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低压直流微电网新型主动限流器及控制策略

电力自动化设备 2024年第5期44卷 158-163页

作者：李霞林李佳鑫郭力邢建春杨启亮天津大学智能电网教育部重点实验室天津300072 陆军工程大学国防工程学院江苏南京210007

低压直流微电网中直流母线发生短路故障后,现有的被动式保护措施难以有效保护电力电子装置,并且当计及直流线路电感与变流器直流母线侧电容时,常规主动限流器会出现限流电感电流振荡的特性。详细分析了该电流振荡特性产生的机理,探究了... 详细信息

低压直流微电网中直流母线发生短路故障后,现有的被动式保护措施难以有效保护电力电子装置,并且当计及直流线路电感与变流器直流母线侧电容时,常规主动限流器会出现限流电感电流振荡的特性。详细分析了该电流振荡特性产生的机理,探究了系统参数变化对限流电感电流振荡峰值的影响。并提出了一种新型主动限流器拓扑结构及控制策略,该拓扑结构通过增加能量耗散支路,在限流器直流母线侧电容电压产生负压时导通,以此耗散能量,解决了电感电流振荡的问题。通过仿真与实验,验证了所提新型主动限流器对电感电流振荡特性抑制的有效性,且在不同工况下具有良好的鲁棒性。

关键词：低压直流微电网直流故障直流保护主动限流器控制策略

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面向主动探测式保护的变流器正交控制策略

电力自动化设备 2024年第3期44卷 75-81页

作者：陈福锋杨黎明宋国兵陈中薛明军东南大学电气工程学院江苏南京210018 国电南京自动化股份有限公司江苏南京210031 西安交通大学电气工程学院陕西西安710049

为避免主动探测式保护的变流器附加控制策略与原有基础控制策略之间相互干扰,提出了一种正交控制的方法。首先分析了新型电力系统中变流器的基础控制策略,针对空间矢量脉宽调制采用正序分量计算空间矢量的特点,设计了基于负序分量的附... 详细信息

为避免主动探测式保护的变流器附加控制策略与原有基础控制策略之间相互干扰,提出了一种正交控制的方法。首先分析了新型电力系统中变流器的基础控制策略,针对空间矢量脉宽调制采用正序分量计算空间矢量的特点,设计了基于负序分量的附加控制策略,保证基础控制系统、附加控制系统相互解耦。其次利用基础和附加控制策略处理后的不同信号频带,引入前置滤波环节,给出了常规应用场景下的正交控制策略;然后研究了脉冲信号的生成方式,分析了附加控制策略的适用场景;最后分析了探测信号生成对一次系统和传统保护的影响。

关键词：继电保护新型电力系统主动探测控制策略正交控制

展开式变体垂直起降飞行器气动布局与控制策略设计及飞行验证

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航空学报 2024年第6期45卷 149-166页

作者：陈其昌史志伟张维源姚灵珑童晟翔南京航空航天大学航空学院南京210016

垂直起降飞行器具有固定翼飞行器飞行航程远、飞行速度快的性能优势,又同旋翼飞行器一样机动灵活,具有垂直起降的功能,近年来成为飞行器研究领域的研究热点之一。尤其是尾座式垂直起降飞行器由于其结构简单、重量利用率高等优点,受到了... 详细信息

垂直起降飞行器具有固定翼飞行器飞行航程远、飞行速度快的性能优势,又同旋翼飞行器一样机动灵活,具有垂直起降的功能,近年来成为飞行器研究领域的研究热点之一。尤其是尾座式垂直起降飞行器由于其结构简单、重量利用率高等优点,受到了较多关注。本文提出了一种机翼可展开的尾座式变体垂直起降飞行器总体布局方案,为该布局设计了一种具有自锁功能的机翼变体驱动机构。利用风洞测力实验对飞行器固定翼巡航模态、四旋翼悬停模态及变体过渡过程的气动力进行研究,给出了飞行器在固定翼巡航模态下的配平能力与飞行性能,及前倾加速及变体过渡过程中的气动特性。并提出了一种升降副翼-旋翼协调航向增强控制策略,有效提升飞行器悬停模态的航向控制力矩。通过对飞行器变体转换过程的受力情况研究,为该构型飞行器设计了一种基于空速与俯仰姿态角的变体过渡控制策略。对该构型飞行器进行了飞行试验验证,结果表明飞行器在四旋翼悬停和固定翼巡航模态下表现出良好的操纵性和抗风能力,成功实现了平稳的无高度损失模态转换,验证了控制策略的有效性。

