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VSC-HVDC输电系统的无源性控制器设计

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电力系统及其自动化学报 2013年第2期25卷 124-129页

作者：李升来王奔刘向向侯荣均西南交通大学电气工程学院成都610031

为了提高VSC-HVDC的控制性能,采用无源性理论,应用双闭环控制策略设计其控制器。首先建立基于dq坐标系下VSC-HVDC暂态数学模型的Euler-Lagrange模型,采用能量成型的方法,设计无源控制器,实现交流侧电流的快速跟踪和直流侧电压恒定,并且... 详细信息

为了提高VSC-HVDC的控制性能,采用无源性理论,应用双闭环控制策略设计其控制器。首先建立基于dq坐标系下VSC-HVDC暂态数学模型的Euler-Lagrange模型,采用能量成型的方法,设计无源控制器,实现交流侧电流的快速跟踪和直流侧电压恒定,并且达到有功和无功功率独立控制的目的。最后建立基于Maltlab的仿真模型进行仿真分析,结果表明所设计的控制器具有良好的暂态控制性能和较强的鲁棒性。

关键词：高压直流电压源换流器能量函数无源控制器能量整形

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基于EL模型的MMC无源控制器设计

工矿自动化 2014年第3期40卷 74-79页

作者：李云丰宋平岗江浪段程亭华东交通大学电气与电子工程学院江西南昌330013

建立了基于开关状态函数的MMC电磁暂态数学模型,设计了改进的基于EL模型的MMC无源控制器。该控制器采用误差控制方式,即通过控制误差为零使得MCC控制系统实际输出的物理量跟踪参考给定值;为使误差能量快速衰减为零,加快耗散特性,引入了... 详细信息

建立了基于开关状态函数的MMC电磁暂态数学模型,设计了改进的基于EL模型的MMC无源控制器。该控制器采用误差控制方式,即通过控制误差为零使得MCC控制系统实际输出的物理量跟踪参考给定值;为使误差能量快速衰减为零,加快耗散特性,引入了阻尼矩阵;为消除稳态残差电压,将MMC直流电压引入控制系统,与参考电压相比较,经PI调节后与参考有功分量相加得到最终的有功参考分量。仿真结果表明,该控制器能够完全跟踪参考给定值,同时能降低电压波动范围,具有较好的动态响应特性。

关键词：无源控制器模块化多电平换流器高压直流输电电磁暂态数学模型 EL模型稳态残差电压阻尼矩阵

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STATCOM无源性控制器的设计研究

通信电源技术 2013年第3期30卷 4-7页

作者：王吉庆邓大磊付永良西南交通大学电气工程学院四川成都610031

为了提高静止同步补偿器(static synchronous compensator,STATCOM)的控制性能,采用无源性理论,应用双闭环控制策略设计其控制器。首先建立基于dq坐标系下STATCOM暂态数学模型的Euler-Lagrange模型,外环应用PI控制器,内环采用能量成型... 详细信息

为了提高静止同步补偿器(static synchronous compensator,STATCOM)的控制性能,采用无源性理论,应用双闭环控制策略设计其控制器。首先建立基于dq坐标系下STATCOM暂态数学模型的Euler-Lagrange模型,外环应用PI控制器,内环采用能量成型的方法,设计无源控制器,实现交流侧电流的快速跟踪和直流侧电压稳定,并且达到无功功率控制的目的。最后建立基于Maltlab的仿真模型进行仿真分析,结果表明所设计的控制器具有较强的动态响应性能和良好的暂态控制性能。

关键词：静止同步补偿器双闭环控制无功补偿能量函数无源控制器

基于EL模型的Boost型DC/DC变换器无源控制器

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北京信息科技大学学报（自然科学版） 2012年第5期27卷 17-20页

作者：王久和北京信息科技大学自动化学院北京100192

根据boost型DC/DC变换器的EL(EL,Euler-Lagrange)模型和无源控制理论,设计了无源控制器。由于无源控制理论是基于能量控制,属系统的本质控制,则无源控制器具有简单、鲁棒性好及工程易于实现的特点。计算机仿真结果表明boost型DC/DC变换... 详细信息

