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离网状态储能/燃气机分层协调频率控制策略

电工技术学报 2023年第17期38卷 4800-4810页

作者：刘小龙李欣然孟娅陈常青杨徉湖南工程学院电气与信息工程学院湘潭411104 湖南大学电气与信息工程学院长沙410082

针对主从控制模式下的光储燃微电网离网运行频率控制问题进行研究。该文以燃气轮机作为主控制单元场景,提出基于模型预测控制(MPC)与低通滤波(LPF)算法的储能/燃气机分层协调频率控制策略。上层分钟级控制中,通过模型预测控制理论,以储... 详细信息

针对主从控制模式下的光储燃微电网离网运行频率控制问题进行研究。该文以燃气轮机作为主控制单元场景,提出基于模型预测控制(MPC)与低通滤波(LPF)算法的储能/燃气机分层协调频率控制策略。上层分钟级控制中,通过模型预测控制理论,以储能荷电状态(SOC)和电源出力变化最小为目标主动地滚动调整电源出力基准,减小功率不平衡,有效地避免由于燃气机响应速度慢而导致的系统频率波动,同时,利用低通滤波算法分离高低频扰动,让燃气机承担低频大扰动,避免频繁地往复动作而损坏设备;底层秒级控制中,在上层基准出力的基础上,通过虚拟下垂和虚拟惯性控制原理动态调整储能出力,协同燃气机共同参与调频,进一步抑制系统频率波动。最后,通过仿真验证了该控制策略的有效性。

关键词：光储燃微电网频率控制模型预测控制低通滤波算法虚拟下垂/惯性控制

多频激励忆阻型Shimizu-Morioka系统的簇发振荡及机理分析

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电子与信息学报 2020年第4期42卷 878-887页

作者：李志军方思远周成义湘潭大学信息工程学院湘潭411105

为了研究忆阻系统的簇发振荡及其形成机理,该文在Shimizu-Morioka(S-M)系统的基础上引入忆阻器件和两个慢变化的周期激励项,建立了一种多时间尺度的忆阻型S-M系统。首先研究了单一激励下S-M系统的簇发行为及分岔机制,得到一种对称型"sub... 详细信息

为了研究忆阻系统的簇发振荡及其形成机理,该文在Shimizu-Morioka(S-M)系统的基础上引入忆阻器件和两个慢变化的周期激励项,建立了一种多时间尺度的忆阻型S-M系统。首先研究了单一激励下S-M系统的簇发行为及分岔机制,得到一种对称型"sub-Hopf/sub-Hopf"簇发模式。然后借助De Moivre公式将多频激励系统转化为单频激励系统,结合快慢分析法重点分析了附加激励幅度对"sub-Hopf/sub-Hopf"簇发模式的影响。对应于不同附加激励幅度该文发现了两种新的簇发模式,即扭曲型"sub-Hopf/sub-Hopf"簇发和嵌套级联型"sub-Hopf/sub-Hopf"簇发。借助时序图、分岔图和转换相图分析了相应的簇发机制。最后,采用Multisim软件搭建电路模型并进行仿真实验,得到的实验结果与理论分析结果相吻合,从而实验证明了忆阻型S-M系统的簇发模式。

关键词：忆阻型S-M系统多频慢激励扭曲型“sub-Hopf/sub-Hopf”簇发级联嵌套型“sub-Hopf/sub-Hopf”簇发

级联式无刷双馈风力发电机功率绕组电流检测系统容错控制研究

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电工技术学报 2020年第13期35卷 2901-2912页

作者：兰志勇沈凡享李理曹春堂王钰琳湘潭大学信息工程学院湘潭411105

为了提高级联式无刷双馈风力发电系统的可靠性,提出一种基于模型参考自适应方法的新型电流观测器,用于功率侧绕组电流传感器的故障诊断及容错控制。在功率侧定子磁链定向双同步速坐标系下,建立级联式无刷双馈发电机的数学模型并从中提... 详细信息

为了提高级联式无刷双馈风力发电系统的可靠性,提出一种基于模型参考自适应方法的新型电流观测器,用于功率侧绕组电流传感器的故障诊断及容错控制。在功率侧定子磁链定向双同步速坐标系下,建立级联式无刷双馈发电机的数学模型并从中提取控制绕组电流状态空间方程作为参考模型;在构建可调模型时,通过矩阵分离来避免时变系统复杂的极点配置问题;基于李雅普诺夫稳定性理论构造电流观测器的自适应律,其中非理想稳态不可忽略的功率绕组电流微分项通过公式推导证明能够用可调模型的输出进行置换。仿真分析结果表明,所构建的观测器精度高,具备在控制系统中替代功率绕组电流传感器工作的能力,能够实现系统容错控制。

