为进一步提高中点电压钳制(neutral point clamped,NPC)H桥级联五电平逆变器的动态响应、降低控制器计算负担的同时确保装置低损耗运行,文中在电压矢量矩形区域分类的基础上,提出一种以满足动态响应和降低开关损耗为目标的两级优化模型...为进一步提高中点电压钳制(neutral point clamped,NPC)H桥级联五电平逆变器的动态响应、降低控制器计算负担的同时确保装置低损耗运行,文中在电压矢量矩形区域分类的基础上,提出一种以满足动态响应和降低开关损耗为目标的两级优化模型预测电压控制策略。首先根据逆变器数学模型和期望电流进行目标电压矢量计算、修正,接着基于矩形区域分类对目标电压矢量进行定位;并以定位后的候选矢量为基础,设计了两级优化目标函数以输出满足要求的最优矢量。仿真和实验结果验证了该方法的有效性,与空间矢量脉宽调制以及传统模型预测电流、电压控制策略相比,该文所研究的两级优化模型预测电压控制策略,在确保逆变器动态响应的前提下既能降低控制器计算负担,还能有效减少器件开关损耗。展开更多
为快速、准确预测接触网复合绝缘子临界污闪电压,减少人工污秽试验工作量,提出了一种复合绝缘子污秽闪络电压预测模型。首先,利用黄金正弦(golden sine algorithm,GSA)与分段线性混沌映射(piecewise linear chaotic map,PWLCM)改进的减...为快速、准确预测接触网复合绝缘子临界污闪电压,减少人工污秽试验工作量,提出了一种复合绝缘子污秽闪络电压预测模型。首先,利用黄金正弦(golden sine algorithm,GSA)与分段线性混沌映射(piecewise linear chaotic map,PWLCM)改进的减法平均优化器(subtraction average based optimizer,SABO)算法增强反向传播(back propagation,BP)神经网络的性能;其次,利用人工污秽试验获取10种不同复合绝缘子的闪络电压,收集相关试验参数;再次,依据Obenaus模型对复合绝缘子污秽闪络表现进行分析,利用斯皮尔曼(Spearman)相关系数法筛选出与复合绝缘子临界污闪电压密切相关的4个参数作为预测模型的输入特征量,以预测复合绝缘子临界污闪电压;最后,利用五折交叉验证法对预测模型进行综合评估,并与常用智能优化算法预测模型的预测结果进行比较。结果表明:GSABO-BP模型预测复合绝缘子污闪电压平均绝对误差为1.244 kV,平均绝对百分比误差为2.25%,模型可决系数稳定在0.98以上;与改进前的SABO-BP模型相比,预测值平均误差下降67.80%。GSABO-BP模型在复合绝缘子污闪电压预测上具有较高的预测精准度,对电气化铁路供电系统的防污保护工作具有重要意义。展开更多
针对区域配网变压器(简称“配变”)数量多,大量新型负荷、分布式光伏等接入,配变电压随机性波动增强,台区用户电压质量面临挑战。为更好地对区域配变电压进行越限特征分析及预测,提出了基于关联特征筛选的双层聚类区域配变电压预测方法...针对区域配网变压器(简称“配变”)数量多,大量新型负荷、分布式光伏等接入,配变电压随机性波动增强,台区用户电压质量面临挑战。为更好地对区域配变电压进行越限特征分析及预测,提出了基于关联特征筛选的双层聚类区域配变电压预测方法。首先,将区域配变的越限天数作为第一层聚类特征,获得电压性质正常以及越上限的配变。其次,针对电压越限配变提出结合Pearson相关系数和欧氏距离(Euclidean distance)的最优度量矩阵,提取原有数据的内含信息,作为K均值聚类(K-means)的输入,实现对区域配变双层聚类。在此基础上,选取该集群中代表配变表征该类配变,利用卷积双向长短期记忆网络-注意力机制(convolutional neural network-bidirectional long and short-term memory-attention,CNN-BiLSTM-Attention)模型对配变电压进行预测,该模型能够提取输入数据的双向信息特征,并对重要特征加权,从多时间尺度上获得双向特征信息用于预测。最后,在上海市某区域配变验证了该方法的有效性。展开更多
