关键词： 风力发电机   永磁同步电机   无模型预测电流控制   一阶超局部模型   神经网络观测器   双矢量控制  

摘要： 针对风电机组变桨系统永磁同步电机(PMSM)在复杂运行环境中参数时变引发的模型失配难题,提出了一种融合超局部建模、HBF神经网络观测器以及改进双矢量调制的PMSM无模型预测电流控制(HBF-MFPCC)方案。根据一阶超局部模型原理构建了PMSM无模型预测电流控制的预测模型,仅需使用电机的电流和电压等历史信息即可预测未来时刻的电流值,彻底摆脱对电机电阻、电感和磁链等参数的依赖,解决了传统模型预测电流控制(MPCC)依赖于精确电机参数的问题;设计了一种HBF神经网络观测器来对预测模型的集总误差进行快速辨识,采用决策树优化基函数中心与宽度,该观测器具有较高的辨识速度和适应性,能够有效提高预测模型的准确度;采用一种改进的双矢量最优占空比调制策略,从19组电压矢量组合中选择最优矢量作用于逆变器,并通过自适应时长分配抑制电流纹波,提高电流的跟踪性能。仿真和实验结果表明,在模拟极端参数失配的工况下,提出的HBF-MFPCC策略相比MPCC策略能够使电流跟踪误差降低50%,谐波失真率降低28%;设计的HBF神经网络观测器能够使电流跟踪误差降低53%,谐波失真率降低55%;改进双矢量调制方法能够使电流跟踪误差降低24%,谐波失真率降低11%;该方案能够显著提高系统的鲁棒性且保证良好的电流跟踪性能。

关键词： 高压直流输电   暂态建模   后续换相失败   触发角偏差   故障时刻  

摘要： 高压直流输电系统逆变侧发生交流故障后电气量变化剧烈、控制器交互复杂，导致后续换相失败影响因素不明晰。为此，该文从系统全过程暂态建模出发对后续换相失败影响因素进行了深入分析。首先，以换相失败期间阀组导通情况为依据划分规律性换相过程，提出了一种计及多电气量动态特性和直流控制系统作用的全过程暂态建模方法；其次，通过对交流母线电压相位变化分析，得出由于锁相环暂态误差所导致的触发角偏差将快速降低电流偏差控制输出，是引发后续换相失败的主要影响因素；然后，从换相失败严重程度的角度出发进一步分析了不同故障时刻下后续换相失败风险大小。最后，基于CIGRE HVDC标准系统，在PSCAD/EMTDC中验证了所提暂态建模方法和后续换相失败影响因素分析的正确性。

关键词： 永磁同步电机   无传感控制   自适应律   互补滑模控制   反电动势  

摘要： 为提高永磁同步电机(PMSM)无位置传感器控制中的估算精度并抑制滑模抖振，提出一种基于增益自适应互补滑模观测器(ACSMO)的无位置传感器控制方法。首先在传统滑模观测器(SMO)基础上引入电流误差积分项，构建互补滑模面，形成互补滑模观测器(CSMO)；进一步设计结合误差归一化与指数衰减机制的滑模增益自适应趋近律，使滑模增益可随误差变化动态调节，从而同时提升位置与转速的估算精度，并显著改善反电动势波形质量，降低高频畸变与谐波干扰。通过Lyapunov稳定性理论证明了该观测器的稳定性。最后通过在多种典型工况下开展仿真与实验对比验证，结果表明所提ACSMO在转速、位置估算精度及抑制抖振方面能力均优于现有SMO与CSMO方法。

关键词： 风力发电   构网控制   直驱风电机组   虚拟同步控制   下垂控制   惯性同步控制   动态特性  

摘要： 构网型直驱风电机组模拟同步机特性，能够主动支撑电网电压、改善频率响应。现有文献主要探讨特定构网型控制策略的频率响应或并网稳定性，对不同构网型控制策略动态特性的差异性尚缺乏对比研究。文中针对虚拟同步发电机（VSG）控制、下垂控制和惯性同步控制（ISC）这3种典型构网型直驱风电机组，分别建立其无功-电压、有功-频率和电压-电流小信号频域动态模型，对比研究了三种构网型直驱风电机组分别在电压响应能力、频率响应能力和电网强度适应能力三方面的特性差异，并进一步分析了关键控制参数对动态特性的差异化影响规律。通过仿真和实验结果验证了理论分析的正确性。结果表明，下垂控制在电压支撑能力方面表现最佳，VSG控制在频率支撑能力方面表现最佳，而ISC在强电网条件下的适应性较好。研究结果可为构网型控制策略的选择与应用提供一定参考。

关键词： 配电网   电能质量   电压不平衡   光伏变流器   负序电压   最优控制   负序导纳控制  

摘要： 大量三相不平衡设备的并网将导致三相电压不平衡，严重威胁了配电网的电能质量。除专用电能质量治理设备外，利用配电网中光伏变流器的剩余容量进行不平衡电压的治理是抑制电能质量污染的有效方法。文中提出了利用三相分布式光伏变流器治理并网点不平衡电压的最优控制策略。首先，该问题被建模为一个考虑电路定理、电流限幅、功率平衡、功率振荡的优化问题；其次，分析了该问题物理约束的几何性质，得到了不同条件下可行域的边界和最优点的取值；然后，据此设计了最小化并网点负序电压的控制策略，该控制策略的实现不依赖电网阻抗信息，并可以保证光伏阵列输出最大可用功率；最后，通过硬件在环实验验证了所提控制方法的有效性。