关键词：变体机翼展开尾座式垂直起降风洞实验控制策略飞行验证

复合式高速无人直升机飞行动力学建模与控制策略设计

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航空学报 2024年第9期45卷 121-140页

作者：聂博文王亮权黄志银何龙杨仕鹏颜鸿涛章贵川空天飞行空气动力科学与技术全国重点实验室绵阳621000 中国空气动力研究与发展中心低速空气动力研究所绵阳621000 北京航空航天大学航空科学与工程学院北京100191 中国空气动力研究与发展中心空天技术研究所绵阳621000

复合式高速无人直升机主要具有旋翼、机翼、螺旋桨、机身和平/垂尾等气动部件。各个部件之间的气动干扰复杂且会随前飞速度强烈、快速地变化,必须根据前飞速度修正飞行动力学模型参数,以获得较高的模型置信度;同时,必须根据前飞速度调... 详细信息

复合式高速无人直升机主要具有旋翼、机翼、螺旋桨、机身和平/垂尾等气动部件。各个部件之间的气动干扰复杂且会随前飞速度强烈、快速地变化,必须根据前飞速度修正飞行动力学模型参数,以获得较高的模型置信度;同时,必须根据前飞速度调整飞行控制策略,动态实现整个速度包线稳定可控飞行。为此,建立了复合式高速无人直升机飞行动力学机理模型,利用全机组合风洞配平试验数据进行了模型修正,有效提高了数学模型置信度;在配平点处,将非线性动力学模型线性化,获得了开环本体动力学特性随前飞速度的演化规律,并评估了控制增稳系统对闭环操稳性能的改善效果;在经典控制架构基础上,针对复合式高速无人直升机的升力、推力和偏航复合特性,设计了前馈补偿、回路加权和控制分配策略,并开展了仿真和试飞验证。研究结果表明:所建立的非线性动力学模型具有较高置信度,数学模型配平结果与风洞试验配平试验结果一致性较好;高/低阶线性模型的特征根分布规律基本一致,操纵响应历程与非线性动力学模型吻合较好;速度包线范围内升力、推力、航向复合飞行控制策略的有效性通过了飞行仿真检验;成功开展了国内首款300 kg级复合式高速无人直升机原理样机试飞,验证了悬停和小速度状态下的飞行控制策略有效性。

关键词：复合式高速直升机飞行动力学风洞试验控制策略飞行仿真飞行试验

耦合相变储能的火电机组集成系统控制策略优化及效果分析

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中国电机工程学报 2024年第18期44卷 7235-7246,I0012页

作者：王珠刘明赵永亮王朝阳严俊杰动力工程多相流国家重点实验室(西安交通大学) 陕西省西安市710049

提升火电机组调峰调频能力是构建新型电力系统的重要举措。该文从锅炉-汽轮机能流解耦角度出发,设计抽取部分中压缸排汽进行储热的相变储能系统,与火电机组耦合后形成机-炉-储集成系统,提出重构机-炉-储三主体负荷指令的控制策略,并以某... 详细信息

