An inverse system method based optimal control strategy was proposed for the shunt hybrid active power filter （SHAPF） to enhance its harmonic elimination performance. Based on the inverse system method, the d-axis a...An inverse system method based optimal control strategy was proposed for the shunt hybrid active power filter （SHAPF） to enhance its harmonic elimination performance. Based on the inverse system method, the d-axis and q-axis current dynamics of the SHAPF system were decoupled and linearized into two pseudolinear subsystems. Then, an optimal feedback controUer was designed for the pseudolinear system, and the stability condition of the resulting zero dynamics was presented. Under the control strategy, the current dynamics can asymptotically converge to their reference states and the zero dynamics can be bounded. Simulation results show that the proposed control strategy is robust against load variations and system parameter mismatches, its steady-state performance is better than that of the traditional linear control strategy.展开更多
针对电动汽车无线充电系统在变电压间歇快速充电过程中由原副边线圈偏移和负载波动引起充电电压不稳定的问题,以及控制器参数大多依靠经验值和试凑法选取的问题,提出一种基于粒子群优化算法的无源控制器(passivity based controller,PBC...针对电动汽车无线充电系统在变电压间歇快速充电过程中由原副边线圈偏移和负载波动引起充电电压不稳定的问题,以及控制器参数大多依靠经验值和试凑法选取的问题,提出一种基于粒子群优化算法的无源控制器(passivity based controller,PBC)与非线性干扰观测器(nonlinear disturbance observer,NDO)相结合的复合控制策略。针对无线电能传输(wireless power transfer,WPT)系统副边DC-DC变换器设计考虑干扰补偿的无源控制器,通过引入非线性干扰观测器对干扰量进行估计,将干扰估计值与无源控制器结合,设计适合电动汽车变电压间歇无线充电系统的PBC-NDO复合控制器,采用粒子群多目标优化算法对复合控制器进行参数寻优,进一步提高控制器的抗干扰性能以及动态响应性能,通过仿真和实验验证该策略的有效性。实验结果表明:复合控制器具有强抗干扰性和动态响应性,充电阶段最大稳态误差偏移率为2%,动态响应时间控制在0.6 ms内。展开更多
构网型储能的有功控制可为系统提供有效的频率支撑,但并联机组间控制策略不协调时,会引发荷电状态(state of charge,SOC)不均衡、低频振荡等问题。为此,首先建立了并联构网储能系统的状态空间模型,分析了控制参数对系统的频率稳定、振...构网型储能的有功控制可为系统提供有效的频率支撑,但并联机组间控制策略不协调时,会引发荷电状态(state of charge,SOC)不均衡、低频振荡等问题。为此,首先建立了并联构网储能系统的状态空间模型,分析了控制参数对系统的频率稳定、振荡抑制等性能的影响,并研究了并联机组间的有功分配机理。在此基础上,提出了适用于并联构网型储能系统的协调有功控制策略。最后,利用Matlab/Simulink的数字仿真与基于RT-LAB的硬件在环平台验证了所提控制策略的有效性。研究结果表明:所提方法在保证频率安全稳定的基础上,有效实现了并联储能机组间SOC均衡、功率分配优化以及振荡抑制的效果。展开更多
在电气化铁路牵引供电系统中,铁路能量路由器(railway energy router,RER)用于回收列车制动能量、接入光伏等新能源,同时改善负序、无功等电能质量,但是既有结构包含两套逆变器和变压器,存在成本高、工程应用难的问题。为此,提出一种基...在电气化铁路牵引供电系统中,铁路能量路由器(railway energy router,RER)用于回收列车制动能量、接入光伏等新能源,同时改善负序、无功等电能质量,但是既有结构包含两套逆变器和变压器,存在成本高、工程应用难的问题。为此,提出一种基于跨相式单相逆变器的新型铁路能量路由器结构,其交流侧跨接α/β相牵引母线、直流侧接入光伏储能。首先,推导新型结构的数学模型和工作原理;然后,针对逆变器传统两端口模式转变为RER的三端口模式存在的有功/无功耦合问题,提出增加无功补偿装置的硬件解耦方法;其次,针对新型RER三端口间多向能流问题,提出一种多层协调优化控制策略。最后,基于典型工况及实测数据,进行了仿真验证,结果表明:三相电压不平衡度从2.52%降低至1.58%,平均功率因数从0.688上升至0.966,再生制动回收率61.65%,光伏消纳率94.16%;主设备容量降低42.31%,成本降低37.23%,说明所提新型RER在实现现有RER相同功能的前提下大幅降低了成本,具有重要的理论和工程价值。展开更多
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文摘An inverse system method based optimal control strategy was proposed for the shunt hybrid active power filter （SHAPF） to enhance its harmonic elimination performance. Based on the inverse system method, the d-axis and q-axis current dynamics of the SHAPF system were decoupled and linearized into two pseudolinear subsystems. Then, an optimal feedback controUer was designed for the pseudolinear system, and the stability condition of the resulting zero dynamics was presented. Under the control strategy, the current dynamics can asymptotically converge to their reference states and the zero dynamics can be bounded. Simulation results show that the proposed control strategy is robust against load variations and system parameter mismatches, its steady-state performance is better than that of the traditional linear control strategy.