根据boost型DC/DC变换器的EL(EL,Euler-Lagrange)模型和无源控制理论,设计了无源控制器。由于无源控制理论是基于能量控制,属系统的本质控制,则无源控制器具有简单、鲁棒性好及工程易于实现的特点。计算机仿真结果表明boost型DC/DC变换器无源控制器是可行的。

关键词： DC DC变换器 EL模型无源控制器存储函数阻尼注入

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弱电网下无锁相环的并网逆变器无源控制策略

电机与控制学报 2022年第3期26卷 127-136页

作者：黄敏陈凡吴卫民姚志垒上海海事大学物流工程学院上海201306

并网逆变器工作在弱电网(高阻抗电网)时性能会受到较大影响,这归因于在非常弱的电网下,锁相环与电流环控制之间的相互耦合作用会导致弱电网中的谐波问题,甚至使系统不稳定。在设计分析控制系统时,通常忽略锁相环而产生未建模分析的影响... 详细信息

并网逆变器工作在弱电网(高阻抗电网)时性能会受到较大影响,这归因于在非常弱的电网下,锁相环与电流环控制之间的相互耦合作用会导致弱电网中的谐波问题,甚至使系统不稳定。在设计分析控制系统时,通常忽略锁相环而产生未建模分析的影响。针对此问题,提出了一种无锁相环的控制策略,该策略是通过直接功率控制理论推导出的矢量电流控制,结合了两者的优点。为了给功率计算提供更加精准可靠的电压信息,采用了一种基于二阶广义积分原理的电压观测器,避免了使用电压传感器和锁相环。此外,为使该策略在非理想条件下具有更好的稳定性和抗干扰能力,由推导的电流模型设计了具有鲁棒性的无源控制器。最后在高阻抗、容性电网条件下进行了实验验证,表明了所提控制具有增强的动态性能和鲁棒性。

关键词：并网逆变器弱电网锁相环直接功率控制无源控制器动态性能鲁棒性

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单向混合三相电压航空整流电路功率控制

控制工程 2023年第2期30卷 332-338页

作者：张爽曹太强胡杰卢俊民代锦西华大学电气与电子信息学院四川成都610039 西华大学流体及动力机械教育部重点实验室四川成都610039 中国人民解放军78111部队 610000 成都地铁运营一分公司四川成都610039 绵阳富临精工股份有限公司四川绵阳621000

为了满足航空中频电源高效率、高可靠性及低谐波畸变率的要求,针对单向混合三相电压型整流器(UHTPVSR)拓扑结构特点,提出了一种最优功率控制策略。首先,对UHTPVSR进行总功率计算,按Vienna整流器承担较小负载功率,且确保其输入电流不失... 详细信息

为了满足航空中频电源高效率、高可靠性及低谐波畸变率的要求,针对单向混合三相电压型整流器(UHTPVSR)拓扑结构特点,提出了一种最优功率控制策略。首先,对UHTPVSR进行总功率计算,按Vienna整流器承担较小负载功率,且确保其输入电流不失真的情况下,得到Vienna与SSTPR之间的最优功率配比;其次,通过输出功率瞬时值,按最优功率配比,计算出功率外环有功参考电流的前馈参考值,从而设计内环无源电流控制器。理论分析和仿真结果表明,当功率配比kPaa=0.5时,UHTPVSR效率为90.3%,SSTPR效率为94%,Vienna效率为86.7%,且UHTPVSR谐波畸变率为3.3%。

关键词：航空电源无源控制器混合整流器功率配比

模块化级联型SMES变流器及其总分式功率无源控制策略

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电力自动化设备 2020年第8期40卷 54-61页

作者：雷勇刘晖朱英伟林晓冬四川大学电气工程学院四川成都610065 国网四川成都供电公司四川成都610041

为实现超导磁储能系统(SMES)的大规模可扩展式应用,提高控制系统的动态性能和鲁棒性,改进级联型SMES变流器的电路拓扑,并设计基于无源控制器的总分式功率控制策略。采用二阶广义积分构造虚拟轴,实现单相电路的坐标变换;证明了无源系统... 详细信息

