PPO算法优化参数的微网接口变换器自抗扰控制

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作者 周雪松 刘文进 +3 位作者 马幼捷 陶珑 问虎龙 丰美丽 《电力系统保护与控制》 北大核心 2025年第14期90-99,共10页

直流微电网作为新型电力系统的重要环节,因新能源的随机性和不确定性,直流微电网中负载端接口变换器的输出电压容易受到扰动影响,导致输出特性不佳。为有效消除在控制器参数保持恒定时不确定性特征对系统性能产生的不利影响,提出了一种... 直流微电网作为新型电力系统的重要环节,因新能源的随机性和不确定性,直流微电网中负载端接口变换器的输出电压容易受到扰动影响,导致输出特性不佳。为有效消除在控制器参数保持恒定时不确定性特征对系统性能产生的不利影响,提出了一种基于近端策略优化(proximalpolicyoptimization, PPO)算法的自抗扰控制方法。该方法利用PPO智能体与传统自抗扰控制系统环境进行交互,感知环境状态的变化,并依据奖励的反馈来优化控制策略。在训练过程中,智能体通过探索不同的控制动作,实现观测器参数的自适应调整,从而确保了变换器输出电压的稳定。最后,在数字仿真平台上,将PPO-LADRC与传统线性自抗扰控制(linear active disturbance rejection control, LADRC)、双闭环比例-积分控制方法进行了对比分析,验证了该控制策略可以显著提升系统在各种扰动下的动态性能。 展开更多

关键词 直流微电网 接口变换器 深度强化学习 自抗扰控制 自适应调整

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融入SAC算法的光储微网混合储能自驱优级联自抗扰控制

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作者 周雪松 张宇轩 +3 位作者 马幼捷 王馨悦 陶珑 问虎龙 《电力系统保护与控制》 北大核心 2025年第13期93-104,共12页

母线电压稳定是实现新能源高水平消纳的重要前提。针对光储直流微电网混合储能系统因源荷不确定性扰动导致的母线电压波动问题,提出一种融入深度强化学习柔性动作评价(soft actor-critic, SAC)算法的自驱优级联自抗扰控制策略。首先,设... 母线电压稳定是实现新能源高水平消纳的重要前提。针对光储直流微电网混合储能系统因源荷不确定性扰动导致的母线电压波动问题,提出一种融入深度强化学习柔性动作评价(soft actor-critic, SAC)算法的自驱优级联自抗扰控制策略。首先,设计了级联扩张状态观测器来实时估计和补偿系统中的不确定性扰动,以提升系统的扰动估计精度。其次,针对系统建立了马尔可夫决策模型,并设计了状态奖励与信息熵综合评估的SAC智能体,融入控制器参数优化中。通过其在线学习和经验回放实现了控制参数的自驱优整定,进一步提高了系统的抗扰性和鲁棒性。最后,通过仿真实验对比了3种控制策略在典型工况下的控制性能,验证了所提策略的有效性和优越性。 展开更多

关键词 光储直流微电网 混合储能 自抗扰控制 深度强化学习 SAC算法

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基于DDPG算法的微网负载端接口变换器自抗扰控制 被引量：5

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作者 周雪松 张心茹 +3 位作者 赵浛宇 王博 赵明 问虎龙 《电力系统保护与控制》 EI CSCD 北大核心 2023年第21期66-75,共10页

直流微电网是新能源综合利用的重要形式,但其中的分布式接口往往存在着强随机性扰动,这给直流变换器的稳压控制带来了诸多问题。为了尽可能地抑制控制器参数固定时这种不确定性特征引起的不利影响,提出了一种利用深度确定性策略梯度(dee... 直流微电网是新能源综合利用的重要形式,但其中的分布式接口往往存在着强随机性扰动,这给直流变换器的稳压控制带来了诸多问题。为了尽可能地抑制控制器参数固定时这种不确定性特征引起的不利影响,提出了一种利用深度确定性策略梯度(deep deterministic policy gradient,DDPG)算法整定线性自抗扰控制器参数的方法。依靠引入了智能算法的自抗扰微电网控制系统,实现了控制器参数的自适应调整,从而实现了微电网接口变换器的稳定运行。通过仿真对比了各类典型工况下,DDPG-LADRC与传统线性自抗扰控制器(linear active disturbance rejection control,LADRC)、双闭环比例-积分控制器的性能差异,验证了所提控制策略的有效性。而参数摄动下的鲁棒性分析结果结合多项指标下的系统整体性分析,充分体现了控制器参数的智能化调整所带来的多工况自适应性增益的优越性,具备较强的工程价值。 展开更多

