2026年第8期文章目次
2026(8):754-764.
DOI: 10.12177/emca.2026.201
摘要:
【目的】面向单向供电型无线电能传输(WPT)系统对接收端结构简化、低成本实现、高可靠运行及负载侧快速稳压的应用需求,本文针对LCC-S型WPT系统在线圈偏移、负载变化及整流侧输入扰动条件下副边输出稳定性下降的问题,提出粒子群优化线性自抗扰控制(PSO-LADRC)策略,以改善系统动态与抗扰性能。【方法】本文基于LCC-S型WPT系统传输特性,建立副边Buck变换器小信号模型,构建包含线性扩张状态观测器和线性状态误差反馈控制律的副边闭环控制器,实现总扰动的在线估计与补偿;通过构建多性能指标目标函数,采用PSO优化LADRC关键参数,提升系统综合控制性能。【结果】试验表明,在0、2 cm和5 cm线圈偏移下,输出电压均可稳定在20 V附近;参考电压由20 V突变至15 V时,PSO-LADRC调节时间为2 ms,仅为传统LADRC的1/3;负载由15 Ω切换至30 Ω时,调节时间由1.0 ms缩短至0.8 ms,超调量由2.2%降低至1.9%。【结论】本文提出的PSO-LADRC策略有效解决了LCC-S型WPT系统副边Buck变换器输出电压波动、鲁棒性较差的问题,为高性能WPT系统的工程应用提供了技术支撑。
【目的】面向单向供电型无线电能传输(WPT)系统对接收端结构简化、低成本实现、高可靠运行及负载侧快速稳压的应用需求,本文针对LCC-S型WPT系统在线圈偏移、负载变化及整流侧输入扰动条件下副边输出稳定性下降的问题,提出粒子群优化线性自抗扰控制(PSO-LADRC)策略,以改善系统动态与抗扰性能。【方法】本文基于LCC-S型WPT系统传输特性,建立副边Buck变换器小信号模型,构建包含线性扩张状态观测器和线性状态误差反馈控制律的副边闭环控制器,实现总扰动的在线估计与补偿;通过构建多性能指标目标函数,采用PSO优化LADRC关键参数,提升系统综合控制性能。【结果】试验表明,在0、2 cm和5 cm线圈偏移下,输出电压均可稳定在20 V附近;参考电压由20 V突变至15 V时,PSO-LADRC调节时间为2 ms,仅为传统LADRC的1/3;负载由15 Ω切换至30 Ω时,调节时间由1.0 ms缩短至0.8 ms,超调量由2.2%降低至1.9%。【结论】本文提出的PSO-LADRC策略有效解决了LCC-S型WPT系统副边Buck变换器输出电压波动、鲁棒性较差的问题,为高性能WPT系统的工程应用提供了技术支撑。
2026(8):765-778.
DOI: 10.12177/emca.2026.203
摘要:
【目的】针对内置式永磁同步电机零低速高频方波注入位置观测中,d、q轴电感随运行工况变化导致解调系数失配,进而降低位置观测精度的问题,提出一种基于在线电感辨识的解调系数自适应补偿方法。【方法】首先建立高频方波注入解调模型,通过差分法提取高频电流,推导电感变化对解调系数及位置观测误差的传递机理;在此基础上,引入模糊逻辑的级联模型参考自适应系统(FLC-MRAS)在线辨识Ld、Lq,利用辨识结果实时重构解调系数,对两相解调信号进行补偿,再将相位误差信号输入锁相环,实现转子位置与速度的闭环估计,减弱参数变化对系统的影响。【结果】基于Matlab/Simulink平台进行了仿真分析。结果表明,在转速阶跃工况下FLC-MRAS的Ld、Lq辨识最大误差较传统MRAS分别减小了94.1%、97.1%。与传统高频方波注入相比,补偿后速度误差负峰值和正向反冲峰值分别减小43.9%和42.4%,位置误差峰值减小30.6%。在负载阶跃工况下,Ld、Lq辨识最大误差分别减小85.7%、95.7%,速度跌落幅值和误差峰值分别减小70.8%和64.8%,角度误差幅值减小60.0%。【结论】本文所提方法基于FLC-MRAS在线辨识电感实时修正高频解调模型,减弱电感变化引起的系数失配,提高转速和转子位置观测精度,并增强系统在不同工况下的鲁棒性。
