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
针对新能源电力系统中源荷不确定性导致的系统调度灵活性严重不足问题,文中提出了一种考虑源荷不确定性的电力系统两阶段鲁棒优化模型。根据源荷不确定性特征,结合K-means法和鲁棒优化理论,在多时间尺度对电力系统灵活性需求进行量化。...针对新能源电力系统中源荷不确定性导致的系统调度灵活性严重不足问题,文中提出了一种考虑源荷不确定性的电力系统两阶段鲁棒优化模型。根据源荷不确定性特征,结合K-means法和鲁棒优化理论,在多时间尺度对电力系统灵活性需求进行量化。首先,建立日前鲁棒调度模型,充分挖掘火电机组、抽水蓄能等资源的灵活调节潜力,将火电灵活改造及抽水蓄能抽发状态作为模型的第一阶段决策变量,各灵活资源的出力作为第二阶段决策变量,并以灵活改造成本、碳排放成本及运行成本最小为优化目标。其次,在模型求解中,将所建立的两阶段鲁棒模型转化为相对独立的主问题和子问题,并采用列与约束生成(column and constraint generation,C&CG)算法和强对偶理论反复迭代,以逼近最优解。最后,通过算例验证,所提出的优化调度策略在满足灵活性需求的基础上,统筹各类资源,实现了系统中经济性、环保性、灵活性的均衡,并增强了对源荷不确定性风险的抵御能力。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.
文摘针对新能源电力系统中源荷不确定性导致的系统调度灵活性严重不足问题,文中提出了一种考虑源荷不确定性的电力系统两阶段鲁棒优化模型。根据源荷不确定性特征,结合K-means法和鲁棒优化理论,在多时间尺度对电力系统灵活性需求进行量化。首先,建立日前鲁棒调度模型,充分挖掘火电机组、抽水蓄能等资源的灵活调节潜力,将火电灵活改造及抽水蓄能抽发状态作为模型的第一阶段决策变量,各灵活资源的出力作为第二阶段决策变量,并以灵活改造成本、碳排放成本及运行成本最小为优化目标。其次,在模型求解中,将所建立的两阶段鲁棒模型转化为相对独立的主问题和子问题,并采用列与约束生成(column and constraint generation,C&CG)算法和强对偶理论反复迭代,以逼近最优解。最后,通过算例验证,所提出的优化调度策略在满足灵活性需求的基础上,统筹各类资源,实现了系统中经济性、环保性、灵活性的均衡,并增强了对源荷不确定性风险的抵御能力。
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.