关键词 微电网 DC-DC变换器 线性自抗扰控制 深度强化学习 DDPG算法 抗扰性

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基于级联型扩张状态观测器的直流微电网低压负载接口变换器自抗扰稳压研究 被引量：2

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作者 马幼捷 杨清 +3 位作者 周雪松 王博 王福森 王馨悦 《电力系统保护与控制》 EI CSCD 北大核心 2024年第4期121-132,共12页

直流微电网负载侧供压稳定是实现新能源电力高水平消纳的重要前提。为维持低压负载侧电压稳定,利用级联型扩张状态观测器提高扰动的估计重构精度与速度,将二阶自抗扰控制技术引入低压侧稳压控制。首先,在考虑扰动存在的低压接口变换器... 直流微电网负载侧供压稳定是实现新能源电力高水平消纳的重要前提。为维持低压负载侧电压稳定,利用级联型扩张状态观测器提高扰动的估计重构精度与速度,将二阶自抗扰控制技术引入低压侧稳压控制。首先,在考虑扰动存在的低压接口变换器动态模型基础上实现对于稳压控制策略的系统设计。之后,在时域上分析级联型扩张状态观测器对于扰动重估精度的提升效果,利用线性等效框架在复频域上分析系统对于总扰动的抑制性能,以及系统模型不确定下对于动态性能的影响。此外,将Lyapunov理论运用于分析所提稳压控制策略的稳定性,表明该系统在工程上稳定。最后仿真实验验证了所提出稳压策略的正确性与有效性,且对于扰动具有较好的抑制性。 展开更多

关键词 直流微电网 低压接口变换器 扩张状态观测器 线性自抗扰控制 LYAPUNOV理论

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微电网负载侧变换器的观测偏差优化自抗扰策略 被引量：1

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作者 周雪松 王博 +3 位作者 马幼捷 陶珑 景亚楠 徐晓宁 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第23期9354-9367,I0021,共15页

混合储能微电网可实现对分布式新能源的高效利用,但在复杂的扰动作用下,变换器输出的电能质量往往不能得到保障。为此,该文提出一种同时考虑高阶扰动分量以及估计模型未达分量的偏差优化策略对现有的观测过程进行改造。首先,依靠状态空... 混合储能微电网可实现对分布式新能源的高效利用,但在复杂的扰动作用下,变换器输出的电能质量往往不能得到保障。为此,该文提出一种同时考虑高阶扰动分量以及估计模型未达分量的偏差优化策略对现有的观测过程进行改造。首先,依靠状态空间中所提取到的偏差描述,在初级观测器中引入两维变量共同描述高-低阶扰动信息,而未能及时观测出的剩余扰动则被交由级联架构处理;随后,依据推导得到的内扰模型,建立包含全部非理想成分的补偿控制律,以达到精确重构总和扰动的目的;之后,通过偏差抑制性、扰动追溯性等方面的推导,指出优化策略改善控制品质的内在依据以及可调参数和运行特征的典型关系,并给出参数整定原则;同时,借助李雅普诺夫理论,证明给定稳定域内变换器的可控性;最后,在1.5 kW的实验平台上得到的多工况对比曲线验证所提控制策略的有效性。 展开更多

关键词 微电网 自抗扰控制 控制品质 参数配置

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基于多阶反馈重构的微电网端口变换器自抗扰策略

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作者 周雪松 景亚楠 +3 位作者 马幼捷 王鑫 陶珑 问虎龙 《电力系统保护与控制》 EI CSCD 北大核心 2024年第20期1-11,共11页

直流微电网低压负载侧电能稳定供应是新型电力系统中新能源有效消纳的重要保障。针对微电网供能枢纽变换器受扰情况下输出不稳定的问题,提出了一种观测器状态变量重构补偿的改进型自抗扰策略。首先,通过剖析自抗扰框架下无法避免的结构... 直流微电网低压负载侧电能稳定供应是新型电力系统中新能源有效消纳的重要保障。针对微电网供能枢纽变换器受扰情况下输出不稳定的问题,提出了一种观测器状态变量重构补偿的改进型自抗扰策略。首先,通过剖析自抗扰框架下无法避免的结构问题,推导出观测误差精准范式,并对扰动观测变量进行重构补偿,实现对总扰动的快速跟踪和消除。然后,进一步对改进策略在稳定性能、跟踪性能、抗扰性能、鲁棒性能4个维度进行理论分析,验证了该策略的正确性与有效性。最后,利用数字仿真和物理实验模拟实际工况进行对比分析,验证了该策略在微电网系统多种内外不确定扰动下均具有较好的动态性能。 展开更多

