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基于模糊解耦线性自抗扰控制的混合微电网直流母线电压波动抑制策略

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南方电网技术 2024年第10期18卷 116-129页

作者：方响俞登科王亿夏霖国网浙江省电力有限公司杭州供电公司杭州311200 国网浙江省电力有限公司杭州市萧山区供电公司杭州311200 东南大学电气工程学院南京210096

针对由负载突变、扰动加入、系统并网等因素导致的混合微电网直流母线电压波动现象,提出了解耦型线性自抗扰控制策略。首先,根据混合微电网的电路结构建立了混合微电网变换器的数学模型;然后,为提升系统抗扰性对线性自抗扰做解耦处理,... 详细信息

针对由负载突变、扰动加入、系统并网等因素导致的混合微电网直流母线电压波动现象,提出了解耦型线性自抗扰控制策略。首先,根据混合微电网的电路结构建立了混合微电网变换器的数学模型;然后,为提升系统抗扰性对线性自抗扰做解耦处理,形成解耦型线性自抗扰;进一步地,为达到参数实时优化的目的引入模糊自适应优化算法,形成模糊解耦自抗扰控制策略;最后,搭建混合微电网的物理模型与数字模型,进行仿真与半实物仿真实验;结果显示模糊解耦自抗扰控制策略具有优异的直流母线电压波动抑制能力。

关键词：混合微电网模糊控制线性自抗扰母线电压波动解耦自抗扰

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考虑母线电压波动的光伏混合储能控制策略

计算机仿真 2024年第1期41卷 91-96页

作者：农宝翔杨超杨旗肖月贵州大学电气工程学院贵州贵阳550025 贵州电网有限责任公司电力科学研究院贵州贵阳550002 南方电网防冰减灾联合实验室贵州贵阳550002

混合储能是保障光伏系统稳定运行的重要技术之一。为保证光储系统稳定运行,提出了一种考虑母线电压波动的控制策略。通过将母线电压波动大小分解为正向和反向两种反馈,对混合储能系统中的超级电容电流内环参考电流进行调节,进而将母线... 详细信息

混合储能是保障光伏系统稳定运行的重要技术之一。为保证光储系统稳定运行,提出了一种考虑母线电压波动的控制策略。通过将母线电压波动大小分解为正向和反向两种反馈,对混合储能系统中的超级电容电流内环参考电流进行调节,进而将母线电压波动相关的量作为控制信号对超级电容功率进行调整,最后在Simulink中搭建了仿真平台。结果表明,相比传统控制策略,所提控制策略母线电压波动得到明显改善,同时蓄电池的输出功率也更加平滑,延长了蓄电池的使用寿命。

关键词：光伏母线电压波动控制策略混合储能

高压四象限变频器功率单元母线电压波动的分析

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大功率变流技术 2015年第3期 10-14页

作者：王璐琤上海辛格林纳新时达电机有限公司上海201800

基于能量守恒定律,建立了变频器中器件功率的微分方程,揭示了母线电压波动与电容器容量、母线给定电压、输出功率及频率等因素之间的关系;提出了一种不增加高压四象限变频器成本但能有效抑制母线电压波动的方法,其采用马鞍波脉宽调制(SA... 详细信息

基于能量守恒定律,建立了变频器中器件功率的微分方程,揭示了母线电压波动与电容器容量、母线给定电压、输出功率及频率等因素之间的关系;提出了一种不增加高压四象限变频器成本但能有效抑制母线电压波动的方法,其采用马鞍波脉宽调制(SAPWM调制方式),在逆变器相电压调制波中加入3次谐波。样机实验及Matlab仿真结果验证了该方法的正确性。

关键词：高压四象限变频器母线电压波动三次谐波无功补偿马鞍波脉宽调制(SAPWM)

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交直流混合微电网母线电压波动抑制策略

电力电子技术 2024年第4期58卷 105-108页

作者：李有亮刘航王波王海港国网安徽省电力有限公司安徽合肥230022 安徽明生恒卓科技有限公司安徽合肥230022

交直流混合微电网(HM)在运行过程中,其直流母线电压易受到连接在其母线上面的负荷扰动的影响而出现波动,降低了HM的直流母线电压质量,影响整个系统的可靠运行。针对上述问题,提出了一种全新的线性自抗扰控制策略,用于抑制HM直流母线电... 详细信息