关键词： 深海   高压强环境   永磁同步电机   流体场   粘滞阻力损耗   温度场计算  

摘要： 本文提出了一种考虑深海高压强环境的深海永磁同步电机（deep-sea permanent magnet synchronous motors， DSPMSMs）温度场计算方法，旨在解决该类型电机温度场准确计算的问题。DSPMSMs内流体场变化会影响温度场计算，鉴于深海高压强环境会改变流体的特性，本文首先探究了不同压强下流体特性的变化规律，并基于此分析了高压强环境对流体场的影响。然后，针对DSPMSMs中的流体场探讨了粘滞阻力损耗和内部端部表面散热系数的计算问题。其次，基于流体场的分析，提出了一种CFD法与FEM法结合的DSPMSMs的温度场计算方法。最后，通过与传统CFD方法的对比及实验验证，验证了该方法的准确性及优越性。

关键词： 电力电子化配电网   电能质量   谐波谐振   谐振抑制有效性评价   节点阻抗   有源阻尼器   重塑阻抗  

摘要： 随着电力系统中电力电子设备越发普及，系统谐振特征呈现多样化。现有的谐振抑制策略通常是针对与阻抗幅频特性密切相关的特定场景而设计，不同谐振场景下谐振抑制策略的效果很难统一，缺乏不同场景下的抑制策略有效性评价方法。文中基于节点阻抗在谐振抑制前后的变化，提出了谐振本地/异地抑制可行域，实现对接入系统的谐振抑制策略改变谐振阻抗幅值效果的统一化评价，将谐振抑制环节等值阻抗与系统阻抗解耦，避免了在系统阻抗计算中对每种谐振抑制策略所进行的复杂矩阵求逆，简化了评价过程。同时，定义了抑制相对可行域与理想可行域，为选择更合适的谐振抑制策略和参数提供指导。在此基础上，提出了一种基于谐振抑制理想可行域的有源阻尼器重塑阻抗设计方法，对不同谐振情况进行针对性的重塑阻抗参数设计，从而实现对系统多个节点谐振的全局抑制。最后，搭建了仿真模型和硬件在环仿真实验平台，验证了所提评价方法和重塑阻抗的有效性。

关键词： 无差拍预测转矩控制(DPTC)   六相   开绕组永磁同步电机(OEW-PMSM)   电压矢量(VVs)  

摘要： 本文以六相开绕组永磁同步电机(Six-phase Open-End Winding Permanent Magnet Synchronous Motor， SOEW-PMSM)为研究对象，首次提出了一种空间矢量脉冲宽度调制(Space Vector Pulse Width Modulation，SVPWM)与无差拍预测转矩控制(Deadbeat Predictive Torque Control， DPTC)结合的方法，可在增强转矩跟踪性能的同时实现谐波电流的高精度抑制。首先，SVPWM-DPTC通过产生频率固定的开关脉冲序列进行电压矢量(Voltage Vectors， VVs)优选，解决了传统DPTC中参考VVs合成需要大量迭代的问题。然后，为了抑制谐波电流，基于多谐波平面分量抵消的原则在每个扇区的奇偶扇区边界上各选择3个VVs，并分别计算其在3、5次谐波平面的投影，通过比例关系分配作用时间，可以消除输出电压中的所有3次和5次谐波。最后，通过与传统DPTC、SVPWM的控制性能进行比较，实验结果证明了本文所提控制策略对转矩脉动与谐波电流均有较好的抑制效果。

关键词： 永磁同步电机   模型参考自适应   在线辨识   模型欠秩  

摘要： 针对机器人关节用永磁同步电机小量级参数辨识的数学模型欠秩问题，设计一种基于Lyapunov稳定性理论的改进模型参考自适应在线辨识方法。首先，在静止状态下离线辨识静态电感作为已知参数，构建模型参考自适应系统在线辨识定子电阻与永磁体磁链。待两个参数辨识结果收敛后，将其作为新的模型参考自适应系统中的已知参数辨识动态电感。这种分层解耦的辨识机制有效克服了由于数学模型欠秩而导致的辨识结果不确定性。实验和仿真结果表明，该方法在0.1Ω级低阻值、0.2 mH级小电感与7.72 mWb级磁链条件下，辨识误精度高，辨识速度快，为获取微小型永磁同步电机准确参数方面提供了可行方案。

关键词： 三相不平衡电流   电能质量   分布式光伏   分布式控制   电流限幅  

摘要： 大量三相不平衡设备的并网导致台区三相电流不平衡，利用配电网台区内的变流器进行不平衡电流的补偿是抑制台区负序和零序电流的有效方法。三相光伏变流器作为广泛存在于配电网中的变流器，其剩余容量可以用于解决电能质量问题。文中提出了利用三相光伏变流器治理配电网台区不平衡电流的分布式控制策略。首先，测量流经台区变压器的三相不平衡功率；其次，根据当前时刻台区内光伏变流器的剩余容量，采用分布式控制器计算每台承担补偿任务的变流器的功率指令，并通过低带宽单向通信下发该功率指令并执行；然后，对所提控制策略在通信故障情形下及两端供电网络中的适用性进行讨论；最后，在RT-LAB中进行半实物仿真验证。结果表明，所提分布式不平衡电流补偿控制能在光伏变流器电流限幅的约束下有效降低台区的不平衡电流，并能广泛适用于配电网的不同场景。