种基于系数空间映射的新思路.     

基于模糊PI控制的pmsm驱动控制系统

针对PI参数自整定存在控制系统数学模型的精确度、整定效率低和优化时间长的问题,提出一种基于模糊控制 的参数自整定的优化策略。以伺服控制系统的数学模型为基础,根据模糊控制的基本原理,设计PMSM的速度模糊PI 控制器。然后根据矢量控制原理,在MATLAB/Simulink仿真平台上搭建PMSM控制系统的模型,并对PMSM控制系统 进行了仿真。仿真结果表明：在传统PI控制的基础上增加参数自整定是正确和有效的,能使伺服系统具有较强的负载 抗扰性和良好的动态跟踪性能。     

基于PID与模糊控制的切削加工过程双模控制

为了克服在切削加工过程中单一的控制策略建立的控制系统性能不理想的情况,采用了多个系统并联的切削加 工过程模型。结合了PID控制和模糊控制两者各自的优点,设计实现了对切削加工过程的双模控制。利用MATLAB对 该控制策略进行响应仿真并调试参数,求解出了较优的基于PID控制与模糊控制的切削加工过程双模控制的控制器,有 效地提升了对切削加工系统的控制性能。     

基于TMS320F240的直接转矩模糊控制系统研究

介绍基于数字信号处理器直接转矩模糊控制系统,提出一种采用模糊逻辑在线估算定子电阻的方法,可以提高系统的低速性能和响应。通过观测器对定子磁链和速度估计,采用TMS320F240构成直接转矩模糊控制系统,实验结果表明了该方案的可行性。     

直接转矩控制转矩脉动最小化方法研究

针对基于直接转矩控制中的感应电动机在低速运转时存在较大的转矩脉动问题,提出了一种新的控制方法。该方法在对传统直接转矩控制的开关控制表进行改进的基础上,建立了新型双层滞环控制的开关控制表,使感应电动机的转矩脉动达到最小。实验结果表明该方法能有效地解决转矩脉动问题。     

用于微网储能的变流器控制方法

针对提高微网储能变流器的动、静态性能,提出融合了前馈解耦控制的电网电压定向双闭环控制策略,在三相电 压源型变流器(d,q)坐标系数学模型的基础上,以电网电压矢量定向并同步旋转,电流内环采用前馈解耦直接电流控制, 解耦了有功电流与无功电流,提高了内环电流的跟踪速度与精度,同时加速了外环电压的响应速度。仿真结果表明,变 流器系统响应速度快、网侧电流谐波含量低、直流侧电压稳定且纹波电压小,能以单位功率因数双向运行。提出的控制 方法可行有效,具有应用参考价值。     

双馈风电机组并网特性仿真研究

为确保并网型双馈风力发电机（Double Fed Induction Generator，DFIG）在系统电压骤降和短路故障下能够稳定运行，在分析双馈风力发电机组整体模型结构的基础上，采用桨距角控制策略，通过调节叶片与风向的夹角，降低风力机组输出的机械功率，控制发电机发出的功率，改善其并网特性以确保并网风电场稳定运行.最后，在Matlab/Simulink仿真平台上搭建模型进行仿真计算.仿真结果表明了双馈风电机组具有一定的动态适应能力，从而验证了控制策略的有效性，体现了对系统暂态电压稳定性的贡献.     

全速范围直接转矩控制新型建模与研究

提出了一种适合于全速范围的直接转矩控制系统仿真模型。针对PI参数对系统的影响,改进了PI速度调节器的设计,改善了系统的磁链和转矩控制性能。同时给出了基于MATLAB/SIMULINK的系统仿真模型,仿真结果表明了该方法的正确性,能实现六边形磁链轨迹和近似圆形磁链轨迹的平滑切换。