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一种混合有源电力滤波器的电流控制新方法

控制理论与应用 2011年第8期28卷 1151-1158页

作者：吴敬兵罗安彭双剑于力湖南大学电气与信息工程学院湖南长沙410082

针对可控器件的死区和数字化控制器存在的延时对系统整体性能产生消极的影响,提出一种新的电流跟踪控制策略,该控制策略以一个基于改进的Ziegler-Nichols方法实现参数优化的PI控制器和π补偿Smith预估器为基础.其中实现电流跟踪控制的... 详细信息

针对可控器件的死区和数字化控制器存在的延时对系统整体性能产生消极的影响,提出一种新的电流跟踪控制策略,该控制策略以一个基于改进的Ziegler-Nichols方法实现参数优化的PI控制器和π补偿Smith预估器为基础.其中实现电流跟踪控制的控制器算法是在Ziegler-Nichols方法优化PI控制参数的算法上的修正,较之传统的方法寻优PI控制器参数有着更好的控制效果;π补偿预估器的引入则可以有效地补偿系统控制中的延时,提高系统的响应速度和稳定性能,并提高系统的控制精度;同时利用时间乘以误差绝对值积分(ITAE)准则给出π补偿预估器参数与PI控制器参数间的数学关系式,实现了预估器参数的辨识.仿真和实验验证了所提控制策略的有效性,与模糊PI控制效果进行比较,具有更好的滤波效果.

关键词：延时有源电力滤波器 Ziegler—Nichols方法 π补偿预估器 ITAE准则

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混合有源电力滤波器的新型电流迭代学习控制

电工技术学报 2012年第8期27卷 133-140页

作者：吴敬兵罗安马伏军彭双剑福州电业局福州350009 湖南大学电气与信息工程学院长沙410082

混合有源电力滤波器可以动态抑制电网谐波电流和补偿容性无功功率,改善电网电能质量。针对传统PI型迭代学习控制算法在并联有源电力滤波器应用中的不足,算法收敛性严重依赖于学习控制的初始输入,迭代学习控制器的参数是定常值,会影响有... 详细信息

混合有源电力滤波器可以动态抑制电网谐波电流和补偿容性无功功率,改善电网电能质量。针对传统PI型迭代学习控制算法在并联有源电力滤波器应用中的不足,算法收敛性严重依赖于学习控制的初始输入,迭代学习控制器的参数是定常值,会影响有源滤波系统的控制性能。本文提出一种新型PI迭代学习控制算法,将其应用于混合有源电力滤波器系统的电流反馈控制中,得到了应用迭代算法的收敛性条件,并采用一种改进的Ziegler-Nichols方法对控制器参数进行了优化,以提高系统的控制精度。为了提高系统的动态响应性能,提出一种谐波电流误差的反馈-前馈控制策略,其中电流误差信号的D型前馈控制环节用于实现滤波器系统的电流快速补偿,同时利用一个三层BP神经网络对前馈控制增益进行优化。仿真和实验结果证明了该迭代算法及控制策略的可行性与有效性。

关键词：有源滤波器迭代控制 Ziegler-Nichols方法神经网络权值

静止无功补偿器与有源电力滤波器联合运行系统

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中国电机工程学报 2009年第3期29卷 56-64页

作者：帅智康罗安刘定国徐先勇彭双剑湖南大学电气与信息工程学院湖南省长沙市410082

提出一种具有功率因数校正、补偿负载不平衡和滤除电网谐波电流的静止无功补偿器(static var compensator,SVC)和有源电力滤波器(active power filter,APF)联合运行系统电路结构。其中,SVC由晶闸管控制电抗器(thyristor controlled reac... 详细信息

提出一种具有功率因数校正、补偿负载不平衡和滤除电网谐波电流的静止无功补偿器(static var compensator,SVC)和有源电力滤波器(active power filter,APF)联合运行系统电路结构。其中,SVC由晶闸管控制电抗器(thyristor controlled reactor,TCR)及固定电容器(fastness capacitor,FC)组成,主要用来快速补偿无功,并通过对其三相不对称控制来消除电网三相不对称和负序电流;APF部分主要用来消除电网及SVC引起的谐波电流,同时抑制固定电容器与电网等效阻抗间可能的串并联谐振。在分析SVC和APF联合运行系统基本工作原理的基础上,对联合运行时的控制方法进行研究。仿真和实验结果证明了该联合运行系统的可行性。

