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Constructing an Energy Function for Power Systems with DFIGWT Generation Based on a Synchronous-generator-mimicking Model

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CSEE Journal of Power and Energy Systems 2022年第1期8卷 64-75页

作者： Yang Liu Chenying Xu Zehui Lin kaishun xiahou Q.H.Wu the School of Electric Power Engineering South China University of TechnologyGuangzhou 510640China

In this paper we construct an energy function for multi-machine power systems with doubly-fed induction generator-based wind turbine(DFIGWT)according to a synchronous-generator-mimicking(SGM)model of the DFIGWT.An SGM model is proposed to approximate the dynamics of a DFIGWT.Similar to the modelling of a synchronous generator(SG),the internal dynamics of a DFIGWT are also described with differential equations of newly constructed virtual rotor angle and internal electromotive force(EMF)in the SGM model.Moreover,the power flow of a DFIGWT is expressed by nonlinear functions of its virtual rotor angle and internal EMF.The SGM model bridges the gap between the irregular and complex modelling of DFIGWTs and the well-developed energy function construction techniques for SG models.Based on the SGM model,a numerical energy function is constructed for power systems with DFIGWT generation.Both theoretical analysis and numerical studies were undertaken to validate that the proposed energy function satisfies the necessary conditions for an energy function of a power system.

关键词： DFIGWT energy function multi-machine power systems synchronous-generator-mimicking model

Equivalent Hamiltonian Equations Modelling and Energy Function Construction for MMC-HVDC in Hybrid AC/DC Power Systems

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CSEE Journal of Power and Energy Systems 2021年第4期7卷 821-831页

作者： Yang Liu Zehui Lin kaishun xiahou Yuqing Lin Q.H.Wu School of Electric Power Engineering South China University of TechnologyGuangzhou 510640China

This paper proposes an equivalent Hamiltonian equations model for the modular multilevel converter-based high-voltage direct-current(MMC-HVDC)transmission system,and constructs an energy function for multi-machine power systems with MMC-HVDC transmission lines.The equivalent Hamiltonian equations model is verified to be able to track the power output dynamics of the full model of an MMC-HVDC transmission system.Both theoretical and numerical studies have been undertaken to validate that the energy function proposed for hybrid AC/DC systems satisfies the conditions of an energy function.The work of this paper bridges the gap between the well-developed direct methods of transient stability analysis and power systems with MMC-HVDC transmission lines.

关键词： Energy function equivalent Hamiltonian equations model hybrid AC/DC power system MMC-HVDC transient stability

Robust Bang-Bang Control of Disturbed Nonlinear Systems Based on Nonlinear Observers

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CSEE Journal of Power and Energy Systems 2020年第1期6卷 193-202页

作者： Yang Liu kaishun xiahou Q.H.Wu Hui Pang Guangfu Tang School of Electric Power Engineering South China University of TechnologyGuangzhou 510640China State Key Laboratory of Advanced Transmission Technology Global Energy Interconnection Research InstituteBeijing 102202China

This paper proposes a robust bang-bang controller(RBC)based on the high-gain nonlinear observer for a nonlinear system with intermittent disturbances.The intermittent distur-bances are able to model the system faults and sudden changes of operating conditions of practical nonlinear systems.A bang-bang constant funnel controller(BCFC)is employed,and the largest control capabilities of the control system is explored to stabi-lize the nonlinear system against the disturbances.The BCFC functions with the estimates of tracking error of control target and its derivatives estimated with a high-gain state observer,which eliminates the requirement on the derivative calculations of the system output tracking error.The error convergence of the observer is verified.The closed-loop stability of the RBC is proved in a bounded-input bounded-state sense.Simulation studies are undertaken with a single-machine infinite-bus(SMIB)power system to test the performance of the RBC.

关键词： Bang-bang constant funnel controller disturbed nonlinear system high-gain observer

On the State-dependent Switched Energy Functions of DFIG-based Wind Power Generation Systems

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CSEE Journal of Power and Energy Systems 2020年第2期6卷 318-328页

作者： Yang Liu Zehui Lin kaishun xiahou Mengshi Li Q.H.Wu School of Electric Power Engineering South China University of TechnologyGuangzhou 510640China

This paper proposes a novel state-dependent switched energy function(SdSEF)for general nonlinear autonomous systems,and constructs an SdSEF for doubly-fed induction generator(DFIG)-based wind power generation systems(WPGSs).Different from the conventional energy function,SdSEF is a piece-wise continuous function,and it satisfies the conditions of conventional energy functions on each of its continuous segments.SdSEF is designed to bridge the gap between the well-developed energy function theory and the description of system energy of complex nonlinear systems,such as power electronics converter systems.The stability criterion of nonlinear autonomous systems is investigated with SdSEF,and mathematical proof is presented.The SdSEF of a typical DFIGbased WPGS is simulated in the whole processes of a grid fault and fault recovery.Simulation results verify the negativeness of the derivative of each continuous segment of the SdSEF.