关键词 直流微电网 端口变换器 自抗扰控制 扩张状态观测器 观测量补偿

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基于串扰电压峰值的IGBT模块键合线老化监测方法

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作者 张硕 王耕籍 +1 位作者 尹金良 杜明星 《太阳能学报》 北大核心 2025年第6期314-320,共7页

针对IGBT模块键合线老化监测问题,该文提出一种基于串扰电压峰值的监测方法,该方法以IGBT模块构成的半桥电路为研究对象,基于IGBT模块的开关模态,对键合线脱落机理及串扰电压产生过程详细分析,并对串扰电压分段建模;推导出键合线脱落对... 针对IGBT模块键合线老化监测问题,该文提出一种基于串扰电压峰值的监测方法,该方法以IGBT模块构成的半桥电路为研究对象,基于IGBT模块的开关模态,对键合线脱落机理及串扰电压产生过程详细分析,并对串扰电压分段建模;推导出键合线脱落对串扰电压形成各个阶段的影响,进而通过对串扰电压峰值的测量实现对IGBT模块键合线健康状况的实时监测;仿真和实验结果验证该方法的可行性和准确性。 展开更多

关键词 光伏发电 IGBT 串扰 逆变器 键合线 老化

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考虑动态频率安全的送端电网输-储协同规划方法

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作者 赵浛宇 郑繁 +3 位作者 卓庆澳 刘佳兵 周雪松 祁梦心 《高电压技术》 北大核心 2025年第7期3500-3509,I0010-I0015,共16页

为提升送端电网的惯量水平并增强其应对不确定性的能力,提出一种计及惯量提升并应对多阶段不确定性的输-储协同规划模型。首先,基于鲁棒优化的思想并结合N-1准则,对电力系统节点惯量计算方法进行改进,并建立多资源协调参与频率响应模型... 为提升送端电网的惯量水平并增强其应对不确定性的能力,提出一种计及惯量提升并应对多阶段不确定性的输-储协同规划模型。首先,基于鲁棒优化的思想并结合N-1准则,对电力系统节点惯量计算方法进行改进,并建立多资源协调参与频率响应模型;其次,提出多目标多阶段随机-分布鲁棒输-储协同规划模型,第1阶段以送端电网惯量提升及经济性最优为目标,制定输电网储能规划方案,第2阶段制定外送以及日前调度计划,第3阶段对日前调度结果进行修正;最后,通过IEEE 14节点直流送端电网和IEEE RTS-79节点多直流送端电网进行验证。结果表明,改进的节点惯量计算方法可以更好地识别系统中的脆弱节点,提高了规划结果的鲁棒性;所提不确定性模型可以避免得到保守或者冒进的规划方案,兼顾规划结果的鲁棒性和经济性。 展开更多

关键词 送端电网 联合规划 节点惯量 不确定性 随机优化 分布鲁棒优化

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支撑高渗透率区域平衡的虚拟电厂动态分区调度决策方法 被引量：1

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作者 孔祥玉 姚昊阳 +2 位作者 张德隆 刘高华 王满 《太阳能学报》 北大核心 2025年第5期166-175,共10页

为更好地发挥虚拟电厂(VPP)区域资源优化配置和新能源消纳能力,提出一种支撑高渗透率区域平衡的虚拟电厂动态分区调度决策方法。首先,考虑各边端台区负荷变化特征,利用K-均值聚类++聚类算法,从数据特征距离入手,以分区间的线路交互容量... 为更好地发挥虚拟电厂(VPP)区域资源优化配置和新能源消纳能力,提出一种支撑高渗透率区域平衡的虚拟电厂动态分区调度决策方法。首先,考虑各边端台区负荷变化特征,利用K-均值聚类++聚类算法,从数据特征距离入手,以分区间的线路交互容量最小为目标,对边端进行小时级滚动分区。其次,结合边端台区上传的供用电数据与日内滚动小时更新的购售电价格,以VPP下属合作博弈区域内部消化交易优先为目标的同时,嵌套VPP和下属区域主从博弈,以下属区域利益最大化和VPP整体运营成本最低为目标,建立电力市场博弈策略模型。最后,基于改进IEEE62节点系统,对3种不同方案对比仿真,验证所建模型达到VPP整体运营成本降低、下属分区分布式新能源利用率增长和对外传输线传输容量降低的效果。 展开更多

