高压直流输电系统自适应粒度控制

HVDC系统的常规控制普遍采用PI控制策略。该策略是基于固定增益的稳定运行状态进行控制器设计。由于HVDC系统的响应随运行状态的变化而改变,使得PI控制器的性能很难实现最优。将粗糙集理论与粒度计算技术相结合,提出了高压直流输电自适应粒度控制器。控制器可根据HVDC系统运行参数的动态变化对增益大小进行调节,从而使系统的控制性能得到优化,仿真试验结果证明了这一结论。     

基于智能PI控制的多电机同步传动系统

设计了一种智能PI控制器,并用作多电机同步传动系统的同步转速控制器.智能PI控制器能根据系统运行状态动态地改变调节器结构和参数,有效地缓解了普通PI控制系统快速性和平稳性的矛盾,改善了调速系统的动态性能.仿真与实验结果表明:在相同扰动条件下,智能PI控制系统的动态调速和恢复时间均明显小于普通PI控制系统.     

高压直流输电系统自适应粒度控制

高压直流输电系统(HVDC)的常规控制普遍采用PI控制策略,该策略是基于固定增益的稳定运行状态进行控制器设计。由于HVDC系统的响应随运行状态的变化而改变,使得电压互感器控制器的性能很难实现最优。本文将粗糙集理论与粒度计算技术相结合,提出了高压直流输电自适应粒度控制器,该控制器可根据HVDC系统运行参数的动态变化对增益大小进行调节,从而使系统的控制性能得到优化,仿真试验结果证明了这一结论。     

非正交坐标系下模糊PI三相VSR控制系统研究*

为了提高三相PWM电压型整流器(VSR)的动静态性能,针对三相VSR传统PI控制器参数固定的缺陷,在传统双闭环控制策略的基础上将电压外环采用模糊PI控制器,在线调整PI控制器的两个参数,增强系统的鲁棒性。采用非正交坐标系下的SVPWM算法,与传统SVPWM相比简化了矢量算法步骤,更有利于数字化实现。最后利用MATLAB仿真分析了三相VSR的运行数据,通过比较可知,模糊PI非正交矢量控制系统与传统PI矢量控制系统相比具有更好的动态稳定性、跟踪性和抗干扰能力,仿真结果为此类硬件装置提供了改进设计的依据。     

基于模糊PI控制的开关磁阻发电机并联均流研究

为解决两台开关磁阻发电机并联运行时输出电流不均衡等问题,将目前常用的数字均流法应用到开关磁阻发电机并联均流控制中。同时为了提高并联系统的动态与稳态性能,分析了并联系统结构,在此基础上设计了一种基于此方法的模糊PI控制器,设定了模糊规则,利用Matlab/Simulink搭建了模糊PI控制器的仿真模型,并将其应用到均流环中。仿真结果表明,在模糊PI控制器的作用下,并联系统的动态和稳态性能均得到了提升,扩宽了系统的应用范围。     

三相Vienna整流器直接功率控制策略研究

为取得Vienna整流器对有功功率的快速控制响应,提高控制系统的鲁棒性能和动态性能,提出了滑模变结构控制器(SMC)与比例积分(PI)控制器相结合的直接功率控制(DPC)策略,该策略通过前馈电压平衡环对上下电容电压进行补偿实现中点电位平衡,使系统稳定运行在单位功率因数状态下。详细推导该算法,给出具体设计过程。利用Matlab/Simulink仿真和实验样机对该方法进行分析验证,结果证明了该方案的有效性。     

智能PI控制在交流调速系统中的应用

本文提出一种智能PI控制器,并用作交流调速系统的转速调节器.智能PI控制器能根据系统运行状态动态地改变调节器结构和参数,有效地缓解了传统PI调节系统快速性和平稳性的矛盾,改善了调速系统的动态性能.仿真与实验结果表明:在相同的负载转矩扰动下,智能PI控制系统的动态速降和恢复时间均小于积分分离的PI控制系统.     

