文中针对模块化多电平变流器(Modular Multilevel Converter,MMC)的高压直流输电(High-voltage direct current)系统的变流站级控制,提出一种电网不平衡电压下基于端口受控耗散哈密尔顿(Port-controlled Hamiltonian with Dissipation,P...文中针对模块化多电平变流器(Modular Multilevel Converter,MMC)的高压直流输电(High-voltage direct current)系统的变流站级控制,提出一种电网不平衡电压下基于端口受控耗散哈密尔顿(Port-controlled Hamiltonian with Dissipation,PCHD)模型的无源策略(Passivity-based Control,PBC)。文中针对系统的数学模型,通过功率表达式,得出三种控制目标,针对每种控制目标得出相应的电流参考量;通过基于PCHD模型的无源控制理论,推导出系统能量函数和相应的无源控制器;针对三相不平衡电网中产生的负序分量的情况,文中系统加入正负序分离思想,进一步提高了系统的控制精度;通过Matlab/Simulink仿真平台,搭建了不平衡电网电压下的MMC-HVDC系统,并在三种控制目标下验证了所提控制策略的有效性和优越性。展开更多
为了提高二次型Boost变换器的性能,根据二次型Boost变换器的拓扑结构,建立了基于端口受控耗散哈密顿(port controlled hamiltonian with dissipation,PCHD)模型,提出了无源控制和PI控制相结合的无源混合控制策略。基于PCHD模型,采用互...为了提高二次型Boost变换器的性能,根据二次型Boost变换器的拓扑结构,建立了基于端口受控耗散哈密顿(port controlled hamiltonian with dissipation,PCHD)模型,提出了无源控制和PI控制相结合的无源混合控制策略。基于PCHD模型,采用互联和阻尼配置方法,设计了无源电流控制器;为了消除系统稳态误差,设计了电压外环PI控制器以提供无源电流控制器期望电流给定。仿真结果表明,无源混合控制的二次型Boost变换器有良好的静态和动态性能,所提的控制策略是可行的。展开更多
Concentrated integration of large scale wind power demands stronger robustness of VSC-HVDC transmission. Based on PCHD (Port Controled Hamiltonian with Dissipation) equation, the PCHD model of voltage source converter...Concentrated integration of large scale wind power demands stronger robustness of VSC-HVDC transmission. Based on PCHD (Port Controled Hamiltonian with Dissipation) equation, the PCHD model of voltage source converter (VSC) in abc frame and d-q rotating frame are built and the strict passivity of VSC is proved. Desired energy function is constructed and used as Lyapunov function by assigning link matrix and damping matrix. Impact from VSC equivalent dc resistance is eliminated by additional damping matrix. The IDA-PB (Interconnection and Damping Assignment Passivity-based) controller is designed based on desired equilibrium point and state variable. With different operation conditions, VSC-HVDC and its control system are simulated by software PSCAD/EMTDC, the results show the proposed control strategy has good performance and strong robustness.展开更多
为了提高表贴式永磁同步电机的电流环频率响应能力和转速响应性能,针对其无源控制器设计过程中因d轴、q轴电流存在耦合而造成期望互联矩阵未知参数过多的问题,结合电压前馈解耦控制,提出了一种基于电流解耦的无源控制器新型设计方法。首...为了提高表贴式永磁同步电机的电流环频率响应能力和转速响应性能,针对其无源控制器设计过程中因d轴、q轴电流存在耦合而造成期望互联矩阵未知参数过多的问题,结合电压前馈解耦控制,提出了一种基于电流解耦的无源控制器新型设计方法。首先,根据能量平衡原理和电压前馈解耦控制,构建基于电流解耦的表贴式永磁同步电机端口受控耗散哈密顿系统(port control Hamilton system with dissipation, PCHD)模型。然后,通过互联和阻尼配置的无源控制(interconnection and damping assignment passivity-based control, IDA-PBC)方法,完成表贴式永磁同步电机无源控制器的设计,并在设计过程中引入了电压前馈解耦控制,消除了d轴、q轴电流的耦合关系,使期望互联矩阵的未知参数由3个减少为1个。最后,搭建表贴式永磁同步电机测试平台进行实验验证。实验结果表明,当表贴式永磁同步电机的电流环采用基于电流解耦的无源控制器时,q轴电流响应频率由小于250 Hz增大为大于333 Hz;额定转速下的转速响应时间由0.16 s减小为0.11 s,超调量由2.0%减小为0.6%,稳态误差由5.98 r/min减小为1.15 r/min。研究结果可为永磁同步电机的无源控制器设计提供新思路。展开更多