关键词： Doubly-fed induction generator state-dependent switched energy function wind power generation system

基于深度置信网络的双馈风机变换器开路故障诊断

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电力工程技术 2021年第1期40卷 188-194页

作者：夏候凯顺李波华南理工大学电力学院广东广州510641 国网江苏省电力有限公司电力科学研究院江苏南京211103

双馈风机的定子与电网直接连接,转子通过转子侧变换器和网侧变换器与电网进行功率交换。变换器的电力电子开关容易发生开路故障,影响双馈风机的安全稳定运行。文中针对双馈风机常见的变换器开路故障,提出一种基于深度置信网络的故障诊... 详细信息

双馈风机的定子与电网直接连接,转子通过转子侧变换器和网侧变换器与电网进行功率交换。变换器的电力电子开关容易发生开路故障,影响双馈风机的安全稳定运行。文中针对双馈风机常见的变换器开路故障,提出一种基于深度置信网络的故障诊断方法。首先分析了双馈风机在转子侧变换器和网侧变换器的单个和双个开关管故障下的输出响应。基于双馈风机的变换器开路故障数据,构造多层受限玻尔兹曼机结构,充分利用深度置信网络优异的模式识别能力,深度提取不同故障条件和运行工况下转子电流和网侧电流的信号特征,提高算法准确度。仿真结果表明,该故障诊断方法能够准确识别单开关和双开关的多类型复杂故障。

关键词：双馈风机转子侧变换器网侧变换器故障诊断深度学习

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基于双目云台相机的目标跟踪系统建模与仿真

系统仿真学报 2015年第2期27卷 362-368页

作者：夏候凯顺陈善星邬依林华南理工大学自动化科学与工程学院广州510640 广东第二师范学院计算机科学系广州510310

对双目云台相机目标跟踪系统的各个环节建立数学模型。采用扩展Kalman滤波(Extended Kalman Filter,EKF)作为定位跟踪算法,利用双目云台相机在水平方向、垂直方向转动角及其相对位置估计出目标实时位置;针对云台相机建模过程中相机外部... 详细信息

对双目云台相机目标跟踪系统的各个环节建立数学模型。采用扩展Kalman滤波(Extended Kalman Filter,EKF)作为定位跟踪算法,利用双目云台相机在水平方向、垂直方向转动角及其相对位置估计出目标实时位置;针对云台相机建模过程中相机外部参数随云台旋转发生变化的问题,提出一种云台相机实时标定方法;利用云台相机模型将目标估计位置投影到相机图像平面,提取出目标的图像特征作为视觉伺服系统的反馈信息控制云台旋转跟踪目标轨迹。在Matlab/Simulink环境下搭建仿真模型,仿真结果证实了方案的可行性和有效性,为视觉伺服控制器进一步设计提供了仿真平台。

关键词：云台相机双目立体视觉目标跟踪 EKF 视觉伺服

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基于自适应分簇的改进RSSI定位算法

微电子学与计算机 2014年第5期31卷 103-106页

作者：夏候凯顺余辉荣邬依林叶景志华南理工大学控制与优化中心广东广州510640 广东第二师范学院计算科学系广东广州510310

针对RSSI定位中RSSI值容易受外界环境干扰的数据源精度问题,提出一种自适应分簇策略,从锚节点中优选节点形成一个工作簇为定位算法提供可靠观测数据;针对传统的RSSI最小二乘定位算法的不足,提出一种改进的加权最小二乘法.实验结果表明,... 详细信息

针对RSSI定位中RSSI值容易受外界环境干扰的数据源精度问题,提出一种自适应分簇策略,从锚节点中优选节点形成一个工作簇为定位算法提供可靠观测数据;针对传统的RSSI最小二乘定位算法的不足,提出一种改进的加权最小二乘法.实验结果表明,此算法的准确率和定位精度都有较大提高,具有良好的定位效果.

关键词： RSSI 自适应分簇节点定位加权最小二乘定位算法

基于Kalman滤波的无线传感器网络多目标跟踪

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中山大学学报（自然科学版） 2014年第2期53卷 18-22页

作者：夏候凯顺严娟叶小朋余辉荣邬依林华南理工大学自动化科学与工程学院广东广州510640 广东第二师范学院计算机科学系广东广州510310

设计无线传感器网络多目标跟踪系统,分析系统跟踪性能的影响因素,提出基于单点观测的扩展卡尔曼滤波(Extended Kalman Filter,EKF)算法和基于Kalman滤波算法预测功能的节点自适应调度策略,并引入多种事件辅助机制。实验结果表明,该算法... 详细信息

设计无线传感器网络多目标跟踪系统,分析系统跟踪性能的影响因素,提出基于单点观测的扩展卡尔曼滤波(Extended Kalman Filter,EKF)算法和基于Kalman滤波算法预测功能的节点自适应调度策略,并引入多种事件辅助机制。实验结果表明,该算法和调度策略能够实现多目标实时跟踪,且具有减少计算量、缩短测量周期、降低能量消耗、提高跟踪精度等优点。

关键词：无线传感器网络目标跟踪自适应节点调度

基于长短期记忆网络的永磁同步风机变换器开路故障诊断研究

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微电机 2021年第2期54卷 35-40页

作者：李波夏候凯顺国网江苏省电力有限公司营销服务中心南京210036 华南理工大学电力学院广州510641

永磁同步风机通过全功率背靠背变换器与电网连接,实现风能与电能的转换。风机的运行环境恶劣,变换器的电力电子开关器件容易发生开路故障,影响风力发电系统的正常运行。针对永磁同步风机网侧变换器和机侧变换器常见的开关管开路故障,提... 详细信息

永磁同步风机通过全功率背靠背变换器与电网连接,实现风能与电能的转换。风机的运行环境恶劣,变换器的电力电子开关器件容易发生开路故障,影响风力发电系统的正常运行。针对永磁同步风机网侧变换器和机侧变换器常见的开关管开路故障,提出一种基于长短期记忆网络的故障诊断算法。分析变换器开关管故障下的永磁同步风机输出变化,基于风机变换器开路故障样本数据,构造具有多隐藏层的网络结构挖掘信号中的隐藏信息,充分利用长短期记忆网络优异的模式识别能力,深度提取不同工作条件和故障状态下的网侧电流和发电机电流的信号特征,提高故障诊断性能。仿真结果表明,提出的故障诊断方法能够快速、准确地识别出永磁同步风机的变换器开路故障。

关键词：永磁同步风机变换器故障诊断长短期记忆网络