为实现超导磁储能系统(SMES)的大规模可扩展式应用,提高控制系统的动态性能和鲁棒性,改进级联型SMES变流器的电路拓扑,并设计基于无源控制器的总分式功率控制策略。采用二阶广义积分构造虚拟轴,实现单相电路的坐标变换;证明了无源系统反馈互联后仍保持端口受控哈密尔顿模型结构的特征,分别在交、直流侧设计控制策略,降低了控制设计的复杂度;提出总分式功率控制策略,实现系统并网总功率和各级联模块分功率的独立控制;分别在交、直流侧设计无源控制器,提高了系统控制的动态性能和稳定性。仿真分析验证了模块化级联型SMES变流器及其总分式功率无源控制策略的有效性。系统具备模块化特征,可实现灵活扩展以及各超导磁体功率的独立控制,并具有更快的响应速度、更小的超调量和更好的并网电流质量。

关键词：级联型SMES 变流器可扩展无源控制器端口受控哈密尔顿模型功率控制

电网不平衡下基于SGSC和PBC的DFIG风电系统的协调控制策略

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太阳能学报 2021年第4期42卷 351-358页

作者：程启明王玉娇程尹曼魏霖沈磊上海电力大学自动化工程学院上海200090 上海电力公司市北供电分公司上海200041 同济大学电子与信息工程学院上海201804

针对双馈异步发电机(doubly fed induction generators,DFIG)风电系统在电网电压不平衡时存在的问题,该文提出一种基于DFIG风电系统的协调控制策略,其创新之处在于把串联网侧转换器(serial grid-side converter,SGSC)与无源控制器(passi... 详细信息

针对双馈异步发电机(doubly fed induction generators,DFIG)风电系统在电网电压不平衡时存在的问题,该文提出一种基于DFIG风电系统的协调控制策略,其创新之处在于把串联网侧转换器(serial grid-side converter,SGSC)与无源控制器(passivity-based controller,PBC)2种结构结合在一起,其中SGSC可抑制系统输出功率2次谐波脉动,PBC控制可提高系统控制性能。该协调策略不仅可实现直流母线电压恒定、网侧有功/无功无2次谐波脉动和网侧电流无负序分量几种控制目标,且实现了定子电流平衡和转子电流平衡,DFIG输出功率和电磁转矩无2次谐波脉动。软件仿真平台上实验结果验证了所提控制策略的正确性和优越性。

关键词：风电双馈异步发电机不平衡电网电压无源控制器协调控制串联网侧变换器

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基于LESO的海上风机塔架振动无源控制

中国电机工程学报 2018年第19期38卷 5854-5862页

作者：任丽娜杨欢欢毛晨红刘福才工业计算机控制工程河北省重点实验室(燕山大学)

以海上永磁同步风力发电系统为研究对象,考虑风、波浪载荷对海上风机支撑结构的影响,研究塔架前后/两侧振动的控制及干扰抑制问题。将波浪载荷作为外部干扰,提出基于线性扩张状态观测器的塔架振动无源控制方法。首先,根据海上塔架振动... 详细信息

以海上永磁同步风力发电系统为研究对象,考虑风、波浪载荷对海上风机支撑结构的影响,研究塔架前后/两侧振动的控制及干扰抑制问题。将波浪载荷作为外部干扰,提出基于线性扩张状态观测器的塔架振动无源控制方法。首先,根据海上塔架振动的基本模型建立反映系统物理结构特性的端口受控哈密尔顿（port-controlled Hamiltonian,PCH）模型。然后,进行无源控制器（passivity-based controller,PBC）和线性扩张状态观测器（linear extended state observer,LESO）的设计,通过LESO对干扰进行观测,无源控制器用于实现塔架振动的抑制,并对LESO的估计能力和闭环系统的稳定性进行理论分析。最后,与线性自抗扰控制（linearactive disturbance rejection control,LADRC）策略和无源控制策略进行仿真对比,仿真结果表明提出控制策略的有效性。

关键词：海上风机塔架前后/两侧振动无源控制器线性扩张状态观测器线性自抗扰控制器