【目的】针对内置式永磁同步电机零低速高频方波注入位置观测中,d、q轴电感随运行工况变化导致解调系数失配,进而降低位置观测精度的问题,提出一种基于在线电感辨识的解调系数自适应补偿方法。【方法】首先建立高频方波注入解调模型,通过差分法提取高频电流,推导电感变化对解调系数及位置观测误差的传递机理;在此基础上,引入模糊逻辑的级联模型参考自适应系统(FLC-MRAS)在线辨识Ld、Lq,利用辨识结果实时重构解调系数,对两相解调信号进行补偿,再将相位误差信号输入锁相环,实现转子位置与速度的闭环估计,减弱参数变化对系统的影响。【结果】基于Matlab/Simulink平台进行了仿真分析。结果表明,在转速阶跃工况下FLC-MRAS的Ld、Lq辨识最大误差较传统MRAS分别减小了94.1%、97.1%。与传统高频方波注入相比,补偿后速度误差负峰值和正向反冲峰值分别减小43.9%和42.4%,位置误差峰值减小30.6%。在负载阶跃工况下,Ld、Lq辨识最大误差分别减小85.7%、95.7%,速度跌落幅值和误差峰值分别减小70.8%和64.8%,角度误差幅值减小60.0%。【结论】本文所提方法基于FLC-MRAS在线辨识电感实时修正高频解调模型,减弱电感变化引起的系数失配,提高转速和转子位置观测精度,并增强系统在不同工况下的鲁棒性。
2026(8):779-794.
DOI: 10.12177/emca.2026.205
摘要:
【目的】针对微电网群协同调度中可再生能源出力和负荷需求不确定性强、运行约束复杂以及决策变量连续等问题,提出一种基于改进双延迟深度确定性策略梯度(TD3)算法的微电网群经济优化方法。【方法】首先,构建包含风电、光伏、微型燃气轮机、储能系统、电动汽车充电负荷及主网交互的三微电网群模型,并将其经济优化调度过程建模为马尔可夫决策过程。其中,状态空间包括负荷需求、可再生能源出力、分时电价和储能荷电状态等信息,动作空间包括储能充放电功率、微型燃气轮机出力、微网间交互功率及主网交互功率。其次,综合考虑归一化运行成本、环境成本和约束惩罚项构造奖励函数,引导智能体学习经济且可行的调度策略。最后,在原始TD3算法基础上引入双经验池(DEP)机制和自适应指数衰减高斯探索噪声(AED-GEN)机制。DEP机制将经验样本划分为可行解样本和边界探索样本,以提高样本利用率并增强约束边界学习能力;AED-GEN机制用于平衡训练前期探索能力和后期收敛稳定性。【结果】以三微电网群为对象进行算例分析,结果表明,改进TD3算法在收敛稳定性、运行经济性和调度安全性方面均优于深度确定性策略梯度(DDPG)、原始TD3和SAC算法。改进TD3算法最后100个训练回合的奖励波动标准差为1.51,较SAC、原始TD3和DDPG分别降低35.74%、45.09%和54.24%;其日运行总成本为4 186.94元,较SAC、原始TD3和DDPG分别降低1.38%、6.31%和8.71%。同时,动作越限率在训练过程中快速下降,并在训练后期逐渐接近0。改进机制对比结果进一步表明,自适应探索噪声机制和双经验池机制均能提升算法性能。【结论】本文所提改进TD3方法能够在满足物理运行约束的前提下,发挥微电网群内多主体的互济能力,提升了系统协同调度的经济效益与安全性。
