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很重要的pi调节参数的参考不稳定

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1.2014年8月14日14年8月14日,8月14日第34卷、第8期、第34页摘要:具有负阻尼特性的恒功率负载与接入变流器的分布式电源级联,容易引起系统振荡DC微网稳定运行带来隐患。通过在平衡点建立恒功率负载下变换器的小信号模型,从理论上分析了变换器空比和母线电压的传输函数PI控制器不能提高系统稳定性的原因,然后提出了一个改进DC新的微网母线电压稳定性控制策略。对控制器参数对系统稳定性的影响进行了分析。以DC以双源双负载微网为例,建立了双源双负载微网MATLAB Simulink仿真模型。模拟结果表明,提出的控制策略可以保证DC在孤岛和并网运行下,微网稳定运行。关键。

二、词:微电网;DC微电网;恒定功率负载;振荡;稳定性;控制;电压控制中间图分类号:TM文件识别码:adoi:10 . 3969j . ISSN . 10066047 . 2014 . 08 . 011 DC李玉妹1、2、查晓明1、刘飞1、微网恒功负荷母线电压稳定控制策略孙建军1(武汉大学电气工程学院1,湖北武汉430072)2。湖北武汉海军工程大学电气工程学院430033)接收日期:201-0-0;修订日期:20140基金项目:国家自然科学基金能源项目(5127137)(5127137) 近年来,传统化石能源日益枯竭,世界各国都在大力发展可再生能源。湖北武汉海军工程大学电气工程学院430033)接收日期:201-0-0;修订日期:20140基金项目:国家自然科学基金能源项目(5127137)(5127137) 近年来,传统化石能源日益枯竭,世界各国都在大力发展可再生能源。微电网是分的。

可控单元由布式能源、负载、储能装置和能量转换装置组成。它是小型化和模块化发电设备与低压分布式电网相结合的产物。这对提高可再生能源利用率、缓解能源需求与环境保护的矛盾、提高供电安全性和可靠性具有重要意义。作为一个独立的整体,它可以在电网连接或孤岛上运行。在结构上,微电网可分为交流微电网和DC微电网。现有的交流系统结构可用于交流微网,但与大电网并网时实现同频同相控制比较复杂,稳定性问题也比较复杂。大多数可再生能源(如光伏电池和燃料电池)和储能装置都是DC的,现代电气子负载(如计算机、数据中心和通信设备)都使用DC大多数电机驱动也需要电源DC电源(DC变频电机电源可节省整流电路)。此。

4、外,由于没有集肤效果,DC因此,电缆的传输容量大于交流电缆,DC在效率、体积和成本方面,微网的结构优于交流电缆。但是,DC微网也有自己的稳定性问题,尤其是当DC当微网有大功率恒功率负荷时,可能会造成DC母线不稳定。现有的文献分析DC微网母线电压不稳定母线电压不稳定性的措施。在文献1中,建议在源侧变换器和恒功率负载之间增加无源阻尼装置,以提高系统的稳定性,但这种方法会增加系统的体积和损失;因此,建议在文件9中DC微电网被视为一个整体,转换器的等效阻抗可以通过向连接到交流大电网的控制器添加主动阻尼信号来改变。通过选择合适的控制器参数,可以大大提高该方法不需要改变原系统结构。

5.系统的稳定性,但没有考虑DC系统在微网孤岛运行系统的稳定性。参考文献1针对恒定功率负载DC-DC通过输出交流-DC实现电力系统混合区域振荡控制策略。华北电力大学电气工程系,保定071003;2.文摘:通过计算模态阻尼比较发电机的有功功率或DC参与振荡模态的临界发电机或线有功率的灵敏度DC在此基础上,提出了发电机功率输出调节和DC由输电调节组成的混合控制策略节组成的混合控制策略。在dig silent中间建了一个8机交流-DC与未实施的策略相比,电力系统有效抑制了交流电力系统的区域振荡,提高了系统的稳定性。关键。

6.词:交流电源系统;阻尼比;敏感分析;振荡;控制;DIgSILENT稳定性;遗传算法ssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssss本文采用并网储能安装。

7.研究了控制对象的改进DC微网母线电压稳定性措施。1恒功率负载的uck变换器控制策略1.典型的1恒功率负载级联系统DC如图1所示,微电网结构包含大量的电力电子变换装置。当负载侧转换器在恒定功率条件下与负载一起工作时,与源侧转换器的级联会导致不稳定。图1所示的典型DC微电网通常包括多个分布式电源和多个恒定功率负载(典型的DC微电网包含约75%的恒定功率负载和20%的电阻负载,可提供正阻尼)。图1中DC微网DC母线电压的稳定性是微网正常运行的关键。DC当系统受到干扰时,可以定义微网的电压稳定性DC母线电压保持在一定范围内(电压波动不超过额定值的5%)。分布式能源通常需要通过变流。