交直流混合微电网(HM)在运行过程中,其直流母线电压易受到连接在其母线上面的负荷扰动的影响而出现波动,降低了HM的直流母线电压质量,影响整个系统的可靠运行。针对上述问题,提出了一种全新的线性自抗扰控制策略,用于抑制HM直流母线电压的波动。首先分析了造成直流母线电压波动的原因,并分析了传统控制策略的不足。然后,提出了一种基于线性自抗扰控制的直流母线电压波动抑制策略,该控制策略克服了传统控制策略存在超调量过大的问题,能对直流母线电压波动起到较好的抑制效果。最后通过搭建实验平台对所提控制策略的有效性进行了验证。

关键词：混合微电网线性自抗扰母线电压波动

T型三电平储能变流器直流母线电压改进自抗扰控制

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电力系统保护与控制 2024年第21期52卷 81-91页

作者：周杰皇金锋黄红杰王嘉力傅作超陕西理工大学电气工程学院陕西汉中723001 西安星源博锐新能源技术有限公司陕西西安710000

针对T型三电平储能变流器在受到扰动时直流母线电压容易波动的问题,提出了一种改进的线性自抗扰控制(linear active disturbance rejection control,LADRC)方法以增强直流母线电压的控制稳定性。该方法对线性扩张状态观测器(linear exte... 详细信息

针对T型三电平储能变流器在受到扰动时直流母线电压容易波动的问题,提出了一种改进的线性自抗扰控制(linear active disturbance rejection control,LADRC)方法以增强直流母线电压的控制稳定性。该方法对线性扩张状态观测器(linear extended state observer,LESO)进行了改进。首先,引入总扰动微分状态变量以提升扰动观测能力。其次,对观测器进行降阶处理,一方面降低观测器设计复杂度,另一方面降低相位滞后,提升扰动估计速度。最后,在总扰动通道上增加一个滞后补偿环节减弱噪声放大影响。通过上述改进实现了对系统总扰动的精确快速估计。基于频域分析,得出改进后的LADRC相比传统LADRC具有更优秀的抗扰性能。多组实验结果均表明,与PI控制和传统LADRC相比,在有功功率突变、无功功率突变以及电网电压跌落情况下,所提控制策略的直流母线电压超调量更小,暂态时间更短,验证了所提方法的有效性,保证了储能变流器的正常平稳运行。

关键词： T型三电平储能变流器母线电压波动自抗扰控制观测器频域分析

新能源多电压等级纯直流汇集系统母线扰动分析及母线间协调控制研究

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中国电机工程学报 2024年

作者：田艳军杨迪陆翌陈骞裘鹏刘黎王毅河北省分布式储能与微网重点实验室(华北电力大学电气与电子工程学院) 国网浙江省电力有限公司电力科学研究院国网浙江省电力有限公司舟山供电公司

柔性电力电子技术的发展使得新能源直流汇集系统成为一个重要方案选择。新能源纯直流汇集呈现多电压等级的特点，母线电压常采用单端换流站进行控制，系统存在负载扰动时，母线电压产生显著波动，影响系统稳定运行。针对这一问题，本文... 详细信息

柔性电力电子技术的发展使得新能源直流汇集系统成为一个重要方案选择。新能源纯直流汇集呈现多电压等级的特点，母线电压常采用单端换流站进行控制，系统存在负载扰动时，母线电压产生显著波动，影响系统稳定运行。针对这一问题，本文对多电压等级直流母线电压扰动特性进行了建模分析，提出一种多电压等级母线间的协调控制方法，将直流母线电压控制的任务通过协调控制，分配至母线两端直流变压器共同承担，达到有效抑制直流母线电压波动的效果，并与传统单端控制策略进行对比，论证协调控制方法的优越性。研究结果表明：所提母线协调控制可以有效提高直流母线电压的抗扰特性与稳定特性。最后，通过Matlab/Simulink软件仿真和搭建低压实验平台，验证所提协调控制策略的正确性和有效性。

关键词：直流汇集多电压等级母线电压波动母线协调控制

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电能质量治理装置直流母线电压控制策略

电力电子技术 2020年第3期54卷 104-107,113页

作者：陈振亮王勇上海交通大学上海200240

针对智能电能质量治理装置(SPC)在无功补偿及三相不平衡补偿时直流侧母线电压波动的问题,建立母线电压的共模波动和差模波动模型,并基于补偿电流的类型分析电压波动的频率和幅值,提出比例积分(PI)+自适应多准比例谐振(QPR)控制器并联的... 详细信息

针对智能电能质量治理装置(SPC)在无功补偿及三相不平衡补偿时直流侧母线电压波动的问题,建立母线电压的共模波动和差模波动模型,并基于补偿电流的类型分析电压波动的频率和幅值,提出比例积分(PI)+自适应多准比例谐振(QPR)控制器并联的直流母线电压控制策略。搭建了50 kvar三电平电能质量治理装置的样机,实验结果证明了波动模型分析和波动抑制策略的正确性。

