模块化多电平技术(modular multilevel converter,MMC)因其电磁兼容性好、谐波含量低、开关损耗较小等优势已经在高压直流输电(high voltage direct current,HVDC)中得到了广泛的运用。在MMC-HVDC向无源网络供电的情况下,为了抑制不对...模块化多电平技术(modular multilevel converter,MMC)因其电磁兼容性好、谐波含量低、开关损耗较小等优势已经在高压直流输电(high voltage direct current,HVDC)中得到了广泛的运用。在MMC-HVDC向无源网络供电的情况下,为了抑制不对称故障对向无源网络供电的电能质量的影响,采用了将微分平坦理论应用于向无源网络供电的MMC-HVDC系统的方法,以提高发生不对称故障时MMC换流器的动态性能。首先分析了向无源网络供电的MMC-HVDC的系统结构和工作原理,针对MMC-HVDC整流级的MMC换流器建立了在不平衡电网电压时基于正负序系统的数学模型;其次针对不同输出变量,分别进行了平坦性分析;接着,对MMC系统进行稳定性分析,并根据微分平坦理论设计了MMC-HVDC换流站的内外环正负序控制器;最后,在Matlab/Simulink中建立一个对无源网络供电的MMC-HVDC系统,结果表明:在发生不对称故障的运行条件下,MMC-HVDC系统的控制策略具有较好的动态性能。展开更多
为解决电网发生三相不平衡和畸变时,传统PI控制的统一电能质量调节器UPQC(unified power quality conditioner)存在着动态性能不佳、补偿性能有限的问题,提出一种基于微分平坦理论的UPQC控制新策略。首先,根据UPQC拓扑结构建立dq坐标轴...为解决电网发生三相不平衡和畸变时,传统PI控制的统一电能质量调节器UPQC(unified power quality conditioner)存在着动态性能不佳、补偿性能有限的问题,提出一种基于微分平坦理论的UPQC控制新策略。首先,根据UPQC拓扑结构建立dq坐标轴下UPQC数学模型。然后,采用基于Park变换的电压电流综合检测算法和改进的滑动平均滤波算法,准确快速分离电压和电流畸变量。最后,根据微分平坦理论验证了系统的平坦性,设计包括前馈参考轨迹和误差反馈补偿在内的串、并联侧微分平坦控制器,并在Matlab/Simulink平台搭建相应的系统仿真模型。结果表明,在电网电压突升、跌落、畸变和非线性负载工况下,所提微分平坦控制策略对实现UPQC谐波综合治理的有效性和优越性。展开更多
针对直流微电网中储能系统功率波动、负载侧负荷频繁投切等不确定因素引起母线电压产生波动的问题,以储能系统中三相交错并联双向DC-DC变换器为研究对象,提出一种基于级联有限时间扩张状态观测器(cascade finite-time extended state ob...针对直流微电网中储能系统功率波动、负载侧负荷频繁投切等不确定因素引起母线电压产生波动的问题,以储能系统中三相交错并联双向DC-DC变换器为研究对象,提出一种基于级联有限时间扩张状态观测器(cascade finite-time extended state observer,CFT-ESO)的微分平坦和改进型超螺旋滑模双闭环复合控制策略.首先,建立三相交错并联双向DC-DC变换器的数学模型,并根据微分平坦理论将其直流系统转化为微分平坦系统,结合两级具有快速收敛性的有限时间扩张状态观测器提高对系统集总扰动的估计精度.其次,采用内环微分平坦控制、外环改进型超螺旋滑模控制的双闭环控制系统,既能提高系统动态响应过程,又能利用高阶滑模控制算法抑制抖振,同时解决变换器升压模式中非最小相位问题.再次,通过Lyapunov理论证明控制系统的稳定性.最后,利用MATLAB/Simulink仿真软件以及搭建实验平台对控制策略进行验证,结果表明,本文所提控制策略能够很好地抵抗扰动,提高系统的暂态性能.展开更多
针对具有非最小相位特性的单电感双输出Buck-Boost变换器(SIDO Buck-Boost)输出两支路存在严重的交叉影响、控制困难以及系统暂态性能差等问题,提出一种基于扩张状态观测器(extended state observer,ESO)的主路微分平坦控制(differentia...针对具有非最小相位特性的单电感双输出Buck-Boost变换器(SIDO Buck-Boost)输出两支路存在严重的交叉影响、控制困难以及系统暂态性能差等问题,提出一种基于扩张状态观测器(extended state observer,ESO)的主路微分平坦控制(differential flatness based control,DFBC)和支路改进双闭环自抗扰控制(active disturbance rejection controller,ADRC)的控制策略.首先,根据主路微分平坦理论,在主路控制中设计微分平坦控制器,并对微分平坦系统进行误差反馈;设计ESO对主路的扰动项进行观测,将观测后的状态量反馈到微分平坦控制器中.其次,针对支路存在耦合以及右半平面零点的问题,设计改进型双闭环ADRC进行系统解耦,其中,电流内环选取基于模型补偿和前馈补偿的ADRC,电压外环选取普通ADRC,然后,利用Lyapunov理论证明系统的稳定性.最后,在Matlab/Simulink平台中搭建了仿真模型,并基于HIL搭建了实验平台.仿真及实验结果表明:所提控制策略减小了输出两支路之间的交叉影响,解决了非最小相位系统控制困难的问题,提高了系统的暂态响应性能.展开更多