【目的】针对微电网群协同调度中可再生能源出力和负荷需求不确定性强、运行约束复杂以及决策变量连续等问题,提出一种基于改进双延迟深度确定性策略梯度(TD3)算法的微电网群经济优化方法。【方法】首先,构建包含风电、光伏、微型燃气轮机、储能系统、电动汽车充电负荷及主网交互的三微电网群模型,并将其经济优化调度过程建模为马尔可夫决策过程。其中,状态空间包括负荷需求、可再生能源出力、分时电价和储能荷电状态等信息,动作空间包括储能充放电功率、微型燃气轮机出力、微网间交互功率及主网交互功率。其次,综合考虑归一化运行成本、环境成本和约束惩罚项构造奖励函数,引导智能体学习经济且可行的调度策略。最后,在原始TD3算法基础上引入双经验池(DEP)机制和自适应指数衰减高斯探索噪声(AED-GEN)机制。DEP机制将经验样本划分为可行解样本和边界探索样本,以提高样本利用率并增强约束边界学习能力;AED-GEN机制用于平衡训练前期探索能力和后期收敛稳定性。【结果】以三微电网群为对象进行算例分析,结果表明,改进TD3算法在收敛稳定性、运行经济性和调度安全性方面均优于深度确定性策略梯度(DDPG)、原始TD3和SAC算法。改进TD3算法最后100个训练回合的奖励波动标准差为1.51,较SAC、原始TD3和DDPG分别降低35.74%、45.09%和54.24%;其日运行总成本为4 186.94元,较SAC、原始TD3和DDPG分别降低1.38%、6.31%和8.71%。同时,动作越限率在训练过程中快速下降,并在训练后期逐渐接近0。改进机制对比结果进一步表明,自适应探索噪声机制和双经验池机制均能提升算法性能。【结论】本文所提改进TD3方法能够在满足物理运行约束的前提下,发挥微电网群内多主体的互济能力,提升了系统协同调度的经济效益与安全性。
2026(8):795-806.
DOI: 10.12177/emca.2026.195
摘要:
【目的】整数槽扁线电机虽具备高功率密度与效率优势,但其绕组端部用铜量大、铜耗与发热问题突出。为此,本文提出一种双转子电机结构,旨在降低铜耗并提升电机整体效率。【方法】电机定子内外绕组采用径向集中嵌线技术,显著降低了电机端部用铜量及相应的铜耗。与此同时,通过增加永磁体用量并结合有限元法对电机整体性能进行优化,有效提升了功率因数与最大输出功率,并将铁耗的增加控制在最低限度。【结果】研究结果表明:采用扁线径向集中嵌线技术,使端部阻抗参数(电阻/电抗)及铜耗、漏磁同步降低50%;在等体积约束下完成电磁-机械协同优化,功率因数提升的同时,最大输出功率增加;冷却系统设计推动效率峰值提升,实现全工况(含过载)下高效区与高功率因数区重合。【结论】仿真与理论计算结果的高度一致性,验证了该双转子电机在高效率与高功率因数方面具备显著优势,为高密度电机设计提供新范式。
【目的】整数槽扁线电机虽具备高功率密度与效率优势,但其绕组端部用铜量大、铜耗与发热问题突出。为此,本文提出一种双转子电机结构,旨在降低铜耗并提升电机整体效率。【方法】电机定子内外绕组采用径向集中嵌线技术,显著降低了电机端部用铜量及相应的铜耗。与此同时,通过增加永磁体用量并结合有限元法对电机整体性能进行优化,有效提升了功率因数与最大输出功率,并将铁耗的增加控制在最低限度。【结果】研究结果表明:采用扁线径向集中嵌线技术,使端部阻抗参数(电阻/电抗)及铜耗、漏磁同步降低50%;在等体积约束下完成电磁-机械协同优化,功率因数提升的同时,最大输出功率增加;冷却系统设计推动效率峰值提升,实现全工况(含过载)下高效区与高功率因数区重合。【结论】仿真与理论计算结果的高度一致性,验证了该双转子电机在高效率与高功率因数方面具备显著优势,为高密度电机设计提供新范式。
2026(8):807-816.