关键词：电能质量治理母线电压波动准比例谐振

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直流微电网母线电压控制技术研究

直流微电网母线电压控制技术研究

作者：赵中田山东理工大学

学位级别：硕士

由于可灵活方便地实现电能的就地消纳,分布式发电逐渐成为新能源高效利用的重要途径。各类新能源发电装置直接接入电网,可能会对电力系统的安全运行造成诸多不利影响。直流微电网因其在整合新能源、新负荷方面具有能源利用率高、不需要... 详细信息

由于可灵活方便地实现电能的就地消纳,分布式发电逐渐成为新能源高效利用的重要途径。各类新能源发电装置直接接入电网,可能会对电力系统的安全运行造成诸多不利影响。直流微电网因其在整合新能源、新负荷方面具有能源利用率高、不需要考虑同步问题等优势,成为将分布式新能源发电装置接入智能配电系统的有效组网架构。直流微电网系统不存在无功和频率参量,因此维持母线电压的稳定是系统安全运行的首要目标。直流微电网内部源荷功率失衡将导致母线电压发生扰动型波动,各类电力电子设备的广泛接入也可能引发母线电压发生振荡型波动。母线电压失稳将威胁设备正常工作,恶化供电质量,降低供电可靠性。因此,对直流微电网母线电压控制技术的研究具有重要的意义。直流微电网母线电压通常由系统内采用恒压控制方式的分布式发电单元维持,而下垂控制是各恒压控制单元之间功率分配的重要方式。本文分析了传统直流下垂控制技术在功率分配精度与电压降落方面存在的问题,研究了提高功率分配精度和抑制电压降落的变系数和变截距下垂补偿控制的原理,提出了基于电压偏移补偿和功率分配补偿的改进下垂控制方法。仿真结果表明,在不同工作场景下采用改进的下垂控制技术可提高各恒压控制单元之间的功率均分精度,有效抑制母线电压降落。母线电压信号是直观反映直流微电网内部功率流动的有效信息。为实现各类新能源的高效利用,在维持母线电压稳定的前提下,本文提出了一种基于母线电压信号的分布式发电单元协调控制策略。根据该控制策略,直流微电网母线电压被划分为四个层级,每个层级对应系统的一种工作模态。在各工作模态下母线电压可由不同的分布式发电单元维持,而各分布式发电单元的并网变换器将根据不同模态下的运行目标采用对应的控制策略。仿真结果表明,上述协调控制策略可有效提高能源利用率并维持母线电压恒定。直流微电网内的一类恒功率负荷具有负阻抗特性,会降低系统阻尼,使母线电压在负荷功率发生大扰动时出现振荡。文章建立了直流微电网的稳态数学模型,分析了恒压控制单元与恒功率负荷的运行特性,并利用李雅普诺夫方法研究了负荷功率发生大扰动时系统的渐进稳定域。为抑制系统阻尼减小造成的母线电压振荡,根据母线电压和负荷功率信息,通过引入虚拟电阻和虚拟电纳,提出了一种基于双重有源阻尼抑制母线电压振荡的方法。仿真结果表明,双重有源阻尼控制技术可在负荷功率发生大扰情况下保障直流微电网母线电压稳定。

关键词：直流微电网母线电压波动下垂控制协调控制有源阻尼控制

基于预测控制的无电解电容功率变换器电机驱动系统

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电工技术学报 2018年第24期33卷 5649-5658页

作者：张超胡鑫朱孝勇徐磊杜怿江苏大学电气信息工程学院镇江212013

研究一种无电解电容功率解耦电路及对应的控制策略。该电路根据电网脉动功率和电机功率之间的关系,实现电网侧和电机侧功率解耦,有效抑制直流母线电压波动。基于该电路工作特性,提出预测控制算法以提高无电解电容驱动系统的功率因数,并... 详细信息

研究一种无电解电容功率解耦电路及对应的控制策略。该电路根据电网脉动功率和电机功率之间的关系,实现电网侧和电机侧功率解耦,有效抑制直流母线电压波动。基于该电路工作特性,提出预测控制算法以提高无电解电容驱动系统的功率因数,并简化控制器设计。推导并分析电机转矩脉动的原因,提出一种主动阻尼算法抑制电机转矩脉动,进而提高系统的稳定性。构建基于该新型功率解耦电路的永磁同步电机驱动系统,通过仿真和实验,验证了理论分析的有效性和优越性。

关键词：无电解电容永磁同步电机预测控制算法母线电压波动转矩脉动抑制