8、器接入DC负载通常需要变流器来控制微网。以最常用的DC通过降压变换器连接分布式能源DC以母线为例,负载包括电阻负载和恒功率负载。简化DC如图2所示,研究了系统的稳定性。在图中,r是等效线路电阻,l是fiLter电感,c是稳压电容,R一是电阻负载,e是分布能量的电压,il是感应电流,uC负载和负载侧转换器是电容电压,在恒定功率条件下工作iCPL表征,iCPL=PLuC,PL是恒定功率负载的功率。图2所示电路的平均状态空间模型为:ldi ldt=d(t)e-ilrl-ucducdt=il-pluc-UCR 11?IL0,uC(1),其中d(t)是开关管的占空比函。

9.数字;是比较小的正数。由于恒功率负载,是典型的非线性系统。当d(t)=D系统的平衡点(,DC)公式(2)计算:-rlil-ucde=0il-1r1uc-pluc=1?0 (2)解决上述方程组,uC=Udc=R1DE R1 ()伯母(R1)?1升=1升=1升-1升?即公式(1)非线性系统的平衡点。若进行开环控制,即d(t)=d赞扬d,平衡点为(il,Udc),让x1=i赞扬L=iL-IL,x2=u赞扬C=uC-Udc,平衡点系统的小信号模型为:x 1=d赞扬E-x1- 1 x2?X 2=1cx1-1cx2-px2cudc (x2udc) 1?(3)L1 L1 。

10、L2-E图2带恒功率负载的级联系统图2带恒功率负载DC系统第34卷电力自动化设备图1 DC微网结构图1 DC大电网负载微网交流DC DC DC DC ub ua Uc交流母线DC母线直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流MM?将上述公式线性化到平衡点:x 1=d Zan E-x1- 1 x2?将上述公式线性化到平衡点:x 1=d Zan E-x1- 1 x2?X 2=1cx1-1cx2 pcudc2x2?(4)结合图2和等式(4)Udc 2 P的情况下,恒功率负载可以被视为负电阻。电容电压和占空比的传输函数可以通过以下公式获得:H(s)=u 。

11、Zan C(s) d Zan (s)=E s?s k sa1 sa 2(a1=,a2=,k=根据李雅普诺夫的稳定性理论,非线性系统平衡点的稳定性条件是所有特征根的实际负。相当于a10,a20,排序为:dc 2 dc 2 1 1 1 1?dc 2?2 (6)恒定功率负载满足上述不等式,系统在平衡点稳定R1.线路电阻相对较小,L和C它通常是一个数量级,通常满足等式(6)中的第一个不等式,也建立了第二个不等式。从第一个不等式可以看出恒功率负载系统的稳定性和RL、L、C和阻性负载R1的大小有关。L选择通常取决于电流和开关频率,C输出的选择通常取决于输出DC要求电压和电压波动。。

12、增大RL和减小R在恒功率负载下提高系统的能力。如果不考虑RL系统平衡点稳定的充电条件是dc 2 1.恒功率负载小于恒电阻负载。也就是说,如果系统只有恒定的功率负载,开环操作必须不稳定。通过串联电路阻抗、增加电容C、安装储能装置等硬件措施,可以提高系统的稳定性。主动阻尼法(虚拟电阻)、边界控制器、反馈精确线性化控制等也可通过控制手段实现。1.如果使用传统的比例积分控制器,控制策略是:d(t)=kp(dcref-UC)ki t0b(dcref-UC)dt(7),其中KP和ki分别是比例和积分系数;Dcref是DC侧参考电压。有:。

13、GP(s)=d表扬(s) e(s)=kp ki s (8)。闭环控制框图如图4所示。闭环传输函数为g(s)=gp(s)h(s)1gp(s)h(s)=k(kpski)s3a 1s 2(a2kkp)skki(9)利用劳思准则,系统的稳定性条件如下:开环控制PLUdc 2 R与1的稳定条件相比,Udc 2 (10)不仅受恒阻负载的影响,还受恒阻负载的影响PI参数有关。由于CEki(1 kpE)0,采用PI控制系统的稳定性更为苛刻,因此传统系统的稳定性不能用公式(1)描述PI改进控制。E=400 V,R1=,L=39.5 mH,C=501 F,PL=2000 W,直流=200 V,kp=0.1。

14、,ki=0.01。在图2中建立MATLABSimulink模拟模型,如图5所示。电感电流和电容电压振荡,而不是稳定在平衡点(200,5)。PI控制器参数kp和ki如图6所示。闭环系统有一个负根和两个正根。随着kp随着两个复根的增加,实部变小,但不是负的;随着ki两个复数根的实际增加从零开始。因此,从根轨迹的变化趋势可以看出,PI平衡点控制系统不稳定。图3级联系统模型框图3系统模型框图4闭环系统框图4闭环系统李玉梅框图等。恒功率负荷阶段DC微网母线电压稳定控制策略图8图5PI控制器时的仿真波形图5 PI模拟波形-51025控制器 il 0 . 600 . 620 . 640 . 660 . 680 . 70 ts(a)电感电流波形UDC v 0 . 600 . 620 . 640 . 660 . 680 . 70t/s(b)电容电压波形1.3采用PID分析控制器的稳定性,传递函数为:(s)=kp一致的。

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