为提高三相Vienna整流器响应速度以及在复杂环境下系统控制性能,提出一种无模型预测直接电压控制(Model-free predictive direct voltage control,MFPDVC)策略。首先,分析三相Vienna整流器数学模型,构建不依赖系统物理参数的超局部模型...为提高三相Vienna整流器响应速度以及在复杂环境下系统控制性能,提出一种无模型预测直接电压控制(Model-free predictive direct voltage control,MFPDVC)策略。首先,分析三相Vienna整流器数学模型,构建不依赖系统物理参数的超局部模型,增强控制系统鲁棒性;其次,对超局部模型离散化得到系统预测方程,同时设计包含电压、功率以及中点电位的成本函数,实现用单个环路控制多个目标,突破传统双闭环级联型控制结构内外环带宽限制,提升系统响应速度。最后,设计Luenberger观测器估计电压和功率超局部模型中的未知部分,并实时补偿预测模型,进一步提升抗扰动性能,实现无模型预测直接电压控制算法。仿真与试验结果表明,相比传统有限集模型预测功率控制方法,所提控制策略具有更优的鲁棒性和动稳态性能。展开更多
文摘为进一步提高中点电压钳制(neutral point clamped,NPC)H桥级联五电平逆变器的动态响应、降低控制器计算负担的同时确保装置低损耗运行,文中在电压矢量矩形区域分类的基础上,提出一种以满足动态响应和降低开关损耗为目标的两级优化模型预测电压控制策略。首先根据逆变器数学模型和期望电流进行目标电压矢量计算、修正,接着基于矩形区域分类对目标电压矢量进行定位;并以定位后的候选矢量为基础,设计了两级优化目标函数以输出满足要求的最优矢量。仿真和实验结果验证了该方法的有效性,与空间矢量脉宽调制以及传统模型预测电流、电压控制策略相比,该文所研究的两级优化模型预测电压控制策略,在确保逆变器动态响应的前提下既能降低控制器计算负担,还能有效减少器件开关损耗。
文摘为快速、准确预测接触网复合绝缘子临界污闪电压,减少人工污秽试验工作量,提出了一种复合绝缘子污秽闪络电压预测模型。首先,利用黄金正弦(golden sine algorithm,GSA)与分段线性混沌映射(piecewise linear chaotic map,PWLCM)改进的减法平均优化器(subtraction average based optimizer,SABO)算法增强反向传播(back propagation,BP)神经网络的性能;其次,利用人工污秽试验获取10种不同复合绝缘子的闪络电压,收集相关试验参数;再次,依据Obenaus模型对复合绝缘子污秽闪络表现进行分析,利用斯皮尔曼(Spearman)相关系数法筛选出与复合绝缘子临界污闪电压密切相关的4个参数作为预测模型的输入特征量,以预测复合绝缘子临界污闪电压;最后,利用五折交叉验证法对预测模型进行综合评估,并与常用智能优化算法预测模型的预测结果进行比较。结果表明:GSABO-BP模型预测复合绝缘子污闪电压平均绝对误差为1.244 kV,平均绝对百分比误差为2.25%,模型可决系数稳定在0.98以上;与改进前的SABO-BP模型相比,预测值平均误差下降67.80%。GSABO-BP模型在复合绝缘子污闪电压预测上具有较高的预测精准度,对电气化铁路供电系统的防污保护工作具有重要意义。
文摘针对区域配网变压器(简称“配变”)数量多,大量新型负荷、分布式光伏等接入,配变电压随机性波动增强,台区用户电压质量面临挑战。为更好地对区域配变电压进行越限特征分析及预测,提出了基于关联特征筛选的双层聚类区域配变电压预测方法。首先,将区域配变的越限天数作为第一层聚类特征,获得电压性质正常以及越上限的配变。其次,针对电压越限配变提出结合Pearson相关系数和欧氏距离(Euclidean distance)的最优度量矩阵,提取原有数据的内含信息,作为K均值聚类(K-means)的输入,实现对区域配变双层聚类。在此基础上,选取该集群中代表配变表征该类配变,利用卷积双向长短期记忆网络-注意力机制(convolutional neural network-bidirectional long and short-term memory-attention,CNN-BiLSTM-Attention)模型对配变电压进行预测,该模型能够提取输入数据的双向信息特征,并对重要特征加权,从多时间尺度上获得双向特征信息用于预测。最后,在上海市某区域配变验证了该方法的有效性。
文摘为提高三相Vienna整流器响应速度以及在复杂环境下系统控制性能,提出一种无模型预测直接电压控制(Model-free predictive direct voltage control,MFPDVC)策略。首先,分析三相Vienna整流器数学模型,构建不依赖系统物理参数的超局部模型,增强控制系统鲁棒性;其次,对超局部模型离散化得到系统预测方程,同时设计包含电压、功率以及中点电位的成本函数,实现用单个环路控制多个目标,突破传统双闭环级联型控制结构内外环带宽限制,提升系统响应速度。最后,设计Luenberger观测器估计电压和功率超局部模型中的未知部分,并实时补偿预测模型,进一步提升抗扰动性能,实现无模型预测直接电压控制算法。仿真与试验结果表明,相比传统有限集模型预测功率控制方法,所提控制策略具有更优的鲁棒性和动稳态性能。