文摘针对电动汽车无线充电系统在变电压间歇快速充电过程中由原副边线圈偏移和负载波动引起充电电压不稳定的问题,以及控制器参数大多依靠经验值和试凑法选取的问题,提出一种基于粒子群优化算法的无源控制器(passivity based controller,PBC)与非线性干扰观测器(nonlinear disturbance observer,NDO)相结合的复合控制策略。针对无线电能传输(wireless power transfer,WPT)系统副边DC-DC变换器设计考虑干扰补偿的无源控制器,通过引入非线性干扰观测器对干扰量进行估计,将干扰估计值与无源控制器结合,设计适合电动汽车变电压间歇无线充电系统的PBC-NDO复合控制器,采用粒子群多目标优化算法对复合控制器进行参数寻优,进一步提高控制器的抗干扰性能以及动态响应性能,通过仿真和实验验证该策略的有效性。实验结果表明:复合控制器具有强抗干扰性和动态响应性,充电阶段最大稳态误差偏移率为2%,动态响应时间控制在0.6 ms内。
文摘构网型储能的有功控制可为系统提供有效的频率支撑,但并联机组间控制策略不协调时,会引发荷电状态(state of charge,SOC)不均衡、低频振荡等问题。为此,首先建立了并联构网储能系统的状态空间模型,分析了控制参数对系统的频率稳定、振荡抑制等性能的影响,并研究了并联机组间的有功分配机理。在此基础上,提出了适用于并联构网型储能系统的协调有功控制策略。最后,利用Matlab/Simulink的数字仿真与基于RT-LAB的硬件在环平台验证了所提控制策略的有效性。研究结果表明:所提方法在保证频率安全稳定的基础上,有效实现了并联储能机组间SOC均衡、功率分配优化以及振荡抑制的效果。
文摘在电气化铁路牵引供电系统中,铁路能量路由器(railway energy router,RER)用于回收列车制动能量、接入光伏等新能源,同时改善负序、无功等电能质量,但是既有结构包含两套逆变器和变压器,存在成本高、工程应用难的问题。为此,提出一种基于跨相式单相逆变器的新型铁路能量路由器结构,其交流侧跨接α/β相牵引母线、直流侧接入光伏储能。首先,推导新型结构的数学模型和工作原理;然后,针对逆变器传统两端口模式转变为RER的三端口模式存在的有功/无功耦合问题,提出增加无功补偿装置的硬件解耦方法;其次,针对新型RER三端口间多向能流问题,提出一种多层协调优化控制策略。最后,基于典型工况及实测数据,进行了仿真验证,结果表明:三相电压不平衡度从2.52%降低至1.58%,平均功率因数从0.688上升至0.966,再生制动回收率61.65%,光伏消纳率94.16%;主设备容量降低42.31%,成本降低37.23%,说明所提新型RER在实现现有RER相同功能的前提下大幅降低了成本,具有重要的理论和工程价值。