提升火电机组调峰调频能力是构建新型电力系统的重要举措。该文从锅炉-汽轮机能流解耦角度出发,设计抽取部分中压缸排汽进行储热的相变储能系统,与火电机组耦合后形成机-炉-储集成系统,提出重构机-炉-储三主体负荷指令的控制策略,并以某660 MW(P_(e0)=660 MW)超超临界机组为例进行效果评估。考虑中压缸排汽参数后,选取融化温度为117.7℃的赤藓糖醇为储能材料,研究抽汽比例对机组降负荷性能的影响。结果表明:当中压缸排汽的抽汽比例由0.00变为0.85时,机组等效降负荷速率由2.00%P_(e0)/min提升至5.13%P_(e0)/min,柔性明显增强;储能系统中储热量最大为118.73 GJ,储(火用)量最大为28.97 GJ;负荷指令重构后,系统瞬态过程中热效率增加,最大增加了1.85%,(火用)效率降低,最大降低了2.23%。

关键词：火电机组相变储能集成系统指令重构控制策略

新型多频率三端口模块化多电平换流器拓扑及其控制策略

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高电压技术 2024年第8期50卷 3693-3704,I0028-I0030页

作者：闫书豪孟永庆段子越王天一王秀丽王锡凡西安交通大学电气工程学院西安710049 西安交通大学陕西省智能电网重点实验室西安710049

未来电网中将会存在的工频、直流与低频等多种频率,而传统换流器仅能实现交-交、交-直两种频率电气量间的能量交换。为此,提出一种新的多频率三端口模块化多电平换流器(multi-frequency triple-port modular multilevel converter,MFTP-... 详细信息

未来电网中将会存在的工频、直流与低频等多种频率,而传统换流器仅能实现交-交、交-直两种频率电气量间的能量交换。为此,提出一种新的多频率三端口模块化多电平换流器(multi-frequency triple-port modular multilevel converter,MFTP-MMC)拓扑,该拓扑结构简单对称,能够直接实现工频-低频-直流的功率变换和频率控制,不存在无功约束问题,可以输出2倍直流电压,具有直流故障自清除功能。针对MFTP-MMC拓扑建立其dq坐标下的动态数学模型,实现了系统2种交流频率分量同直流分量的解耦,在此基础上给出相应的控制策略,包括内环电流控制、环流控制、子模块均压控制以及外环功率控制,其物理概念清晰、控制性能良好。进一步,给出了桥臂无功分配系数的优化方法。同时针对其拓扑提出直流侧故障时闭锁以及故障后软起动策略。MATLAB/Simulink平台下的一系列仿真结果验证了所提MFTP-MMC拓扑和数学模型的正确性及其控制策略的有效性。

关键词：多频率三端口换流器柔性低频输电系统直流故障阻断数学模型控制策略桥臂无功分配

寒区危险路段半挂汽车列车横向稳定性控制策略

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吉林大学学报（工学版） 2024年第4期54卷 996-1006页

作者：都雪静王宁张杰裴玉龙东北林业大学交通学院哈尔滨150040

针对半挂汽车列车在寒区山地公路危险路段行驶会发生折叠、甩尾和侧翻的问题,以国内某款半挂汽车列车为研究对象,基于汽车动力学理论建立六自由度半挂汽车列车动力学数学模型;运用Truck-sim完成半挂汽车列车整车模型和危险路段模型的建... 详细信息

针对半挂汽车列车在寒区山地公路危险路段行驶会发生折叠、甩尾和侧翻的问题,以国内某款半挂汽车列车为研究对象,基于汽车动力学理论建立六自由度半挂汽车列车动力学数学模型;运用Truck-sim完成半挂汽车列车整车模型和危险路段模型的建立,依据半挂汽车列车发生侧翻和横摆失稳的原理,确定了半挂汽车列车侧翻和横摆失稳的判定条件。以半挂汽车列车的理想状态参数和实际状态参数的差值为控制目标,借助Simulink建立了基于线性二次型调节器(LQR)控制算法和差动制动的半挂汽车列车防侧翻和横摆失稳控制策略;选取哈牡高速公路较为典型的危险路段,改变路面附着系数对应不同实际情况下的路面,通过Truck-sim与Simulink联合仿真进行场景重构,对本文控制策略进行仿真试验。结果表明:在哈牡高速公路K398-K406段S形弯道公路上,路面附着系数为0.1、0.25和0.35时,能够实现牵引车侧倾角最大值减小0.05°、0.04°和0.1°,半挂车侧倾角最大值减小0.04°、0.01°和0.1°,路面附着系数为0.35时,减小幅度最大,分别为40%和23.26%。在哈牡高速公路K273-K274段弯坡路上,路面附着系数为0.1时,控制策略有效阻止了车辆的侧翻,路面附着系数为0.25和0.35时,控制策略下侧倾角最大值减小0.04°和0.02°,对应减小幅度为16%和3.92%。控制策略能够有效降低牵引车和半挂车侧向加速度、横摆角速度及侧倾角的峰值,对侧倾角的控制尤为明显,可以避免冰雪天气下半挂汽车列车行驶在弯坡路时出现侧翻等危险事故。

