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含类虚拟同步发电机和柔性负荷的直流微电网大信号稳定控制方法

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电工技术学报 2025年第3期40卷 705-716页

作者：王慧赵书强陈旭博孟建辉田艳军高本锋华北电力大学河北省分布式储能与微网重点实验室保定071003

直流微电网稳态工作点切换、负荷变化较大时经常会出现暂态失稳现象,属于比较典型的“大信号失稳”工况,传统基于小信号的解决方法难以应对。为此,该文提出一种考虑类虚拟同步发电机(AVSG)控制参数和柔性负荷灵活调节的稳定控制方法。... 详细信息

直流微电网稳态工作点切换、负荷变化较大时经常会出现暂态失稳现象,属于比较典型的“大信号失稳”工况,传统基于小信号的解决方法难以应对。为此,该文提出一种考虑类虚拟同步发电机(AVSG)控制参数和柔性负荷灵活调节的稳定控制方法。首先建立直流微电网的Takagi-Sugeno(TS)模糊模型。然后,借助线性矩阵不等式(LMI)工具构建Lyapunov函数以估计目标稳态点的吸引域。若目标稳态点的最大估计吸引域(LEDA)包含初始稳态点,则系统是渐近稳定的;否则存在失稳的风险。此时,利用灵活可调的虚拟阻尼、虚拟惯量和柔性负荷等资源,让目标稳态点的LEDA直接或者间接包含初始稳态点,从而消除振荡失稳的风险。研究结果表明:基于吸引域理论改进虚拟阻尼和虚拟惯量等控制参数以及工作点运行轨迹,是一种实用且有效保障系统稳定运行的方法。最后,通过硬件在环仿真(HIL)进行了验证。

关键词：直流微电网大信号稳定吸引域估计类虚拟同步发电机柔性负荷

基于灵活虚拟惯性控制的直流微网小信号建模及参数分析

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电工技术学报 2019年第12期34卷 2615-2626页

作者：孟建辉邹培根王毅王琛华北电力大学新能源电力系统国家重点实验室

直流微电网是小惯性系统,负荷突变和新能源出力波动等因素都会影响直流母线电压的稳定,针对此问题,首先类比交流系统中的虚拟同步发电机(VSG)技术,根据交、直流系统间各变量的对应关系,提出一种应用于直流微电网的灵活虚拟惯性(FVI)控... 详细信息

直流微电网是小惯性系统,负荷突变和新能源出力波动等因素都会影响直流母线电压的稳定,针对此问题,首先类比交流系统中的虚拟同步发电机(VSG)技术,根据交、直流系统间各变量的对应关系,提出一种应用于直流微电网的灵活虚拟惯性(FVI)控制策略,为受到扰动时的直流微网提供灵活可调的惯性支持,以提高系统的电压稳定性;其次,构建基于FVI控制的六端直流微网小信号模型,并通过灵敏度计算及根轨迹分析揭示了主要控制参数变化对系统虚拟惯性及直流电压稳定性的影响规律,为参数的选择提供了依据;最后,通过实时仿真证明所提控制方法的优越性及理论分析的正确性。

关键词：灵活虚拟惯性控制参数分析小信号模型根轨迹系统直流电压稳定性

基于TOPSIS算法的多VSG单元协同控制策略

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电力自动化设备 2020年第9期40卷 72-79页

作者：孟建辉赵彭辉王毅张赟华北电力大学新能源电力系统国家重点实验室河北保定071003

基于电力电子变流器的非同步机电源采用虚拟同步发电机(VSG)控制技术可以实现其对电网的友好支撑,但各VSG单元共同运行时存在虚拟惯量分配及协同支撑电网问题。为更好地实现多VSG单元在提供惯性支撑时的协同配合,提出一种基于逼近于理... 详细信息

基于电力电子变流器的非同步机电源采用虚拟同步发电机(VSG)控制技术可以实现其对电网的友好支撑,但各VSG单元共同运行时存在虚拟惯量分配及协同支撑电网问题。为更好地实现多VSG单元在提供惯性支撑时的协同配合,提出一种基于逼近于理想值排序方法(TOPSIS)的多VSG单元协同控制策略。首先,通过系统中各储能端的剩余容量和系统频率变化率,对含多VSG单元的系统总惯量大小进行调整;其次,综合考虑各VSG单元的储能荷电状态、换流器容量、储能充放电功率限制等指标差异,结合TOPSIS算法对各VSG单元的虚拟惯量进行合理分配和实时调整,以维持各VSG单元的安全运行,同时减小系统频率波动;进一步建立了含多VSG单元的六端系统小信号模型,对协同控制中的主要参数进行了稳定性分析;最后,通过搭建硬件在环实验平台对所提协同控制策略的有效性进行了验证,结果表明所提方法可以较好地实现多VSG单元的协同运行。