关键词：谐波治理广义积分迭代控制无功补偿平衡化补偿静止无功补偿器有源电力滤波器联合运行系统

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LCL滤波器的单相光伏并网控制策略

中国电机工程学报 2011年第21期31卷 17-24页

作者：彭双剑罗安荣飞吴敬兵吕文坤湖南大学电气与信息工程学院湖南省长沙市410082

单相光伏并网发电系统采用LCL滤波器有利于抑制高频开关谐波电流进入电网,但是LCL滤波器增加了系统的阶数,增大了系统稳定性的设计难度。直流侧电压外环、网侧电流内环的双环控制策略适用于采用L或者LC滤波器的单相光伏并网发电系统,但... 详细信息

单相光伏并网发电系统采用LCL滤波器有利于抑制高频开关谐波电流进入电网,但是LCL滤波器增加了系统的阶数,增大了系统稳定性的设计难度。直流侧电压外环、网侧电流内环的双环控制策略适用于采用L或者LC滤波器的单相光伏并网发电系统,但不利于基于LCL滤波器系统的稳定性。提出一种电压环、功率环和电容电流环的并网控制策略,电压环稳定并网逆变器直流侧电容两端的电压,功率环调节光伏并网发电的功率因数,功率环和电容电流环共同提高系统的稳定性和抑制LCL滤波器引起的谐振尖峰。推导了系统的闭环传递函数,分析了控制参数对系统闭环极点分布和稳定性的影响。仿真和实验结果验证了所提控制策略的可行性。

关键词：闭环极点并网控制传递函数单相光伏发电电流控制功率调节 LCL滤波器稳定性

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MRAC方法及在单相并联APF中的应用

高电压技术 2010年第2期36卷 507-512页

作者：吴敬兵罗安徐先勇帅智康杨晓彭双剑湖南大学电气与信息工程学院长沙410082

模型参考自适应控制(model reference adaptive control,MRAC)方法具有机动性、适应性和鲁棒性,且能自动调节控制器增益而使系统稳定,为提高滤波系统的控制效果,将其应用到单相并联有源电力滤波器(active power filter,APF)中来减少电... 详细信息

模型参考自适应控制(model reference adaptive control,MRAC)方法具有机动性、适应性和鲁棒性,且能自动调节控制器增益而使系统稳定,为提高滤波系统的控制效果,将其应用到单相并联有源电力滤波器(active power filter,APF)中来减少电网的谐波电流和改善电能质量。非线性的单相APF系统模型不易设计其控制器以达到理想的谐波抑制效果,因而先应用广义线性化方法得到APF的近似线性模型,再通过构造Lyapunov Kra-sovskii泛函,设计一个自适应控制率渐近跟踪到系统的期望输出,并保证系统的全局渐进稳定性。仿真和实验结果显示,与PI控制方法比较,利用所提控制方法能更有效地抑制电网谐波电流,使电网电流与电源电压基本同相位。

关键词：广义线性化模型参考自适应有源电力滤波器李雅普诺夫泛函自适应控制率正定矩阵

低压微电网采用坐标旋转的虚拟功率V/f下垂控制策略

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电力系统自动化 2012年第2期36卷 47-51,63页

作者：周贤正荣飞吕志鹏罗安彭双剑湖南大学电气与信息工程学院湖南省长沙市410082

针对低压微电网线路与传统高压输电线路阻抗比的不同而引起的功率耦合问题,提出一种采用坐标旋转的虚拟功率控制策略。该方法通过坐标旋转正交变换矩阵,实现了功率的解耦控制,对采用下垂控制特性的电压/频率控制进行了改进,提出了新的... 详细信息

针对低压微电网线路与传统高压输电线路阻抗比的不同而引起的功率耦合问题,提出一种采用坐标旋转的虚拟功率控制策略。该方法通过坐标旋转正交变换矩阵,实现了功率的解耦控制,对采用下垂控制特性的电压/频率控制进行了改进,提出了新的下垂限幅控制算法。此外专门设计了低通滤波器,以有效降低谐波影响和增加控制精确性。考虑低压微电网孤网时负荷扰动和孤网至联网运行状态的切换,仿真验证了所提出的低压微电网控制器具有良好的适应能力。实验结果表明,该方法在低压微电网环境下能有效实现负荷变化时不同微电源间变化功率的共享,且频率和幅值较为稳定、动态效果好、工程实现简单,提高了系统功率分担的精确性和稳定性。