关键词 分布式电源 虚拟电厂 电力市场 动态分区 博弈策略

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基于Buck变换器的模糊自抗扰Hopf分岔扰动抑制策略 被引量：4

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作者 张建功 周雪松 +3 位作者 马幼捷 徐晓宁 王鸿斌 赵家欣 《电力系统保护与控制》 EI CSCD 北大核心 2023年第15期12-21,共10页

针对Buck变换器输出端口电压易受系统参数变化影响而降低能量传输质量的问题,提出了一种结合模糊推理机制的线性自抗扰控制策略。首先,建立离散数学模型分析出Hopf分岔扰动是引起输出电压低频振荡的原因,利用频域法分析其稳定的充要条件... 针对Buck变换器输出端口电压易受系统参数变化影响而降低能量传输质量的问题,提出了一种结合模糊推理机制的线性自抗扰控制策略。首先,建立离散数学模型分析出Hopf分岔扰动是引起输出电压低频振荡的原因,利用频域法分析其稳定的充要条件,给出Hopf分岔扰动存在性证明,并仿真验证了Hopf分岔扰动的存在。其次,基于理论分析设计模糊推理规则将其与误差反馈控制率结合来提升对Hopf分岔扰动抑制效果。并且,运用频域法理论分析了在Hopf分岔扰动下该控制策略的稳定性及各状态观测误差对干扰的界限。最后,通过仿真分析对比不同工况下此控制策略与传统PI控制策略对Hopf分岔扰动的抑制情况。结果表明,所提出的模糊线性自抗扰控制策略有效地抑制了Hopf分岔扰动,保障了Buck变换器的工作性能。 展开更多

关键词 BUCK变换器 HOPF分岔 模糊推理 线性自抗扰控制器 稳定性 抗扰性

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基于EMR与V_(eE_peak)组合电参数的IGBT模块封装老化监测

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作者 董超 韦虎俊 +1 位作者 尹金良 杜明星 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第11期1-8,共8页

该文提出一种基于电磁辐射干扰(EMR)与V_(eE_peak)组合电参数监测IGBT模块封装老化的方法,旨在监测多种老化同时发生时IGBT模块的健康状态。首先,分析V_(eE_peak)和EMR的产生机理以及模块内部寄生参数对VeE和EMR的影响;其次,分析不同老... 该文提出一种基于电磁辐射干扰(EMR)与V_(eE_peak)组合电参数监测IGBT模块封装老化的方法,旨在监测多种老化同时发生时IGBT模块的健康状态。首先,分析V_(eE_peak)和EMR的产生机理以及模块内部寄生参数对VeE和EMR的影响;其次,分析不同老化对IGBT模块内部寄生参数的影响;最后,结合实验结果证明所提方法的正确性。这是一种不需要复杂监测电路的非侵入式监测方法,可有效降低多种老化耦合对IGBT模块健康状态监测结果产生的误差。 展开更多

关键词 焊料层空洞 IGBT模块 键合线老化 电磁辐射干扰 V_(eE_peak)

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基于检测框下边沿的单目视觉车辆测距研究

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作者 刘宏利 王雨林 +1 位作者 邵磊 李季 《计算机科学》 CSCD 北大核心 2024年第S01期415-420,共6页

对车辆测距是当今驾驶领域的热门研究方向。针对传统测距方法测距精度受到车型大小影响的问题以及前车存在的X轴偏移问题,提出了基于检测框下边沿中心点的车辆测距模型。该模型通过使用单目视觉摄像头及车辆检测算法获取前方车辆的位置... 对车辆测距是当今驾驶领域的热门研究方向。针对传统测距方法测距精度受到车型大小影响的问题以及前车存在的X轴偏移问题,提出了基于检测框下边沿中心点的车辆测距模型。该模型通过使用单目视觉摄像头及车辆检测算法获取前方车辆的位置信息,并通过车辆检测框得出的下边沿中心点坐标,以及相机安装的俯仰角信息综合建立了车辆测距模型,解决了车型大小带来的误差问题;通过构建三角函数模型,解决了前车相对于实验车辆存在的X轴分量问题,并优化改进了前车安全距离的判定方式;设定车尾矩形框中心点横坐标与车辆外接矩形框宽度的比值λ,根据λ取值分情况讨论,使该模型更符合场景应用需要。并提出了基于测距关键点的逆透视变换模型,减小了测距误差。实验表明,改进后测距模型的测距精度不受车型大小的影响且能考虑到前车位置的X轴分量问题,改进后的测距模型相对于传统测距模型,测距误差降低了约1.5%,且测距精度明显提高。 展开更多

