孤岛微电网中频率不稳定或振荡的主要原因是负载不稳定和分布式发电机组 (DGU) 的功率输出变化。可再生能源供电的孤岛微电网系统面临的一个重大挑战是保持频率稳定性。为了解决这个问题,本文设计了一种比例积分微分 (PID) 控制器。首先,通过结合各种 DGU 和飞轮储能系统 (FESS) 构建孤岛微电网模型。此外,考虑 FESS 和 DGU 的一阶传递函数,得到一个线性化传递函数。该传递函数进一步近似为一阶加时间延迟 (FOPTD) 形式,以设计高效且易于分析的 PID 控制策略。使用 Chien-Hrones-Reswick (CHR) 方法评估 PID 参数,用于设定点跟踪和 0% 和 20% 超调的负载扰动抑制。与其他讨论的调整方法相比,用于 20% 超调的负载扰动抑制的 CHR 方法成为首选。所讨论方法的有效性通过频率分析和瞬态响应得到证明,并通过实时模拟得到验证。此外,表格数据呈现了调整参数、时域规范和比较频率图,支持了所提出的调整方法对所提出的孤岛模型的 PID 控制设计的有效性。
摘要 —本文介绍了互连和阻尼分配无源性控制 (IDA-PBC) 原理在固态变压器 (SST) 的端口控制相量哈密顿 (PCPH) 模型中的应用(该模型由三个阶段组成,即交流/直流整流器、双有源桥式转换器和直流/交流逆变器)。使用动态相量概念为每个单独的阶段建立 SST 的 PCPH 模型。与其他 PBC 方法相比,IDA-PBC 提供了额外的自由度来求解偏微分方程。根据每个阶段控制器设计的目标,获得系统的期望平衡点。闭环系统性能实现恒定输出直流母线电压和单位输入功率因数的调节。整个系统的大信号仿真结果验证了为获得控制器而引入的简化,并验证了所提出的控制器。控制器的稳健性通过 20% 的负载扰动和 10% 的输入扰动得到证明。为了验证所提出的方法及其有效性,使用 Opal-RT 和 dSPACE 模拟器进行硬件在环仿真。
可再生能源 (RES) 已成为电网不可或缺的组成部分,但它们的整合带来了系统惯性损失以及负载需求与发电能力不匹配等挑战。这些问题危及电网稳定性。为了解决这个问题,提出了一种有效的方法,将增强型负载频率控制 (LFC)(即模糊 PID-TID µ)与受控储能系统(特别是受控氧化还原液流电池 (CRFB))相结合,以减轻 RES 整合带来的不确定性。该策略的参数优化是使用小龙虾优化算法 (COA) 实现的,该算法以其全局优化能力以及探索与利用之间的平衡而闻名。与传统控制器(PID、FO-PID、FO-(PD-PI))的性能评估证实了所提出的方法在 LFC 中的优越性。在各种负载扰动、高可再生能源渗透率和通信延迟下进行的广泛测试确保了其在最大限度地减少中断方面的有效性。使用标准化 IEEE 39 总线系统进行验证进一步证明了其在应对大量可再生能源渗透的电网中的效率。总之,该综合战略为适应日益增加的可再生能源利用的现代电力系统提供了强有力的解决方案。
农用无人机集机器人、人工智能、大数据、物联网等技术于一体,被广泛应用于播种、地块监测、作物病虫害检测、农药化肥喷洒等各类农业作业,大大提高农业生产效率、解放劳动力(Kim et al.,2019),正在成为精准农业航空领域的一股生力军(Wang et al.,2019)。与传统农业机械相比,农用无人机具有体积小、重量轻、便于运输,飞行控制灵活等特点,具有作业精准、高效、环保、智能、使用方便等特点。但很多时候,飞行过程中农用无人机载荷的实时变化会影响其速度、精度和飞行轨迹稳定性。徐建军等(2019)指出,农用无人机在作业过程中应时刻保持良好的飞行姿态,提高作业效率。魏等提出了一种使用 PID 控制器和鲁棒 TS 模糊控制方法实现 AUAV 飞行轨迹稳定性的飞行动力学模型。对于不同的飞行条件,该模型可以在飞行路径中实现一定的稳定性,以抵抗负载扰动。
摘要:光伏 (PV) 电池非常昂贵,因为硅元素并不便宜。通常,光伏电池最好以最高效率使用。因此,光伏电站强调从光伏电池中提取最大功率。当无惯性光伏电站大量集成到电网中时,在负载扰动下保持系统稳定性的问题非常困难。针对这一问题,控制拓扑是一种利用系统频率偏差作为控制器反馈的方法,使光伏电池能够保持系统稳定性。为了实现这一点,光伏电池在最大功率点跟踪 (MPPT) 下运行。这允许光伏电池在伪最大功率点跟踪 (PMPPT) 下运行,从而可以在不使用电池进行存储的情况下以备用功率容量运行光伏电池。控制策略已在光伏系统的两级功率转换模型上实施。仿真结果表明,与 MPPT 技术相比,所提出的控制 PMPPT 拓扑在频率调节能力方面更为有效。
电池储能系统 (BESS) 在电网中日益增长的兴趣凸显了其在未来电网中的重要作用。在电网的传输层,大型电池由于其快速响应可以提供负载频率控制。电池集成到电网中可以有效地减少由小负载扰动引起的频率和联络线功率曲线的振荡 [1]。一般来说,较小的时间常数、快速响应和高能量密度为 BESS 在电力系统中创造了广泛的潜在应用。关于 BESS 在电力系统中的不同应用,有大量的文献。[2] - [3] 研究了结合 AGC 的电池对负载频率调节的影响。此外,[4] 和 [5] 研究了作为微电网和大型风电场备用电池。在 [4] 中,表明孤立微电网中的大规模电池储能可以改善微电网响应电力系统动态的动态性能。在 [5] 中,从电力系统稳定性和控制的角度研究了电池集成在风电场中的影响。此外,电力系统中的电池集成可以改善大型风电系统的频谱响应,并抑制系统的频率振荡。在 [6] 中,设计了用于充电模式的风电场和 BESS 的协调控制器,以保证电网频谱响应与期望响应几乎完美匹配。电力系统中的大规模电池集成还可以提高电力系统的暂态稳定性