关键词：多VSG单元协同运行 TOPSIS算法小信号建模稳定性分析

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基于虚拟惯性控制的多光储单元协同运行研究

电网技术 2021年第5期45卷 1921-1931页

作者：孟建辉赵彭辉王毅张赟新能源电力系统国家重点实验室(华北电力大学) 河北省保定市071003

基于虚拟同步发电机控制的光储单元在电力系统中的比重逐步增加,多光储单元之间的不同特性导致其同时运行时存在一定的协同配合问题,为较好实现基于虚拟惯性控制的多光储单元协同运行,文章提出一种对各单元虚拟惯量进行灵活调节的多光... 详细信息

基于虚拟同步发电机控制的光储单元在电力系统中的比重逐步增加,多光储单元之间的不同特性导致其同时运行时存在一定的协同配合问题,为较好实现基于虚拟惯性控制的多光储单元协同运行,文章提出一种对各单元虚拟惯量进行灵活调节的多光储单元协同控制策略。首先,通过高通滤波和滑动滤波对系统中的功率扰动进行频次区分,高频扰动时,优先选择超级电容器提供惯性支撑,超级电容容量不足时,通过虚拟惯量的协同调节使蓄电池和超级电容协调出力,并根据荷电状态差异分配各蓄电池端出力。低频扰动时选择蓄电池提供所需惯性支撑,考虑蓄电池之间的荷电状态差异与各个换流器的容量差异,引入模糊控制,在防止蓄电池过充过放和保护换流器安全运行的基础上,合理分配低频扰动时系统所需的惯性支撑,实现各储能端的安全运行与系统的频率稳定。同时,建立多端系统小信号模型,利用根轨迹法分析主要控制参数对系统稳定性的影响。最后,通过硬件在环实验平台验证所提协调控制策略的有效性与优越性。

关键词：混合储能虚拟惯性分频控制协同运行荷电状态模糊控制

灵活虚拟同步机主要控制参数对系统频率稳定性的影响分析

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高电压技术 2018年第4期44卷 1335-1342页

作者：邹培根孟建辉王毅雷晰华北电力大学新能源电力系统国家重点实验室保定071003 全球能源互联网研究院先进输电技术国家重点实验室北京102211

基于虚拟同步机（VSG）控制的换流器可以模拟出同步发电机的惯性,虚拟惯量可在一定范围内灵活调整是其区别于传统同步发电机的重要优势。然而,灵活虚拟同步机（FVSG）控制参数的变化会对系统频率稳定性造成严重影响,探究主要控制参数对... 详细信息

基于虚拟同步机（VSG）控制的换流器可以模拟出同步发电机的惯性,虚拟惯量可在一定范围内灵活调整是其区别于传统同步发电机的重要优势。然而,灵活虚拟同步机（FVSG）控制参数的变化会对系统频率稳定性造成严重影响,探究主要控制参数对系统频率稳定性的影响规律对其大小选择具有重要意义。首先给出了固定惯性时间常数下的虚拟同步机控制策略,构建了VSG的控制框架;其次,研究了3种典型的FVSG控制方法,并对其进行了对比分析;最后,针对基于指数惯量的灵活虚拟同步发电机控制技术,通过构建小信号模型、灵敏度计算及根轨迹分析的方法,揭示了主要控制参数对系统频率稳定性的影响规律,为控制参数的选择提供了依据。

关键词：灵活虚拟同步机控制控制参数小信号模型灵敏度系统频率稳定性

考虑蓄电池荷电状态的孤岛直流微网多源协调控制策略

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高电压技术 2018年第1期44卷 160-168页

作者：王琛孟建辉王毅李春来新能源电力系统国家重点实验室(华北电力大学) 保定071003 青海省光伏发电并网技术重点实验室(国网青海省电力公司电力科学研究院) 西宁810000

为避免孤岛直流微网中蓄电池的深度充放电以延长其使用寿命，在充分考虑蓄电池荷电状态（SOC）的基础上，提出了一种包含一次分散控制和二次集中控制的孤岛直流微网多源协调控制策略。一次分散控制用于实现各微源考虑蓄电池SOC的自治协... 详细信息

为避免孤岛直流微网中蓄电池的深度充放电以延长其使用寿命，在充分考虑蓄电池荷电状态（SOC）的基础上，提出了一种包含一次分散控制和二次集中控制的孤岛直流微网多源协调控制策略。一次分散控制用于实现各微源考虑蓄电池SOC的自治协调运行，在该控制下，直流母线电压随SOC按分段下垂特性变化，当SOC接近限值时，直流母线电压会升高或降低，导致新能源发电单元降功率或负荷减载运行。二次集中控制对一次控制的下垂曲线进行了调整，用于消除一次控制在SOC接近上限时产生的稳态电压偏差，以满足特定情况下对直流母线电压的严格要求。最后，搭建了风储孤岛直流微网硬件在环仿真（HILS）实验系统，实验结果表明，所提多源协调控制策略可有效避免蓄电池的深度充放电并提升直流母线电压质量。

关键词：孤岛直流微网蓄电池储能荷电状态分段下垂控制多源协调控制硬件在环

虚拟电容控制下并网型直流微网VSC多约束稳定运行边界

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电力系统自动化 2019年第15期43卷 172-179,199页