关键词 单目视觉 测距 逆透视变换 检测框下边沿中心点 目标检测

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基于改进双支耦合Cauer模型的逆变器中IGBT模块结温预测方法 被引量：1

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作者 严庆 杜明星 +2 位作者 胡经纬 尹金良 董超 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第10期431-439,共9页

在严苛工况下,应用于光伏发电和风电系统逆变器中的IGBT模块极易老化,进而在焊料层中形成空洞,而芯片材料的热物性也会因高温而发生变化,两者结合将大幅影响耦合模型的预测精度。基于此,在热耦合效应下,对焊料层空洞和芯片热效应对芯片... 在严苛工况下,应用于光伏发电和风电系统逆变器中的IGBT模块极易老化,进而在焊料层中形成空洞,而芯片材料的热物性也会因高温而发生变化,两者结合将大幅影响耦合模型的预测精度。基于此,在热耦合效应下,对焊料层空洞和芯片热效应对芯片结温的影响进行分析,建立同时考虑IGBT芯片焊料层空洞损伤和芯片材料热效应的改进双支耦合Cauer模型。通过有限元方法研究不同空洞率对IGBT模块热特性的影响,并给出含有空洞时焊料层热阻的计算方法。在此基础上,进一步考虑IGBT模块芯片热参数对温度的依赖关系,建立芯片热阻-温度的函数模型。最终,通过实验验证所提改进模型的准确性和有效性,提高了IGBT模块的结温预测精度,增强了光伏发电和风电系统中逆变器的可靠性。 展开更多

关键词 逆变器 IGBT模块 结温 热物性 焊料层空洞 Cauer热网络模型

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基于双分支Cauer模型的IGBT模块焊料层老化监测方法 被引量：1

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作者 刘雪庭 杜明星 +1 位作者 马格 尹艺迪 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期336-341,共6页

以绝缘栅双极型晶体管(IGBT)的焊料层为研究对象,在传统Cauer模型的基础上,提出考虑芯片-铜端子热流支路的双分支Cauer模型,利用光纤温度传感器测量裸露在IGBT模块外部的铜端子温度和IGBT模块底板温度,以获取IGBT芯片结温,通过分析芯片... 以绝缘栅双极型晶体管(IGBT)的焊料层为研究对象,在传统Cauer模型的基础上,提出考虑芯片-铜端子热流支路的双分支Cauer模型,利用光纤温度传感器测量裸露在IGBT模块外部的铜端子温度和IGBT模块底板温度,以获取IGBT芯片结温,通过分析芯片结温、铜端子温度、底板温度的变化规律,准确定位焊料层老化位置,以区分芯片焊料层老化和底板焊料层老化,从而实现对不同焊料层的老化状态监测。 展开更多

关键词 绝缘栅双极型晶体管 状态监测 有限元分析 焊料层老化 Cauer热网络模型

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基于悬链线方程的近海漂浮式光伏汇集动态缆线型设计方法

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作者 王春杰 俞子龙 +2 位作者 孔祥玉 俞露杰 付强 《太阳能学报》 2025年第8期387-395,共9页

结合近海浅水环境下水深变化明显及动态缆抗载荷能力需求,提出一种漂浮式光伏汇集动态缆线型设计方法,基于悬链线方程建立缓波式动态缆线型模型,结合Orcaflex软件构建有限元模型设计动态缆线型初步方案,考虑浮体偏移情况,在满足约束条... 结合近海浅水环境下水深变化明显及动态缆抗载荷能力需求,提出一种漂浮式光伏汇集动态缆线型设计方法,基于悬链线方程建立缓波式动态缆线型模型,结合Orcaflex软件构建有限元模型设计动态缆线型初步方案,考虑浮体偏移情况,在满足约束条件下以缆长最短为优化目标,采用改进模拟退火算法对线型初步方案进行优化寻找全局最优解。结合某海域实际工程数据分析,分析在动态缆定长时首端连接角度对线型的影响,并利用Orcaflex软件验证优化后动态缆线型方案的可靠性与所提方法的可行性。 展开更多

关键词 漂浮式光伏 动态缆 悬链线理论 缓波式线型 模拟退火算法 曲率半径

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