DOI: 10.12177/emca.2026.207
摘要:
【目的】针对内置式永磁同步电机(IPMSM)在无位置传感器控制过程中,易受磁路饱和因素干扰,从而引发dq轴电感参数变化及模型失配导致控制性能下降的问题,本文基于扩展卡尔曼滤波(EKF)在线辨识方法对dq轴电感进行实时估计。【方法】依据非线性系统的最优递推估计原理设计了EKF算法,通过状态预测与误差协方差矩阵的实时更新处理系统及测量噪声,并将辨识所得电感参数前馈至无位置传感器观测算法中,实现电机模型的动态更新与闭环反馈校正,提升系统对参数变化及复杂工况的鲁棒性。【结果】试验结果表明,引入EKF在线参数辨识后,在低速带载工况下仍能维持良好动态及稳态性能;在高速域下突加负载时,转子位置观测精度提升1.5°。【结论】通过与普通最小二乘法对比,证实EKF参数辨识效果更优,有效抑制磁饱和及交叉饱和效应对位置估计的影响。
【目的】针对内置式永磁同步电机(IPMSM)在无位置传感器控制过程中,易受磁路饱和因素干扰,从而引发dq轴电感参数变化及模型失配导致控制性能下降的问题,本文基于扩展卡尔曼滤波(EKF)在线辨识方法对dq轴电感进行实时估计。【方法】依据非线性系统的最优递推估计原理设计了EKF算法,通过状态预测与误差协方差矩阵的实时更新处理系统及测量噪声,并将辨识所得电感参数前馈至无位置传感器观测算法中,实现电机模型的动态更新与闭环反馈校正,提升系统对参数变化及复杂工况的鲁棒性。【结果】试验结果表明,引入EKF在线参数辨识后,在低速带载工况下仍能维持良好动态及稳态性能;在高速域下突加负载时,转子位置观测精度提升1.5°。【结论】通过与普通最小二乘法对比,证实EKF参数辨识效果更优,有效抑制磁饱和及交叉饱和效应对位置估计的影响。
2026(8):817-826.
DOI: 10.12177/emca.2026.197
摘要:
【目的】本文提出一种基于直接功率控制结构的分数阶滑模控制(FOSMC)方法,以抑制电网不平衡工况下三相PWM整流器并网电流畸变和直流电压波动问题。【方法】首先,在两相静止坐标系下建立三相PWM整流器在电网不平衡工况下直接功率控制动态模型,无需锁相环和电流环,简化系统结构。基于此模型,通过修正功率参考值将电网不平衡工况下的控制目标转化为功率跟踪问题。然后,在功率内环构造FOSMC控制器,通过引入分数阶项增加了设计自由度,在有效缓解滑模抖振现象的同时快速精准跟踪功率参考值。在直流外环中设计基于反双曲正弦函数的扩张状态观测器,利用其光滑连续特性,实现对直流侧负载扰动的实时估计;同时,结合FOSMC定律,构造电压外环控制器,保障了负载扰动下的直流电压控制性能。【结果】理论分析和测试结果验证了所提方法的有效性。【结论】在电网不平衡工况下实现了快速精准功率跟踪和直流电压调节,有效抑制了并网电流畸变和直流电压波动,显著提升了系统对负载扰动的抗干扰能力,为三相PWM整流器在不平衡电网条件下的高性能控制提供了有效方案。
【目的】本文提出一种基于直接功率控制结构的分数阶滑模控制(FOSMC)方法,以抑制电网不平衡工况下三相PWM整流器并网电流畸变和直流电压波动问题。【方法】首先,在两相静止坐标系下建立三相PWM整流器在电网不平衡工况下直接功率控制动态模型,无需锁相环和电流环,简化系统结构。基于此模型,通过修正功率参考值将电网不平衡工况下的控制目标转化为功率跟踪问题。然后,在功率内环构造FOSMC控制器,通过引入分数阶项增加了设计自由度,在有效缓解滑模抖振现象的同时快速精准跟踪功率参考值。在直流外环中设计基于反双曲正弦函数的扩张状态观测器,利用其光滑连续特性,实现对直流侧负载扰动的实时估计;同时,结合FOSMC定律,构造电压外环控制器,保障了负载扰动下的直流电压控制性能。【结果】理论分析和测试结果验证了所提方法的有效性。【结论】在电网不平衡工况下实现了快速精准功率跟踪和直流电压调节,有效抑制了并网电流畸变和直流电压波动,显著提升了系统对负载扰动的抗干扰能力,为三相PWM整流器在不平衡电网条件下的高性能控制提供了有效方案。
2026(8):827-840.
