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
在海上风电直流汇集-直流送出系统中,基于单相模块化多电平换流器的面对面型(modular multilevel converter based front-to-front,MMC-FTF)高压大功率DC/DC变换器是连接中压汇聚线与高压直流输电(high voltage direct current,HVDC)线...在海上风电直流汇集-直流送出系统中,基于单相模块化多电平换流器的面对面型(modular multilevel converter based front-to-front,MMC-FTF)高压大功率DC/DC变换器是连接中压汇聚线与高压直流输电(high voltage direct current,HVDC)线路的关键接口设备。然而,针对MMC-FTF变换器的阻抗建模鲜有报道,且含MMC-FTF变换器的HVDC系统的小信号稳定性问题尚不明确。针对此问题,该文首先根据频率耦合效应提出共差模提取矩阵,实现了多谐波线性化方法下单相及三相MMC交直流侧阻抗模型的统一,并建立了MMC-FTF变换器的直流侧阻抗模型。其次,利用阻抗稳定性判据揭示了MMC-FTF变换器与岸上三相MMC换流站互联时存在的振荡风险。接着,根据相角灵敏度指标定量评估了不同控制器参数对系统稳定性的影响,并提出用于提升系统稳定性的调参准则。最后,基于MATLAB/Simulink仿真和硬件在环实验验证了结果的正确性。展开更多
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.
文摘在海上风电直流汇集-直流送出系统中,基于单相模块化多电平换流器的面对面型(modular multilevel converter based front-to-front,MMC-FTF)高压大功率DC/DC变换器是连接中压汇聚线与高压直流输电(high voltage direct current,HVDC)线路的关键接口设备。然而,针对MMC-FTF变换器的阻抗建模鲜有报道,且含MMC-FTF变换器的HVDC系统的小信号稳定性问题尚不明确。针对此问题,该文首先根据频率耦合效应提出共差模提取矩阵,实现了多谐波线性化方法下单相及三相MMC交直流侧阻抗模型的统一,并建立了MMC-FTF变换器的直流侧阻抗模型。其次,利用阻抗稳定性判据揭示了MMC-FTF变换器与岸上三相MMC换流站互联时存在的振荡风险。接着,根据相角灵敏度指标定量评估了不同控制器参数对系统稳定性的影响,并提出用于提升系统稳定性的调参准则。最后,基于MATLAB/Simulink仿真和硬件在环实验验证了结果的正确性。