非线性状态PI汽门控制器的研究

针对电力系统的强非线性和不确定性,设计了非线性状态PI汽门控制器。直接对其不确定对象进行设计,避免了反馈线性化非线性汽门控制由于数学模型的误差而影响控制器性能的缺点。所得的控制规律与系统运行点和网络结构完全无关,同时控制器本身结构简单,仅需发电机局部信息,易于在多机系统中实现分散协调控制。仿真计算表明,非线性状态PI汽门控制器能有效地提高系统的暂态稳定性。     

MMC-HVDC系统的模糊PI优化控制

MMC-HVDC(基于模块化多电平换流器的高压直流输电)是近几年我国电力系统的重点研究方向。为了优化MMC-HVDC系统控制策略,将模糊控制和PI(比例积分)控制相结合,设计了模糊PI控制器,实现对PI参数进行实时调节的功能。使用MATLAB/Simulink仿真软件搭建了双端有源31电平MMC-HVDC系统仿真模型,对比分析传统PI控制器和模糊PI控制器下的仿真波形。分析结果表明,所设计的模糊PI控制器能有效提高双端有源MMC-HVDC系统的稳态响应特性和鲁棒性,提高电能质量。     

不同目标函数参数优化的FOPI直流调速控制

为了提高直流调速系统性能,将直流调速系统速度控制器设计为分数阶PI(FOPI),并与整数阶PI控制特性进行比较。在确定FOPI/PI控制器参数时,根据不同目标函数用粒子群算法对控制器参数进行了优化,并分析了不同目标函数所确定的控制器参数对调速系统性能的影响。仿真表明:FOPI有较好的控制性能。在设计控制器参数时,可根据性能要求选用不同的目标函数优化设计控制器参数。     

Comparison of different robust control methods in design of decentralized UPFC controllers

The unified power flow controller (UPFC) integrates properties of both shunt and series compensations, and can effectively alter power system parameters in such a way that increases power transfer capability and enhances system stability. In practice, simple proportional–integral (PI) controllers are used to control the UPFC. However, the PI control parameters are usually tuned based on classical or trial-and-error approaches and as such, they are incapable of obtaining good dynamic performance for a wide range of operating conditions and various loads in power systems. Hence, in this article robust control approaches are proposed based on the quantitative feedback theory (QFT), H_∞ loop-shaping and μ-synthesis, to design UPFC controllers (power-flow and DC-voltage regulator). The three mentioned methods are compared with each other and a supplementary damping controller is developed to improve damping power system oscillations. Here, a single-machine infinite-bus (SMIB) power system, installed with a UPFC (with system parametric uncertainties) is considered as a case study. The system parametric uncertainties are obtained following 40% simultaneous alterations in parameters and load from their typical values. The simulation results indicate satisfactory verifications of the robust control methods in dealing with the uncertainties considered. When the above three methods and the PI controller are compared in performance in several time-domain simulation tests, the results show clear superiority of the three methods over the PI controller, with the QFT presenting the best performance amongst the three robust control.     

矢量控制系统动态电压解耦与调节器整定

采用动态解耦方法对定子电压进行解耦,提高解耦控制器对电机参数估计误差的鲁棒性,充分消除励磁电流内环与转矩电流内环之间的耦合.采用调节器常规工程设计方法,提出了一套异步电动机无速度传感器矢量控制系统双闭环PI调节器整定方法,实验结果验证了其良好的性能.     

高压直流换流站分散鲁棒自适应控制器的设计

针对高压直流输电系统（HVDC），提出了一种换流站的分散鲁棒自适应控制器的设计方法，设计中引入自适应非线性阻尼项来抑制系统非线性不确定参数和未知有界干扰的影响，同时采用反演设计方法来克服控制器设计的复杂性，最后获得高压直流输电系统换流站的分散鲁棒自适应控制策略的一般表达式，并提供了整个系统的稳定性证明，所得控制器仅利用本地测量量实现，控制策略具有分散性和适应性，通过NETOMAC数字仿真，仿真结果证明该控制器比常规的PI控制器具有更好的控制效果。     

Artificial intelligence-based speed control of DTC induction motor drives—A comparative study

The design of the speed controller greatly affects the performance of an electric drive. A common strategy to control an induction machine is to use direct torque control combined with a PI speed controller. These schemes require proper and continuous tuning and therefore adaptive controllers are proposed to replace conventional PI controllers to improve the drive's performance. This paper presents a comparison between four different speed controller design strategies based on artificial intelligence techniques; two are based on tuning of conventional PI controllers, the third makes use of a fuzzy logic controller and the last is based on hybrid fuzzy sliding mode control theory. To provide a numerical comparison between different controllers, a performance index based on speed error is assigned. All methods are applied to the direct torque control scheme and each control strategy has been tested for its robustness and disturbance rejection ability.     