DOI: 10.12177/emca.2026.200
摘要:
【目的】针对有源配电网中,传统双向互联变换器开关容量要求高、维护成本大的问题,本文提出一种由三相有源变流器(TAC)和三相不可控整流器(TDR)组成的混合变流器。【方法】首先,设计了混合变流器的工作机制与控制架构:当直流侧出现功率缺口时,电能通过TDR流向直流侧,此时TAC作为有源滤波器工作;直流侧出现功率富余时,混合变流器则将能量传回交流电网。其次,针对其并联结构易引发环流且导致额外损耗的问题,深入分析了环流的产生机理及其影响因素,并提出一种基于多载波脉宽调制(PWM)的环流抑制策略。其中,有源零状态脉宽调制(AZSPWM)策略表现最优。【结果】试验表明,与传统正弦PWM相比,所提AZSPWM策略能有效降低混合变流器的环流。此外,该策略在整流滤波模式和能量再生模式下,网侧电流的总谐波失真均显著降低,且大幅降低了混合变流器系统的整体功率损耗。【结论】所提混合变流器拓扑具有良好的可行性,环流抑制策略能有效解决模块间环流问题,验证了本文AZSPWM策略的正确性与有效性。
【目的】针对有源配电网中,传统双向互联变换器开关容量要求高、维护成本大的问题,本文提出一种由三相有源变流器(TAC)和三相不可控整流器(TDR)组成的混合变流器。【方法】首先,设计了混合变流器的工作机制与控制架构:当直流侧出现功率缺口时,电能通过TDR流向直流侧,此时TAC作为有源滤波器工作;直流侧出现功率富余时,混合变流器则将能量传回交流电网。其次,针对其并联结构易引发环流且导致额外损耗的问题,深入分析了环流的产生机理及其影响因素,并提出一种基于多载波脉宽调制(PWM)的环流抑制策略。其中,有源零状态脉宽调制(AZSPWM)策略表现最优。【结果】试验表明,与传统正弦PWM相比,所提AZSPWM策略能有效降低混合变流器的环流。此外,该策略在整流滤波模式和能量再生模式下,网侧电流的总谐波失真均显著降低,且大幅降低了混合变流器系统的整体功率损耗。【结论】所提混合变流器拓扑具有良好的可行性,环流抑制策略能有效解决模块间环流问题,验证了本文AZSPWM策略的正确性与有效性。
2026(8):841-851.
DOI: 10.12177/emca.2026.204
摘要:
【目的】本文围绕新能源汽车增程器用永磁同步发电机,综合考虑发动机转矩脉动引发的机械抖振,以及电机自身因气隙磁场畸变、逆变器非线性等因素导致的电流畸变问题,开展相关研究。旨在通过优化电机控制算法,提升系统鲁棒性,从而有效抑制来自发动机的振动干扰及电机本体产生的转矩脉动。【方法】为提高转速外环的鲁棒性并抑制发动机转矩脉动带来的抖振,本文以改进后的滑模补偿控制器取代传统的PI控制器。同时,为减小电机自身的转矩脉动,引入了谐波注入算法来针对性地抑制5次、7次电流谐波,从而有效降低谐波电流的影响。【结果】仿真与试验结果表明,所提策略在提升抗扰性能和电流质量上均取得显著效果。在500 r/min、120 N·m阶跃负载工况下,相较于传统PI控制器,改进滑模控制器将转速超调峰值从538 r/min降至532 r/min。同时,谐波注入算法几乎完全消除了5次、7次电流谐波,关键谐波电流分量id5th、id7th和iq7th均被抑制到0,验证了所提策略的有效性。【结论】采用改进滑模控制器,系统鲁棒性增强,在负载扰动下转速恢复快、波动小;采用谐波注入算法,则能有效抑制由逆变器非线性及电机磁场畸变引起的电流谐波,提升电流质量。两者结合,实现了更好的稳态性能。
