上海市高新技术产业化重点项目(2009-041)
- 作品数：9 被引量：128H指数：6
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- 三电平海上风电柔性直流输电变流器的PID神经网络滑模控制被引量：30
- 2012年
- 针对传统滑模变结构控制在参数摄动时会产生颤振的不足,融合比例–积分–微分神经网络(proportional-integral-derivative neural-network,PIDNN)和滑模变结构控制的优点提出一种新的在线解决方法。建立三电平电压型柔性直流输电变流器数学模型,构造以瞬时有功、无功功率误差为滑模面的滑模变结构控制器,并用PIDNN对选定的价值函数在线训练以取得全局最优解,实时对滑模趋近律参数优化选取,结合李亚普诺夫函数对控制系统的全局稳定性进行分析。对所提控制方案采用Matlab仿真验证,结果表明该方案可使控制系统全局稳定,对参数摄动有很强的鲁棒性,最大限度地减小颤振,易于数字实现。
- 李爽王志新王国强吴定国
- 关键词：滑模变结构控制柔性直流输电直接功率控制海上风电
- 模块化多电平变流器的直接功率控制仿真研究被引量：28
- 2012年
- 新型模块化多电平变流器(modular multilevelconverter,MMC)通常采用双闭环矢量控制策略,针对该方法存在的需调整控制参数较多、动态响应慢等问题,研究MMC的直接功率控制策略及电容电压平衡方法。首先,将现有的桥臂模块电压排序法与参考信号中叠加平均值控制量的方法进行综合,控制电容电压平衡;然后,在桥臂内电容电压相互平衡的基础上,利用双闭环PI调节器控制桥臂间各电容电压保持一致并跟踪给定,使电压波动范围明显减小,提高变流器输出波形质量;最后,将变流器虚拟磁链直接功率控制策略应用于MMC。研究该种拓扑结构下的功率估计方法,并利用Matlab对所设计系统进行仿真验证,结果表明所提控制方法正确、有效。
- 王国强王志新李爽
- 关键词：直接功率控制虚拟磁链模块化多电平变流器电压平衡
- 海上风电柔性直流输电变流器P-DPC控制研究被引量：24
- 2013年
- 基于预测控制原理,根据瞬时功率理论计算出每个开关周期开始时变流器侧输入电压矢量平均值,结合空间矢量调制和直流母线电压外环控制,消除在开关周期结束时产生的有功、无功功率跟踪误差,从而直接控制变流器的有功、无功功率,达到稳态无静差控制。同时,对外环控制器进行理论分析与设计。与传统直接功率控制方法相比,预测直接功率控制(P-DPC)的特点为无需检测电网电压相位信息(如锁相环等)、实施同步旋转坐标变化和电流环解耦控制;开关频率固定,减少了跟踪误差带来的干扰以及参数不准确造成的解耦不彻底等问题,提高了系统的稳定性;在两相静止坐标系下即可实现网侧单位功率因数运行。采用Matlab/Simulink构建PWM-VSC系统仿真模型进行仿真,结果证明了该控制方法的可行性和有效性,为海上风电场柔性直流输电变流器数字控制系统提供了一种可行的控制方案。
- 李爽王志新王国强
- 关键词：瞬时功率电压源型变流器柔性直流输电
- VSC-HVDC海上风电输电变流器预测电流控制策略研究被引量：5
- 2012年
- 针对目前VSC-HVDC海上风电输电变流器电流暂态响应慢,存在稳态误差等不足,提出一种新的数字预测电流控制方法,基于电压空间矢量调制得到控制开关信号,使三相输入电流快速跟踪三相输入电压的相位,快速消除系统静差和离散误差,变流器按照单位功率因数运行。利用该方法可在当前采样时刻快速准确地预测下一采样时刻的参考电流值,同时结合品质方程确定下一采样时刻的最优输出端参考电压矢量。结合500kVA实验样机设计,经Matlab仿真结果验证了该控制策略的可行性和有效性。
- 李爽王志新王国强
- 关键词：预测电流控制电压空间矢量
- 基于MMC的海上风电场柔性直流输电变流器仿真被引量：21
- 2011年
- 针对海上风电场柔性直流输电变流器所采用的拓扑结构及控制方式进行了详细研究,主电路采用一种新型模块化级联多电平变流器结构,建立该结构的等效数学模型;根据变流器各相桥臂子模块电容电压对其进行排序,再结合桥臂电流方向及排序结果确定各模块状态,从而保证同一桥臂内各模块电容电压瞬时值相等;控制系统采用双闭环矢量控制方式,两端变流器互相协调,风场侧控制直流电压,电网侧控制有功功率;同时,内环采用电流前馈解耦方式,分别独立控制有功功率、无功功率。利用Matlab搭建整个系统的仿真模型,验证了所采用拓扑结构的优越性以及控制方式的正确性。