文摘模块化多电平技术(modular multilevel converter,MMC)因其电磁兼容性好、谐波含量低、开关损耗较小等优势已经在高压直流输电(high voltage direct current,HVDC)中得到了广泛的运用。在MMC-HVDC向无源网络供电的情况下,为了抑制不对称故障对向无源网络供电的电能质量的影响,采用了将微分平坦理论应用于向无源网络供电的MMC-HVDC系统的方法,以提高发生不对称故障时MMC换流器的动态性能。首先分析了向无源网络供电的MMC-HVDC的系统结构和工作原理,针对MMC-HVDC整流级的MMC换流器建立了在不平衡电网电压时基于正负序系统的数学模型;其次针对不同输出变量,分别进行了平坦性分析;接着,对MMC系统进行稳定性分析,并根据微分平坦理论设计了MMC-HVDC换流站的内外环正负序控制器;最后,在Matlab/Simulink中建立一个对无源网络供电的MMC-HVDC系统,结果表明:在发生不对称故障的运行条件下,MMC-HVDC系统的控制策略具有较好的动态性能。
文摘为解决电网发生三相不平衡和畸变时,传统PI控制的统一电能质量调节器UPQC(unified power quality conditioner)存在着动态性能不佳、补偿性能有限的问题,提出一种基于微分平坦理论的UPQC控制新策略。首先,根据UPQC拓扑结构建立dq坐标轴下UPQC数学模型。然后,采用基于Park变换的电压电流综合检测算法和改进的滑动平均滤波算法,准确快速分离电压和电流畸变量。最后,根据微分平坦理论验证了系统的平坦性,设计包括前馈参考轨迹和误差反馈补偿在内的串、并联侧微分平坦控制器,并在Matlab/Simulink平台搭建相应的系统仿真模型。结果表明,在电网电压突升、跌落、畸变和非线性负载工况下,所提微分平坦控制策略对实现UPQC谐波综合治理的有效性和优越性。
文摘针对直流微电网中储能系统功率波动、负载侧负荷频繁投切等不确定因素引起母线电压产生波动的问题,以储能系统中三相交错并联双向DC-DC变换器为研究对象,提出一种基于级联有限时间扩张状态观测器(cascade finite-time extended state observer,CFT-ESO)的微分平坦和改进型超螺旋滑模双闭环复合控制策略.首先,建立三相交错并联双向DC-DC变换器的数学模型,并根据微分平坦理论将其直流系统转化为微分平坦系统,结合两级具有快速收敛性的有限时间扩张状态观测器提高对系统集总扰动的估计精度.其次,采用内环微分平坦控制、外环改进型超螺旋滑模控制的双闭环控制系统,既能提高系统动态响应过程,又能利用高阶滑模控制算法抑制抖振,同时解决变换器升压模式中非最小相位问题.再次,通过Lyapunov理论证明控制系统的稳定性.最后,利用MATLAB/Simulink仿真软件以及搭建实验平台对控制策略进行验证,结果表明,本文所提控制策略能够很好地抵抗扰动,提高系统的暂态性能.
文摘针对具有非最小相位特性的单电感双输出Buck-Boost变换器(SIDO Buck-Boost)输出两支路存在严重的交叉影响、控制困难以及系统暂态性能差等问题,提出一种基于扩张状态观测器(extended state observer,ESO)的主路微分平坦控制(differential flatness based control,DFBC)和支路改进双闭环自抗扰控制(active disturbance rejection controller,ADRC)的控制策略.首先,根据主路微分平坦理论,在主路控制中设计微分平坦控制器,并对微分平坦系统进行误差反馈;设计ESO对主路的扰动项进行观测,将观测后的状态量反馈到微分平坦控制器中.其次,针对支路存在耦合以及右半平面零点的问题,设计改进型双闭环ADRC进行系统解耦,其中,电流内环选取基于模型补偿和前馈补偿的ADRC,电压外环选取普通ADRC,然后,利用Lyapunov理论证明系统的稳定性.最后,在Matlab/Simulink平台中搭建了仿真模型,并基于HIL搭建了实验平台.仿真及实验结果表明:所提控制策略减小了输出两支路之间的交叉影响,解决了非最小相位系统控制困难的问题,提高了系统的暂态响应性能.