作者：孟建辉宋美琪王毅彭嘉琳新能源电力系统国家重点实验室(华北电力大学)

与传统交流电网相比,直流微电网不存在频率、相位同步及三相不平衡等问题,但其直流母线电压易受间歇性新能源及负荷的影响而失稳。端口换流器采用虚拟电容控制方法可以在控制层面为该问题的解决提供一种方案,且虚拟电容值大小可调,更增... 详细信息

与传统交流电网相比,直流微电网不存在频率、相位同步及三相不平衡等问题,但其直流母线电压易受间歇性新能源及负荷的影响而失稳。端口换流器采用虚拟电容控制方法可以在控制层面为该问题的解决提供一种方案,且虚拟电容值大小可调,更增强了该控制方法的灵活可控性,但在该控制策略下虚拟电容在灵活调节时需满足多种约束条件以保证系统的稳定运行。据此,在研究电压源型换流器(VSC)灵活虚拟电容控制策略的基础上,分析影响虚拟电容调节的关键指标,考虑系统稳定性、动态特性、实际运行需求及可实现性约束条件,构建满足VSC多约束的稳定运行指标集,并给出了多指标约束下的稳定运行边界计算方法,以合理限制虚拟电容控制的灵活调节能力,使该控制方法在满足多项约束的基础上,尽可能地发挥其优势,为直流电网提供惯性支撑。最后,搭建了控制器级的硬件在环测试平台,验证了换流器灵活虚拟电容控制的有效性及多指标约束稳定运行边界的正确性。

关键词：直流微网电压源型换流器灵活虚拟电容控制多约束条件稳定运行边界

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三相VSG系统的高性能非线性控制策略

中国电机工程学报 2014年第6期34卷 863-871页

作者：孟建辉石新春付超王毅新能源电力系统国家重点实验室(华北电力大学) 河北省保定市071003

为了提高电压跌落发生器在逆变侧模拟电网跌落故障时整流侧的响应速度,提出一种基于非线性控制的高性能控制策略。通过将引入的相对阶为2的能量函数与无功电流分量作为输出,在没有简化模型的基础上实现对三相脉宽调制(pulse width modul... 详细信息

为了提高电压跌落发生器在逆变侧模拟电网跌落故障时整流侧的响应速度,提出一种基于非线性控制的高性能控制策略。通过将引入的相对阶为2的能量函数与无功电流分量作为输出,在没有简化模型的基础上实现对三相脉宽调制(pulse width modulation,PWM)整流器这一欠驱动系统的完全精确反馈线性化,避免了系统的零动态响应。在能量函数的基础上增加一个反馈调节控制,提高控制系统抵抗模型参数不确定性时的鲁棒性。此外,针对电压跌落发生器(voltage sag generator,VSG)的逆变侧,根据三相电压矢量关系图,设计一种简单实现平衡跌落与部分不平衡跌落故障的开环控制器。仿真对比及实验结果表明,所提控制策略能够提高VSG系统在电压跌落时的动态响应速度,保证直流母线电压的快速稳定调节,同时使网侧单位功率因数运行,具有显著的优越性。

关键词：电压跌落发生器脉宽调制整流器完全反馈线性化非线性控制反馈调节

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我国民办高校教师职业道德现状与对策研究

我国民办高校教师职业道德现状与对策研究

作者：孟建辉南华大学

学位级别：硕士

我国民办高等教育近年来得到了迅速发展,它已经成为高等教育事业的重要组成部分。民办高校为我国高等教育大众化作出了很大的贡献,为社会经济的快速发展培育了许多优秀的人才,也为提高国民素质水平起到了很大的作用。办好民办高等教育,... 详细信息

我国民办高等教育近年来得到了迅速发展,它已经成为高等教育事业的重要组成部分。民办高校为我国高等教育大众化作出了很大的贡献,为社会经济的快速发展培育了许多优秀的人才,也为提高国民素质水平起到了很大的作用。办好民办高等教育,关键在教师。我国民办高校可持续发展靠的是优良的教师队伍。拥有良好教师职业道德的教师队伍是民办高等教育事业健康发展的根本保障。因此可以说民办高校教师职业道德建设是民办高校生存和发展的基础。本文采取文献研究法、实地调查法、经验总结法等研究方法对我国民办高校教师职业道德建设进行比较系统深入的探讨。文章除引言外,其分四章。首先,阐述了民办高校教师职业道德的基本内涵。其中对民办高校、民办高校教师、教师职业道德等概念进行了界定。其次,论述了加强民办高校教师职业道德建设的重要意义。本文认为,加强民办高校教师职业道德建设,不仅有利于学生思想道德素质的提高,而且有利于教师人格的完善和民办教育事业的健康发展。三是在实地调研的基础上,分析了我国民办高校教师职业道德中存在的主要问题及其原因。四是从政府、学校、教师三个层面提出了加强民办高校教师职业道德建设的基本对策。旨在为加强民办高校教师职业道德建设,推动民办高等教育事业健康发展提供理论支撑和对策建设。

关键词：民办高校教师职业道德建设问题原因对策