- 黄川王志新王国强
- 关键词：多电平海上风电场风电直流输电仿真变流器
- 海上风电柔性直流输电变流器控制与试验系统设计被引量：4
- 2012年
- 简要介绍了柔性直流输电系统的控制方法,基于三相静止对称坐标系和dq同步旋转坐标系建立了柔性直流输电系统换流站数学模型,采用双闭环直接电流控制方法,设计了以tms320f28335作为dsp控制芯片,由dsp输出的信号控制三相两电平变流器逆变与整流波形。在换流站级控制采用双闭环直接电流控制,基于换流站的dq模型分别控制d轴和q轴电流实现对有功和无功功率的分别控制,减小了控制环节的稳态误差,完善了控制环节的动态特性。解决了海上风电由于其间歇性和不确定性在并网过程中引发的谐波污染、电压间断和波形闪变等问题。试验系统主要测试整流端输出的母线电压电流特性和逆变端输出的并网电压电流特性,以及对功率的控制特性,达到了较好的整流和并网效果。
- 李路遥王志新吴定国
- 关键词：柔性直流输电电压源换流器直接电流控制
- 粒子群与PIDNN控制器在VSC-HVDC中的应用被引量：11
- 2011年
- 海上风电场并网柔性直流输电系统中,双闭环PI调节器常用来控制风场侧和电网侧变流器,该方法较为成熟,但存在采用的调节器过多、且参数整定困难等不足。文中以神经网络中间层至输出层的权值作为粒子群寻优参数,采用粒子群(particle swarm optimization,PSO)算法设计PID神经网络(PID neural network,PIDNN)控制器,并将该控制器用于控制海上风电场柔性直流输电变流器。根据PIDNN的结构特点,经过简单改进,即将输入层至中间层的权值设定为定值,这时粒子群只需优化中间层至输出层权值,能够明显减少粒子维数,并提高训练速度。用训练获得的PIDNN控制器代替传统PI调节器,建立变流器控制系统的传递函数,开展仿真研究。结果表明,基于合作粒子群算法的PIDNN控制器与传统PI调节器相比,系统的瞬态和稳态性能有明显提高;与传统PIDNN和PSO方法相比,训练次数明显减少,为实施在线训练奠定了基础,同时,也为海上风电场柔性直流输电变流器提供了一种可行的控制方案。
- 王国强王志新
- 关键词：海上风电场PID神经网络柔性直流输电
- 基于改进粒子群算法的PIDNN控制器在VSC-HVDC中的应用被引量：18
- 2013年
- 针对海上风电场并网柔性直流输电(voltage sourceconverter based high-voltage direct-current,VSC-HVDC)系统比例–积分–微分神经网络(PID neural network,PIDNN)控制器参数寻优过程中存在的问题,提出一种基于限制竞争小生境混沌变异的改进粒子群算法(improved niche chaoticparticle swarm optimization,INCPSO)。该算法中小生境技术引入限制竞争淘汰机制,使其具有良好的全局寻优能力(探索),配合改进的帐篷映射混沌变异算法,可获得局部精细遍历性能(发现)。在解决粒子群算法早熟收敛和搜索精度低等问题的同时,最大程度地平衡了粒子群算法在解空间内的探索和发现能力。给出了VSC-HVDC系统中PIDNN控制器参数寻优INCPSO算法步骤,并进行算例分析验证。仿真结果表明,该算法寻优效率和搜索精度高,鲁棒性好,INCPSO-PIDNN控制器可用于海上风电场柔性直流输电变流器。
- 李爽王志新王国强
- 关键词：柔性直流输电海上风电粒子群优化算法帐篷映射
- 海上风电场三电平VSC-HVDC系统仿真研究被引量：1
- 2011年
- 随着土地资源紧缺和海上风电成本的不断降低,海上风电开发与建设受到各国重视,且随着海上风电场规模的扩大,急需采用柔性直流输电变流器装置。这里研究了海上风电场柔性直流输电变流器拓扑结构及控制方式,其中,主电路采用中点箝位式三电平结构,通过建立该结构的等效数学模型,根据空间矢量调制算法,检测交流侧电流方向以及直流侧电容电压,控制中点电压平衡来保证电容电压平衡。采用双闭环矢量控制,风场侧控制直流电压,电网侧控制有功功率。同时,内环采用电流前馈解耦方式,分别独立控制有功、无功功率。最后,利用Matlab搭建整个系统的仿真模型,验证了所采用拓扑结构的优越性及控制方式的正确性。
- 黄川王志新王国强李爽
- 关键词：海上风电场变流器
