小型无人直升机活塞式发动机转速控制

针对某型无人直升机活塞式发动机,通过对其功率特性和负载特性研究建立其动力学模型。根据无人直升机不同阶段对发动机转速的要求,分别对发动机启动、过渡和额定状态设计控制律,并通过MatLab仿真试验和开车试验进行验证。试验结果表明本文制定的控制策略能够有效的实现发动机的安全启动,转速的平滑过渡且在额定工作状态下对负载的干扰有很强的抑制效果。     

微型燃气轮机发电系统仿真模型研究

利用PSCAD/EMTDC软件建立了微燃机发电系统的原动机部分模型,以单机带负荷系统为例进行了微燃机动态特性仿真研究。仿真结果表明,该模型可以使微燃机在孤岛运行状态下有良好的负荷跟随特性,并能保证透平转速的恒定。模型很好地反映了微网中微燃机发电系统所具有的特性。     

考虑气储惯量互补的多能直流微网运行控制策略

多能互补直流微网对实现能源可持续发展具有重要意义。基于含风光气储等多种能源形式的典型直流微网,提出了考虑气储惯量互补的多能直流微网运行控制策略。针对微网内微型燃气轮机具有大惯量特性无法快速响应负荷变化的问题,提出一种微燃机与储能电池惯量互补的控制方法,利用储能电池动态响应快速的特点弥补微燃机动态特性的不足。所提控制策略可充分利用微燃机功率调节作用,降低系统成本,提高新能源利用率,对直流微网稳定运行提供保障。最后通过仿真验证所提控制策略的正确性与有效性。     

F级燃机调速系统建模研究与应用

在对某F级重型燃机调速系统负荷-频率控制策略、实际调频特性进行试验研究以及对现有电力系统仿真软件PSD-BPA所提供的调速器和原动机相关模型进行适用性分析的基础上,从电网频率安全要求出发,对调频性能满足电网需求的F级燃机建立了适用于国内主流调速系统的仿真模型和参数实测方法,仿真计算结果与试验数据对比表明该模型能够较好地仿真燃机的实际调频性能,随着燃机数量的增加,采用该模型进行电力系统仿真计算将能够较好地模拟燃机真实的负荷-频率特征,对完善电网仿真计算数据基础、电力系统暂态稳定分析、电网控制策略研究和制定电网安全预警控制措施等都将起到重要的作用。     

一种微型燃气轮机抗扰控制器设计及验证方法

为了缩短微型燃气轮机(微燃机)控制器的设计周期以及验证试车前控制器性能,提出了一种新颖的微燃机控制器设计和验证方法.考虑微燃机控制系统主要惯性环节得到了稳态工作点处小扰动传函模型,利用微燃机模型与感应电机调速系统动态模型的相似性,得到微燃机模拟系统,基于模拟系统模型设计了两种控制器并进行了性能对比.针对实际系统中负载扰动引起的转速波动大、控制器动态调节时间长的问题,提出负载前馈控制.仿真和实验结果验证了所提微燃机控制器设计和验证方法的正确性和有效性,负载前馈控制明显提高了转速控制器抗负载扰动的性能.     

含风光储微网实验室建设及控制策略研究

为了从理论和实验的角度对微网运行特性进行深入研究,建立了包含风机、光伏和储能系统的实验室微网系统。该系统含有两个子微网,能够进行多种运行模式切换模拟和多个微网之间的协调运行仿真,为研究微网的协调控制及运行管理提供了基础平台。研究讨论了微网的主从控制策略和对等控制策略,对比分析了两者的优缺点,并将主从综合控制策略应用于实验室微网系统。通过PSCAD建模仿真以及实验室微网系统平台对控制策略进行了验证。     

微燃机用高速永磁同步起动发电机驱动控制策略研究

针对单轴微型燃气轮机发电系统的启动、发电和停机过程,对微燃机用高速永磁同步起动发电机的驱动控制策略进行了研究.在整个运行过程中,高速永磁同步起动发电机控制系统由转速外环和电流内环构成,采用基于转子磁场定向的矢量控制来控制电机的转速和电磁转矩.在电动运行时,起动发电机拖动微型燃气轮机完成启动和冷却停机;在发电运行时,通过控制起动发电机的电磁转矩调节微型燃气轮机的转速,使之在最佳功率-转速点运行.利用建立的系统试验平台,对提出的控制策略进行了试验验证,结果表明:高速永磁同步起动发电机在整个运行过程中转速控制平稳,响应快速,能够满足微型燃气轮机发电系统的需求,且保证了微型燃气轮机发电系统变工况调节的灵活性.     

基于超级电容储能的微型燃气轮机发电系统功率平衡控制

针对传统微型燃气轮机(简称微燃机)发电系统微电网运行时存在的冲击性负载问题,从其工作机理角度分析,发现根源在于微燃机输出功率调节响应较慢。为了弥补微燃机输出瞬时功率的不足,提出了冲击补偿的瞬时功率快速控制方法。通过微燃机发电机组自身功率响应预测进行瞬时补偿功率控制,基于超级电容储能单元的高功率动态响应弥补微燃机输出功率动态响应低的问题,使系统实时处于瞬时功率平衡状态,保证直流母线电压的平稳,增强微燃机发电系统对冲击性负载的适应能力。最后在实验平台上对所提控制策略的正确性和可行性进行了验证。     

永磁同步风电系统闭环弱磁控制研究

在对弱磁控制的背景及其必要性进行分析后,提出了闭环弱磁控制策略,并针对大功率风电机组的大惯性特性,基于空间状态方程特征根法对电流控制环和弱磁控制环进行了参数设计。对风电机组的转速-功率跟踪特性及弱磁控制方案进行仿真和试验验证,结果表明弱磁控制能够增加风电机组输出功率,控制器参数设计具有实用性与可行性。     

发电用微型燃气轮机转速直接模糊H∞控制

介绍了微型燃气轮机发电系统的工作原理,给出一种基于燃机转子转速的模糊控制方案;针对发电用微型燃机,提出一种直接型模糊自适应H∞控制策略。方法对给定的干扰,抑制水平、燃机转速达到了理想的控制性能。仿真结果表明,直接模糊H∞控制对燃机转速控制系统达到全局稳定,具有很好的控制效果。