关键词：无刷双馈风力发电机功率绕组电流观测器模型参考自适应容错控制

精英导向型差分变异多目标烟花算法及其在模拟集成电路设计中的应用

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控制与决策 2020年第1期35卷 55-64页

作者：陈思溢胡拚黄辉先湘潭大学信息工程学院湘潭411105

在应用微型化技术进行大规模模拟集成电路设计过程中,存在多个性能指标相互冲突的问题,因此,提出一种精英导向型多目标差分变异烟花算法(GMOFWA-DV),利用粒子进化信息引导爆炸,提高算法搜索效率,同时采用差分算法中变异、交叉综合变异方... 详细信息

在应用微型化技术进行大规模模拟集成电路设计过程中,存在多个性能指标相互冲突的问题,因此,提出一种精英导向型多目标差分变异烟花算法(GMOFWA-DV),利用粒子进化信息引导爆炸,提高算法搜索效率,同时采用差分算法中变异、交叉综合变异方式,增强粒子间信息交流以及导向策略的适用性.将该方法与其他3种算法进行仿真实验比较,实验结果验证了所提出算法的有效性.将该方法应用于CMOS模拟集成电路设计参数优化的实际工程应用中,可以降低模拟集成电路设计的开发周期.

关键词： CMOS模拟电路优化设计精英导向差分多目标烟花算法

直流母线单电流传感器零点漂移误差自校正策略

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电机与控制学报 2023年第7期27卷 133-142页

作者：申永鹏王前程王延峰梁伟华孟步敏郑州轻工业大学电气信息工程学院河南郑州450000 湘潭大学信息工程学院湖南湘潭411100

为了研究三相两电平逆变器中直流母线单电流传感器零点漂移对相电流重构精确度的影响,阐明了直流母线单电流传感器相电流重构原理,对比了多电流传感器与单电流传感器零点漂移误差,揭示了零点漂移误差产生的原因及扩大效应的产生机理,基... 详细信息

为了研究三相两电平逆变器中直流母线单电流传感器零点漂移对相电流重构精确度的影响,阐明了直流母线单电流传感器相电流重构原理,对比了多电流传感器与单电流传感器零点漂移误差,揭示了零点漂移误差产生的原因及扩大效应的产生机理,基于插入互补有效电压矢量代替零矢量的空间矢量脉冲宽度调制方法,提出了零点漂移误差自校正策略。分析了各扇区电流观测窗口时长,利用互补有效电压矢量动态电流双采样,实现了相电流重构与电流零点漂移量的自检测和自校正。搭建了基于TMS320F28035型DSP为电驱动控制器的实验平台,在额定转速以内的工况下,自校正后的重构相电流误差小于3.56%,表明了所提误差自校正策略能为控制系统提供可靠的重构电流。

关键词：三相两电平逆变器直流母线单电流传感器互补矢量相电流重构误差自校正

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TSMC混合变压器的预测控制研究

电力系统保护与控制 2019年第11期47卷 71-78页

作者：邓文浪杨扬郭有贵李利娟湘潭大学信息工程学院

针对目前混合变压器拓扑所存在的电路结构不紧凑、调制策略复杂、换流繁琐等问题,提出了一种基于双级矩阵变换器(Two-stage Matrix Converter, TSMC)的混合变压器拓扑。对TSMC混合变压器的拓扑结构、工作原理进行了分析。考虑到TSMC混... 详细信息

针对目前混合变压器拓扑所存在的电路结构不紧凑、调制策略复杂、换流繁琐等问题,提出了一种基于双级矩阵变换器(Two-stage Matrix Converter, TSMC)的混合变压器拓扑。对TSMC混合变压器的拓扑结构、工作原理进行了分析。考虑到TSMC混合变压器在调节负载电压时需要较快的动态响应速度,提出了TSMC混合变压器的模型预测控制策略。建立了拓扑的离散状态空间模型,通过对负载电压与输入无功功率进行两步预测,实现对延时效应的补偿。根据两步预测值设计目标函数,利用目标函数预先评估各个开关状态的控制效果来控制开关状态,从而提高控制系统的动态响应速度。最后采用Matlab/Simulink工具建立了TSMC混合变压器系统的仿真模型。仿真结果验证了所提拓扑的可行性以及所提控制策略的良好动态特性。