【目的】本文围绕新能源汽车增程器用永磁同步发电机,综合考虑发动机转矩脉动引发的机械抖振,以及电机自身因气隙磁场畸变、逆变器非线性等因素导致的电流畸变问题,开展相关研究。旨在通过优化电机控制算法,提升系统鲁棒性,从而有效抑制来自发动机的振动干扰及电机本体产生的转矩脉动。【方法】为提高转速外环的鲁棒性并抑制发动机转矩脉动带来的抖振,本文以改进后的滑模补偿控制器取代传统的PI控制器。同时,为减小电机自身的转矩脉动,引入了谐波注入算法来针对性地抑制5次、7次电流谐波,从而有效降低谐波电流的影响。【结果】仿真与试验结果表明,所提策略在提升抗扰性能和电流质量上均取得显著效果。在500 r/min、120 N·m阶跃负载工况下,相较于传统PI控制器,改进滑模控制器将转速超调峰值从538 r/min降至532 r/min。同时,谐波注入算法几乎完全消除了5次、7次电流谐波,关键谐波电流分量id5th、id7th和iq7th均被抑制到0,验证了所提策略的有效性。【结论】采用改进滑模控制器,系统鲁棒性增强,在负载扰动下转速恢复快、波动小;采用谐波注入算法,则能有效抑制由逆变器非线性及电机磁场畸变引起的电流谐波,提升电流质量。两者结合,实现了更好的稳态性能。
2026(8):852-861.
DOI: 10.12177/emca.2026.196
摘要:
【目的】针对可控励磁直线同步电动机(CELSM)在复杂突变负载扰动作用下难以同时兼顾高精度轨迹跟踪、强抗扰能力与控制输入平滑性的问题,提出一种改进型变增益超螺旋滑模控制(IVG-STSMC)策略,以提升系统动态响应品质并抑制滑模控制中的高频抖振。【方法】首先建立CELSM在d-q坐标系下的数学模型。在此基础上,采用连续Softsign函数替代传统符号函数,并引入基于状态误差的变增益自适应调节机制,构建变增益超螺旋滑模控制器(VG-STSMC),以缓解固定增益与符号函数不连续切换引起的抖振与收敛速度之间的矛盾。进一步地,在VG-STSMC基础上引入无需加速度测量的非线性干扰观测器(NDOB),对系统集总扰动进行在线估计,并通过前馈补偿构建IVG-STSMC复合控制框架。【结果】仿真结果表明,在幅值为1 mm、频率为0.5 Hz的正弦参考轨迹跟踪条件下,IVG-STSMC在跟踪精度、速度平滑性及电流抖振抑制方面整体优于比例积分控制和传统SMC。在t=1.0 s施加50 N阶跃负载、t=2.5 s切除负载的复合工况下,相较VG-STSMC,IVG-STSMC的最大跟踪误差降幅51.8%;在扰动切入瞬间,误差峰值降幅为65.5%。同时,IVG-STSMC进一步改善了扰动切换时刻速度与q轴电流响应的平滑性。【结论】所提IVG-STSMC策略能够有效协调CELSM进给系统在复杂负载扰动条件下的轨迹跟踪精度、抗扰性能与控制输入平滑性,验证了变增益高阶滑模调节与扰动前馈补偿协同机制的有效性。
【目的】针对可控励磁直线同步电动机(CELSM)在复杂突变负载扰动作用下难以同时兼顾高精度轨迹跟踪、强抗扰能力与控制输入平滑性的问题,提出一种改进型变增益超螺旋滑模控制(IVG-STSMC)策略,以提升系统动态响应品质并抑制滑模控制中的高频抖振。【方法】首先建立CELSM在d-q坐标系下的数学模型。在此基础上,采用连续Softsign函数替代传统符号函数,并引入基于状态误差的变增益自适应调节机制,构建变增益超螺旋滑模控制器(VG-STSMC),以缓解固定增益与符号函数不连续切换引起的抖振与收敛速度之间的矛盾。