感应电动机交-交变频调速系统的双内模控制研究

基于先进的内模控制理论,提出了一种双内模控制结构,将内模控制拓展应用到多环控制的感应电动机交-交变频调速系统的外环;仿照调速系统调节器的工程设计方法,提出了基于内模控制原理的调速系统调节器设计原则,并进行了调节器设计.所设计的电流调节器为PI结构、磁链和转速调节器为PI或PID结构,但都只有一个可调参数,结构简单,参数调整方便.仿真实验表明,采用内模控制后,系统的输出动态性能优于工程设计方法设计的动态性能.     

同步电机基于最优时间理论的高性能电流控制

传统的同步电机矢量控制系统中,电流环采用PI调节器,由于PI调节器是对d,q轴分别控制,没有综合考虑d,q轴的情况,无法将控制电压合理地分配到d,q轴,因此传统的PI控制不能满足对电机动态响应要求比较高的场合。基于控制理论中的最优时间控制,结合同步电机的电流方程设计出一种新的电流控制方法,这种控制方法通过合理分配d,q轴控制电压使d,q轴电流在最短的时间内达到给定值,从而实现电机的高速动态响应。通过仿真,证明了这种控制方法比PI控制的优越性。     

静止同步补偿器电压控制策略

为寻求性能优良、容易实现的配电静止同步补偿器(DSTATCOM)的电压控制策略,根据DSTATCOM系统中的瞬时功率平衡理论,推导出了DSTATCOM用于控制电压时的直接电压控制策略。该控制策略中无需电流检测电路,跟传统的串级控制相比较具有控制简单、响应速度快等优点;针对直接电压控制策略中控制器的控制性能受系统参数影响较大的缺陷,提出了DSTATCOM的直接电压模糊PI控制策略,使根据瞬时功率平衡的直接电压控制具有更好的控制性能;同时考虑到实际电网中的电压不平衡现象普遍存在,在DSTATCOM电压控制器中引入电网电压负序分量的前馈控制,从而有效的提高了DSTATCOM在电网电压不平衡条件下的生存能力。理论分析和仿真结果证明了所提控制方法的正确性和有效性。     

Voltage regulation with STATCOMs: modeling, control and results

This paper presents system modeling and control design for fast load voltage regulation using static compensators (STATCOMs). The modeling strategy gives a clear representation of load voltage magnitude and STATCOM reactive current on an instantaneous basis. The particular coordinate transformation employed here also facilitates extraction of linearized system dynamics in conjunction with circuit simulators. It is rigorously shown that the control problem of load voltage regulation using reactive current is nonminimum phase. Linear and nonlinear controllers for the regulation problem are designed and compared via simulation results. Internal dynamics of the STATCOM are modeled using the same strategy. Lyapunov based adaptive controllers are designed for controlling the STATCOM reactive current while maintaining its dc bus voltage. Simulation results of the controlled STATCOM integrated with the load bus voltage controller are presented to show efficacy of the modeling and control design.     

三相四线制有源滤波器直流侧电压控制研究

针对三相四线制有源滤波器直流侧电压PI控制存在超调比较大、动态响应速度慢等缺点,设计了一种采用模糊控制与PI控制相结合的模糊PI复合控制器。该控制器将输入变量进行模糊化,通过模糊推理控制模糊输出变量,以此实现在线修改参数的目的。分析了直流侧电压PI控制的基本原理,利用模糊控制器的双输出对PI控制器的参数进行整定,给出了二维模糊PI控制器的设计过程。MATLAB仿真结果表明,该方法超调小、动态响应速度快,能满足负载突变工况的要求,验证了所设计的模糊PI控制器的有效性和优越性。     

模块化多电平换流器电容电压均衡控制策略研究

模块化多电平换流器(MMC)中各个子模块的电容电压均衡问题亟待解决。在分析MMC拓扑结构及其工作原理的基础上,结合载波移相调制方法,提出了一种基于PI控制器的电压均衡控制策略。该策略包括平衡电容电压和抑制桥臂环流两部分,通过调整调制信号的波形,进而改变各个电容的充放电时间,使电容电压保持一致并跟踪其给定值。该控制策略无需对所测得的电容电压进行排序,减少了IGBT的开关频率,大大降低了系统损耗。最后,在Matlab/Simulink仿真平台上对MMC系统进行验证,结果表明控制策略正确有效。