摘要：针对并网光伏逆变器(PV)设计最优无源分数阶PID(PFoPID)控制,其可在不同天气条件下,通过扰动观测(P&O)技术实现最大功率追踪(MPPT).首先,基于跟踪误差构建储能函数,保留系统阻尼有益项以提高跟踪速率,并完全补偿其他的系统非线性以实现全局一致的控制性能.然后,引入分数阶PID(FoPID)控制作为附加控制输入,对储能函数进行能量重塑,并通过群灰狼优化算法(GGWO)获取最优控制参数.对3种算例进行研究,即光照强度变化、温度变化和电网电压跌落,仿真结果表明,与常规PID控制、Fo PID控制和无源控制(PBC)相比,PFoPID控制在各类工况下能够实现最大功率追踪并具有较好的动态特性.最后,基于dSpace的硬件在环(HIL)实验验证了所提出方法的硬件可行性.

摘要：本文设计了一款基于扰动观测器的鲁棒分数阶滑模控制(POFO–SMC)来实现光伏逆变器的最大功率跟踪(MPPT).首先,将光伏逆变器的非线性、参数不确定性以及未建模动态聚合成一个扰动,并通过扰动观测器对其进行在线估计.随后,采用分数阶滑模控制(FOSMC)对该扰动估计进行实时完全补偿,从而实现不同工况下全局一致的控制性能.同时,POFO–SMC采用扰动实时估计而非传统滑模控制(SMC)中所使用的扰动上限值进行补偿,因此可有效解决传统SMC过于保守的缺点,使得控制成本更为合理.最后,POFO–SMC无需精确的系统模型,仅需测量光伏逆变器的q轴电流和直流侧电压,因此易于硬件实现.本文进行了两个算例的研究,即光照强度变化和电网电压跌落.仿真结果表明,与传统PI控制、反馈线性化控制(FLC)、SMC和FOSMC相比,POFO–SMC在各类工况下均具有最好的动态特性及最高的鲁棒性.基于dSpace的硬件在环实验(HIL)验证了其硬件可行性.

摘要：风电机组齿轮箱故障一直是风电场主要机械故障之一,其故障信息多是混有噪声的非平稳信号。为避免陷入对复杂的非线性信号求解,提出多种算法融合下的数字信息频率筛查处理方法。首先利用小波分析对高频信号的敏感性进行消噪,然后充分利用Hilbert-Huang变换对非平稳信号的分解和时频变换能力进行信号特征挖掘,在被干扰的非平稳信号里面找出故障对应频率。充分利用多种算法融合有效去除与主频率不相关的高频噪声,找出时域变换的边际谱。避免了直接分解含有高频信号的不确定性,降低了信号分解过程中回流成分,避免发生反射现象,完成对风电机组齿轮箱故障的非平稳信号频率筛查比对。通过对某机组进行故障实验,验证数字信息频率筛查方法的有效性。

摘要：针对永磁同步发电机设计了新型无源滑模控制以实现变风速下的最大功率跟踪。首先,基于跟踪误差构建能量函数,保留其中有益的系统非线性项以改善系统阻尼,并完全补偿其他项以实现全局一致的控制性能。随后,设计附加控制输入来重塑能量函数,使得闭环系统输出严格无源,同时引入滑模控制来大幅提高在多种不确定环境下的系统鲁棒性。因此,PSMC可改善系统阻尼,增强系统鲁棒性,并实现在各种工况下的控制全局一致性。基于阶跃风速、随机风速和发电机参数不确定性的3个仿真算例结果验证了PSMC的有效性。

摘要：本文设计了一款基于扰动观测器的滑模控制(perturbation observer based sliding-mode control, POSMC)来实现永磁同步发电机(permanent magnetic synchronous generator, PMSG)的最大功率跟踪(maximum power point tracking, MPPT).首先,将发电机非线性、参数不确定、以及随机风速聚合成一个扰动,并通过扰动观测器对其进行在线估计.随后,采用滑模控制(sliding-mode control, SMC)对该扰动估计进行实时完全补偿,从而实现不同工况下的控制全局一致性以及各类不确定环境下的鲁棒控制.同时, POSMC采用扰动实时估计值进行补偿来代替传统SMC中所使用的扰动上限值进行补偿,因此可有效解决传统SMC过于保守的缺点,使得控制成本更为合理.最后, POSMC无需精确的PMSG模型,仅需测量d轴电流和机械转速,易于实现.本文进行了3个算例研究,即阶跃风速、随机风速和发电机参数不确定.仿真结果表明,与矢量控制(vector control, VC)和SMC相比, POSMC在各类工况下均可捕获最大风能并具有较强的鲁棒性.基于d Space的硬件在环实验(hardware-in-loop, HIL)验证了所提算法的可行性.

摘要：前电网在结合故障数据和雷电定位系统对雷击故障进行识别时仅依靠时间和空间位置信息.考虑到雷击故障存在区域固定、复发性高的特点,提出利用将历史行波数据中已经确认为雷击故障的波形作为历史案例库,通过比较历史行波数据与待测数据之间的波形差异度,将历史行波数据作为雷击故障判别依据之一.利用地理信息系统将故障距离转化为以杆塔形式以实现行波故障测距结果与雷电定位系统记录之间的空间匹配,最终以波形差异度、得到各条历史故障的特征点Ω(Δt,Δx,P),根据雷击故障和非雷击性故障特征点的分布规律,判断故障是否为雷击故障.经实例验证表明所提出的方法准确有效.