进一步地,在VG-STSMC基础上引入无需加速度测量的非线性干扰观测器(NDOB),对系统集总扰动进行在线估计,并通过前馈补偿构建IVG-STSMC复合控制框架。【结果】仿真结果表明,在幅值为1 mm、频率为0.5 Hz的正弦参考轨迹跟踪条件下,IVG-STSMC在跟踪精度、速度平滑性及电流抖振抑制方面整体优于比例积分控制和传统SMC。在t=1.0 s施加50 N阶跃负载、t=2.5 s切除负载的复合工况下,相较VG-STSMC,IVG-STSMC的最大跟踪误差降幅51.8%;在扰动切入瞬间,误差峰值降幅为65.5%。同时,IVG-STSMC进一步改善了扰动切换时刻速度与q轴电流响应的平滑性。【结论】所提IVG-STSMC策略能够有效协调CELSM进给系统在复杂负载扰动条件下的轨迹跟踪精度、抗扰性能与控制输入平滑性,验证了变增益高阶滑模调节与扰动前馈补偿协同机制的有效性。
2026(8):862-872.
DOI: 10.12177/emca.2026.199
摘要:
【目的】针对船舶岸电并网与负载转移过程中,传统固定参数的虚拟同步发电机(VSG)因动态阻尼匮乏,极易引发暂态逆功率及二次功率振荡的问题,提出一种基于惯量与阻尼自适应的主动式逆功率抑制策略。【方法】构建受暂态能量变化规律驱动的参数自适应机制。基于有功偏差与虚拟频率越限状态构建事件触发机制,以驱动VSG虚拟参数的时域动态演化。在逆功率冲击初期,按余弦包络规律增大阻尼以强力吸收不平衡暂态能量;在稳态恢复期,依据扰动极性双向调节转动惯量:并网爬坡阶段减小惯量以加速动态响应,负载突卸阶段增大惯量以平抑频率波动。【结果】Matlab/Simulink仿真表明,在并网合闸与突卸极限负载等强扰动工况下,本文所提自适应VSG控制策略将逆功率跌落深度严格限制在安全阈值以内,有效消除了有功功率的二次欠阻尼振荡,并将系统暂态频率偏移精准钳位在安全范围内。【结论】本文所提自适应VSG控制策略解决了传统VSG在抗冲击与快速恢复之间参数难以兼顾的局限,从底层控制维度实现了岸船电网的安全柔性互联,提升了大容量变频岸电系统在极端工况下的并网鲁棒性。
【目的】针对船舶岸电并网与负载转移过程中,传统固定参数的虚拟同步发电机(VSG)因动态阻尼匮乏,极易引发暂态逆功率及二次功率振荡的问题,提出一种基于惯量与阻尼自适应的主动式逆功率抑制策略。【方法】构建受暂态能量变化规律驱动的参数自适应机制。基于有功偏差与虚拟频率越限状态构建事件触发机制,以驱动VSG虚拟参数的时域动态演化。在逆功率冲击初期,按余弦包络规律增大阻尼以强力吸收不平衡暂态能量;在稳态恢复期,依据扰动极性双向调节转动惯量:并网爬坡阶段减小惯量以加速动态响应,负载突卸阶段增大惯量以平抑频率波动。【结果】Matlab/Simulink仿真表明,在并网合闸与突卸极限负载等强扰动工况下,本文所提自适应VSG控制策略将逆功率跌落深度严格限制在安全阈值以内,有效消除了有功功率的二次欠阻尼振荡,并将系统暂态频率偏移精准钳位在安全范围内。【结论】本文所提自适应VSG控制策略解决了传统VSG在抗冲击与快速恢复之间参数难以兼顾的局限,从底层控制维度实现了岸船电网的安全柔性互联,提升了大容量变频岸电系统在极端工况下的并网鲁棒性。
《电机与控制应用》
月刊，1959年创刊
- 主管单位：上海市经济和信息化委员会
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