关键词：汽车工程半挂汽车列车寒区危险路段横向稳定性控制策略

高压控制策略对CO_(2)热泵热水器长期能效影响

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工程热物理学报 2024年第2期45卷 324-327页

作者：赵晓璇何宇佳成家豪张春路同济大学机械与能源工程学院上海201804

CO_(2)热泵热水器的高压控制策略在部件性能长期衰减影响下会造成额外的性能损失。本文对CO_(2)热泵热水器进行了系统仿真计算,引入部件衰减因子来模拟长期运行影响,对不同的典型离线控制策略进行了COP和APF损失率的对比研究,以此评估... 详细信息

CO_(2)热泵热水器的高压控制策略在部件性能长期衰减影响下会造成额外的性能损失。本文对CO_(2)热泵热水器进行了系统仿真计算,引入部件衰减因子来模拟长期运行影响,对不同的典型离线控制策略进行了COP和APF损失率的对比研究,以此评估各方法应对长期部件性能衰减的鲁棒性。结果表明,在名义工况下,面向换热器性能衰减,控制参数为环境温度和气冷器出口温度的策略COP平均损失率最小,而控制环境温度和出水温度的策略则更适于压缩机衰减显著的情景。控制蒸发温度和气冷器出口温度的方法应对全年性能衰减时鲁棒性较好,APF平均损失率可降至2.52%。

关键词： CO_(2)热泵控制策略长期能效评估 APF

基于扭矩闭环的人-车协同转向舒适性控制策略研究

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振动与冲击 2024年第11期43卷 217-226页

作者：韦宝侣卜腾辰何智成王煜凡彭晓燕湖南大学机械与运载工程学院长沙410082 上汽通用五菱汽车股份有限公司广西柳州545007

为了解决传统电动助力转向系统在变路面附着系数以及载荷变化工况下方向盘力矩的变化影响驾驶员舒适性的问题,提出了一种基于修正线性三自由度动力学模型的扭矩闭环人-车协同转向舒适性控制策略。首先,通过驾驶员风格辨识建立横摆角速... 详细信息

为了解决传统电动助力转向系统在变路面附着系数以及载荷变化工况下方向盘力矩的变化影响驾驶员舒适性的问题,提出了一种基于修正线性三自由度动力学模型的扭矩闭环人-车协同转向舒适性控制策略。首先,通过驾驶员风格辨识建立横摆角速度与车速、方向盘力矩的非线性关系;其次,根据此非线性关系与操纵动力学稳态特性得到驾驶员期望回正力矩,再通过考虑车厢侧倾以及悬架导向装置变形的修正线性三自由度模型和轮胎模型对回正力矩进行精确计算,进而构建扭矩闭环控制器;然后,经扭矩闭环控制器计算得到的补偿助力力矩与基本助力力矩进行叠加获得最终的控制力矩。最后,通过Matlab/Simulink软件建立扭矩闭环系统仿真模型,验证了修正动力学模型的准确性,同时也验证了所提出的控制策略能有效减小方向盘力矩的波动,提升了驾驶员的舒适性。

关键词：电动助力转向(EPS) 车辆操纵动力学动力学模型控制策略