为改善统一电能质量调节器(Unified power quality conditioner,UPQC)的谐波补偿性能,基于UPQC的端口受控的耗散哈密顿(Port-controlled Hamiltonian with dissipation,PCHD)数学模型,利用该模型和UPQC的无源性,设计变阻尼无源控制器,...为改善统一电能质量调节器(Unified power quality conditioner,UPQC)的谐波补偿性能,基于UPQC的端口受控的耗散哈密顿(Port-controlled Hamiltonian with dissipation,PCHD)数学模型,利用该模型和UPQC的无源性,设计变阻尼无源控制器,电流内环采用变阻尼无源控制,电压外环采用变积分系数的非线性自抗扰-PI(Active disturbance rejection-proportional integral,ADR-PI)控制。与传统的PI恒阻尼无源控制策略相比,采用的变阻尼无源混合控制策略补偿后的负载电压和电网电流总谐波畸变率更低。最后,在Matlab/Simulink仿真平台上搭建了TNPC-UPQC的变阻尼无源混合控制系统的仿真模型,对UPQC的谐波补偿性能进行了仿真研究。仿真结果表明,采用的变阻尼无源混合控制策略是可行的。展开更多
文摘文中针对模块化多电平变流器(Modular Multilevel Converter,MMC)的高压直流输电(High-voltage direct current)系统的变流站级控制,提出一种电网不平衡电压下基于端口受控耗散哈密尔顿(Port-controlled Hamiltonian with Dissipation,PCHD)模型的无源策略(Passivity-based Control,PBC)。文中针对系统的数学模型,通过功率表达式,得出三种控制目标,针对每种控制目标得出相应的电流参考量;通过基于PCHD模型的无源控制理论,推导出系统能量函数和相应的无源控制器;针对三相不平衡电网中产生的负序分量的情况,文中系统加入正负序分离思想,进一步提高了系统的控制精度;通过Matlab/Simulink仿真平台,搭建了不平衡电网电压下的MMC-HVDC系统,并在三种控制目标下验证了所提控制策略的有效性和优越性。
文摘为了提高二次型Boost变换器的性能,根据二次型Boost变换器的拓扑结构,建立了基于端口受控耗散哈密顿(port controlled hamiltonian with dissipation,PCHD)模型,提出了无源控制和PI控制相结合的无源混合控制策略。基于PCHD模型,采用互联和阻尼配置方法,设计了无源电流控制器;为了消除系统稳态误差,设计了电压外环PI控制器以提供无源电流控制器期望电流给定。仿真结果表明,无源混合控制的二次型Boost变换器有良好的静态和动态性能,所提的控制策略是可行的。
文摘Concentrated integration of large scale wind power demands stronger robustness of VSC-HVDC transmission. Based on PCHD (Port Controled Hamiltonian with Dissipation) equation, the PCHD model of voltage source converter (VSC) in abc frame and d-q rotating frame are built and the strict passivity of VSC is proved. Desired energy function is constructed and used as Lyapunov function by assigning link matrix and damping matrix. Impact from VSC equivalent dc resistance is eliminated by additional damping matrix. The IDA-PB (Interconnection and Damping Assignment Passivity-based) controller is designed based on desired equilibrium point and state variable. With different operation conditions, VSC-HVDC and its control system are simulated by software PSCAD/EMTDC, the results show the proposed control strategy has good performance and strong robustness.
文摘为了提高表贴式永磁同步电机的电流环频率响应能力和转速响应性能,针对其无源控制器设计过程中因d轴、q轴电流存在耦合而造成期望互联矩阵未知参数过多的问题,结合电压前馈解耦控制,提出了一种基于电流解耦的无源控制器新型设计方法。首先,根据能量平衡原理和电压前馈解耦控制,构建基于电流解耦的表贴式永磁同步电机端口受控耗散哈密顿系统(port control Hamilton system with dissipation, PCHD)模型。然后,通过互联和阻尼配置的无源控制(interconnection and damping assignment passivity-based control, IDA-PBC)方法,完成表贴式永磁同步电机无源控制器的设计,并在设计过程中引入了电压前馈解耦控制,消除了d轴、q轴电流的耦合关系,使期望互联矩阵的未知参数由3个减少为1个。最后,搭建表贴式永磁同步电机测试平台进行实验验证。实验结果表明,当表贴式永磁同步电机的电流环采用基于电流解耦的无源控制器时,q轴电流响应频率由小于250 Hz增大为大于333 Hz;额定转速下的转速响应时间由0.16 s减小为0.11 s,超调量由2.0%减小为0.6%,稳态误差由5.98 r/min减小为1.15 r/min。研究结果可为永磁同步电机的无源控制器设计提供新思路。
文摘为改善统一电能质量调节器(Unified power quality conditioner,UPQC)的谐波补偿性能,基于UPQC的端口受控的耗散哈密顿(Port-controlled Hamiltonian with dissipation,PCHD)数学模型,利用该模型和UPQC的无源性,设计变阻尼无源控制器,电流内环采用变阻尼无源控制,电压外环采用变积分系数的非线性自抗扰-PI(Active disturbance rejection-proportional integral,ADR-PI)控制。与传统的PI恒阻尼无源控制策略相比,采用的变阻尼无源混合控制策略补偿后的负载电压和电网电流总谐波畸变率更低。最后,在Matlab/Simulink仿真平台上搭建了TNPC-UPQC的变阻尼无源混合控制系统的仿真模型,对UPQC的谐波补偿性能进行了仿真研究。仿真结果表明,采用的变阻尼无源混合控制策略是可行的。