关键词：混合变压器双级矩阵变换器模型预测控制电压跌落电压补偿

基于三相-单相矩阵变换器的三端口变换器及其在V2G中的应用

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电工技术学报 2019年第S02期34卷 618-628页

作者：邓文浪刘业勇郭有贵申翠平湘潭大学信息工程学院

大规模电动汽车与电网集成情况下,大量双端口充电机的接入带来系统体积过大、结构分散、充电站面积和成本增大等问题。提出一种由三相-单相矩阵变换器(3-1MC)和全桥变换器(FBC)组成的三端口充电机拓扑,实现一机多充,降低了充电机体积和... 详细信息

大规模电动汽车与电网集成情况下,大量双端口充电机的接入带来系统体积过大、结构分散、充电站面积和成本增大等问题。提出一种由三相-单相矩阵变换器(3-1MC)和全桥变换器(FBC)组成的三端口充电机拓扑,实现一机多充,降低了充电机体积和成本,增强了集成系统的紧凑性。在双极性电流空间矢量调制和移相调制基础上,研究了一种新的协调控制策略,实现端口间能量相互流动。依据变换器△等效电路,建立3-1MC输入电流与控制变量(Φ12、Φ13)的数学关系。提出一种固定3-1MC调制系数、变换器输入电流幅值由移相角Φ12和Φ13协调分配控制的闭环控制策略,确保各端口间功率独立控制,实现网侧单位功率因数运行和电池分段式充放电控制。仿真及实验结果验证了所提拓扑和控制策略的正确性和可行性。

关键词：三相-单相矩阵变换器三端口变换器协调调制策略 V2G

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小车倒立摆的自适应动态面控制

控制理论与应用 2019年第6期36卷 1002-1008页

作者：黄辉先丁灿刘嘉婷湘潭大学信息工程学院

针对一类含有参数扰动和外部扰动的不确定欠驱动系统提出了一种改进自适应动态面控制方法.首先通过坐标变换,小车倒立摆模型转换成部分反馈形式,由半严格形式模型设计动态面控制器.利用模糊逻辑处理系统不确定性的能力设计自适应控制器... 详细信息

针对一类含有参数扰动和外部扰动的不确定欠驱动系统提出了一种改进自适应动态面控制方法.首先通过坐标变换,小车倒立摆模型转换成部分反馈形式,由半严格形式模型设计动态面控制器.利用模糊逻辑处理系统不确定性的能力设计自适应控制器,然后在传统动态面控制器设计中采用跟踪微分器来得到原稳定化函数的精确微分,解决传统反步法的"微分爆炸",显著提升闭环系统的性能.采用李雅普洛夫方法,设计适当的参数,系统跟踪误差能收敛到原点,仿真结果验证了该方法的有效性.

关键词：小车倒立摆动态面控制模糊系统跟踪为微分器稳定性

储能式统一电能质量控制器负载电压全补偿容量配置策略

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电力系统自动化 2019年第20期43卷 90-96页

作者：马茜王文立许倩湘潭大学信息工程学院

常规储能式统一电能质量控制器(UPQC)的补偿策略,为了实现串、并单元的功率协调分配,可能出现补偿前后负载电压相位跳变问题,对相位跳变敏感负荷有影响。为此,文中对储能式UPQC提出了一种负载电压幅值和相位全补偿容量配置策略。该策略... 详细信息

常规储能式统一电能质量控制器(UPQC)的补偿策略,为了实现串、并单元的功率协调分配,可能出现补偿前后负载电压相位跳变问题,对相位跳变敏感负荷有影响。为此,文中对储能式UPQC提出了一种负载电压幅值和相位全补偿容量配置策略。该策略在实现负载电压完全补偿的前提下,利用储能单元能够提供有功功率的特点,通过选择合适的并联补偿电流并使其幅值保持恒定,减小补偿后的电源电流幅值,从而使串联单元保持较低的补偿容量,减小了UPQC的串联单元容量的配置。仿真及低压小功率样机实验结果表明,所提策略可以实现负载电压的完全补偿,并减小了UPQC的串联单元补偿容量。

关键词：统一电能质量控制器相位跳变完全补偿补偿容量