关键词：微电网微电源坐标旋转下垂控制低通滤波器

基于功率前馈的光伏并网控制方法及稳定性分析

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电网技术 2014年第9期38卷 2449-2454页

作者：沈瑶罗安陈燕东彭双剑湖南大学电气与信息工程学院湖南省长沙市410082 湖南省电力公司科学研究院湖南省长沙市410082

针对光伏并网逆变器,提出了一种基于功率前馈的电压电流双环比例积分(proportional integral,PI)控制方法,电压外环实现逆变直流侧的电压稳定,内环追踪交流侧并网电流。在并网电流指令中,引入功率前馈环节,加快系统响应速度,减少直流电... 详细信息

针对光伏并网逆变器,提出了一种基于功率前馈的电压电流双环比例积分(proportional integral,PI)控制方法,电压外环实现逆变直流侧的电压稳定,内环追踪交流侧并网电流。在并网电流指令中,引入功率前馈环节,加快系统响应速度,减少直流电压的稳态误差。根据双闭环系统的波特图和根轨迹图,分析了系统在某区域范围内的稳定性。针对功率前馈环节,仿真对比了有无功率前馈对系统性能的影响。搭建了2kW的单相光伏并网发电平台,并对系统进行了性能测试。仿真与实验结果表明:系统能长期稳定可靠运行且能快速响应外界变化,并网电流畸变率为2.8%。该系统已成功应用到光伏建筑一体化(building integrated photovoltaic,BIPV)系统中,具有较强的工程实践价值。

关键词：光伏并网逆变器功率前馈双闭环波特图根轨迹图稳态误差

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新型光伏逆变器及其前馈功率预测控制

电力自动化设备 2013年第6期33卷 119-123页

作者：郭镥罗安黎燕彭双剑湖南大学电气与信息工程学院湖南长沙410082 中南大学信息科学与工程学院湖南长沙410075

提出了一种新型光伏逆变器拓扑结构,其由罗氏升压电路、三相四开关逆变单元组成,可以有效提高光伏发电效率、降低光伏系统成本。针对该结构逆变器提出了一种新型前馈功率预测控制策略,其通过将自然环境分区后排列,然后逐一对其历史光伏... 详细信息

提出了一种新型光伏逆变器拓扑结构,其由罗氏升压电路、三相四开关逆变单元组成,可以有效提高光伏发电效率、降低光伏系统成本。针对该结构逆变器提出了一种新型前馈功率预测控制策略,其通过将自然环境分区后排列,然后逐一对其历史光伏最大功率进行寻优,从而确定相应的前馈功率预测值。该方法具有计算量小、运算速度快、实现简单、控制精度高、可靠性强的显著优点,可以省去传统逆变器控制的直流侧电压闭环,由逆变器本身完成光伏阵列的最大功率点跟踪功能,从而提高系统响应速度与可靠性。仿真与实验结果均验证了所提结构和控制方法的可行性及优越性。

关键词：光伏逆变器罗氏升压电路三相四开关单元前馈控制预测

SVC与STATCOM联合运行协调控制设计与仿真

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电力系统自动化 2008年第19期32卷 76-80页

作者：陈栋涂春鸣罗安盘宏斌彭双剑湖南大学电气与信息工程学院湖南省长沙市410082

针对静止无功补偿器(SVC)装置无法抑制电压闪变的缺点,提出了一种新型SVC与静止同步补偿器(STATCOM)构成的混杂装置以及基于模糊预测的联合运行方案,即利用小容量STATCOM抑制闪变配合大容量SVC补偿无功。对于抑制电压不平衡问题,探索了... 详细信息

针对静止无功补偿器(SVC)装置无法抑制电压闪变的缺点,提出了一种新型SVC与静止同步补偿器(STATCOM)构成的混杂装置以及基于模糊预测的联合运行方案,即利用小容量STATCOM抑制闪变配合大容量SVC补偿无功。对于抑制电压不平衡问题,探索了SVC分相控制的实现方法和效果。对含有混杂装置的单机无穷大系统的仿真结果验证了协调控制策略的有效性以及不平衡控制方法的正确性。

关键词：静止无功补偿器(SVC) 静止同步补偿器(STATCOM) 协调运行闪变抑制无功补偿模糊预测三相电压不平衡