国家自然科学基金(51107018)
- 作品数：11 被引量：59H指数：4
- 相关作者：吴凤江孙力段建东赵克李伟更多>>
- 相关机构：哈尔滨工业大学天津工业大学黑龙江科技大学更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金国家教育部博士点基金中央高校基本科研业务费专项资金更多>>
- 相关领域：电气工程航空宇航科学技术动力工程及工程热物理更多>>
- 储能型功率补偿系统的控制及其储能元件参数设计被引量：1
- 2015年
- 为优化柴油发电机组(diesel generator,DG)的动态输出电能质量,将包含超级电容(super capacitor,SC)的储能型功率补偿系统(storage energy-power compensation system,SE-PCS)与DG相并联共同为负载供电。提出用于SE-PCS的基于e指数函数的动态参考有功功率生成方案。在负载突变时,由SE-PCS按照e指数函数短时输出有功功率以提高DG的动态输出性能。给出了e指数函数的初值、时间常数以及SC容值的设计原则。进一步分析了SC内阻对SC输出电压范围的影响,进而给出了新的保持SC输出电压范围不变的SC容值设计原则,以保持系统的安全可靠运行。相应的仿真结果证明了所提出的方案、控制策略及参数设计原则的正确性和有效性。
- 李伟吴凤江段建东孙力
- 关键词：柴油发电机组超级电容功率补偿参数设计
- 回热循环微型燃气轮机非线性数学模型被引量：8
- 2014年
- 建立了回热循环微型燃气轮机非线性动态模型,并考虑模型通用性采用压气机、回热器、透平的变工况解析通用特性建立了静态模型.根据设计参数进行数学模型的实例化,提出解析特性系数确定方法和计算机仿真实现的迭代次序.结果表明:静态特性仿真结果与Capstone C30实际数据之间存在微小偏差,通过更详细的参考数据校正特性解析公式系数可获得与实际数据更好的一致性;采用保持透平进气温度不变的最佳运行方式,空载到满载的动态时间为100s左右,回热器金属壁面平均温度由空载时750K降低到负载时670K.
- 段建东赵克吴凤江孙力王要强
- 关键词：实例化
- 回热循环微型燃气轮机全工况状态反馈控制被引量：4
- 2014年
- 传统的微型燃气轮机控制系统采用基于设计工况简化线性模型的转速闭环PI控制策略,回热器的加入导致传统转速闭环控制方案的动态响应变慢且有振荡。该文在推导考虑回热器的微型燃气轮机非线性模型的基础上,提出了全工况状态反馈转速闭环控制策略。利用线性化状态空间方程设计全工况固定收敛特性状态观测器和状态反馈控制律,使观测变量和状态变量的收敛特性不受变工况影响,保证全工况运行的稳定性和动态特性的一致性,给出了普遍性观测器和状态反馈控制律随负载变化的解析多项式公式。通过对设计实例的分析和仿真表明所提出的控制策略的正确性和可行性。
- 段建东吴凤江赵克孙力
- 关键词：状态反馈控制状态观测器
- 面向欧洲效率增强的在线拓扑可变型光伏发电并网逆变系统被引量：9
- 2016年
- 为了在满足并网约束条件的前提下拓展光伏电池的并网发电范围以及提高系统的欧洲效率,以提高光伏并网逆变系统的利用率,提出新的在线拓扑可变型并网逆变技术。通过在级联型多电平逆变器中增加双向切换开关,使其在光伏电池输出电压/功率较低时工作于级联模式,而在输出电压/功率较高时切换为H桥逆变器模式,从而实现只采用单级逆变结构即可获得较宽的并网发电范围和提高逆变器欧洲效率。给出了基于5电平级联型逆变器的在线拓扑可变型并网逆变器的具体结构及详细的实验结果,以验证所提出方案的正确性。
- 骆林松田慧欣吴凤江
- 关键词：光伏发电功率变换并网逆变器
- 微燃机效率优化运行及全工况状态反馈控制被引量：6
- 2013年
- 针对微型燃气轮机(简称微燃机)经典控制稳定性差的问题,提出全工况稳定的状态反馈控制策略和固定衰减特性状态观测器。建立较为准确的微燃机非线性数学模型,该模型能够通过解析的方法反映出微燃机中压气机和透平全工况效率和流量的特性。利用转速变化对微燃机效率影响的规律,提出微燃机效率最优的变转速运行方式。利用这种运行方式进行微燃机数学模型的分段线性化,基于此设计了全工况稳定的状态反馈控制器,设计固定衰减特性状态观测器对不可测量状态变量进行估计。仿真结果证明所建模型与Capstone C30数据具有很好的一致性,系统全工况运行具有较强的鲁棒性,观测器误差较小。
- 段建东孙东阳吴凤江赵克孙力
- 关键词：微型燃气轮机状态反馈控制状态观测器
- 直流微电网周期波动对光伏系统输出功率的影响及其抑制被引量：3
- 2014年
- 分析了单相交流逆变负载对直流母线电压的影响及波动电压的表达式。进一步分析了直流母线电压波动对直流微电网中光伏发电系统输出功率的影响并推导了光伏电池输出电压、电流及输出功率的表达式,进而揭示出了由于直流母线电压的波动影响造成光伏电池无法持续处于最大功率输出点,间接降低了光伏发电系统的发电效率。提出了基于直流母线电压波动前馈的光伏发电系统电流闭环控制策略,有效抑制了直流母线电压波动对光伏电池输出功率的影响。仿真和实验结果验证了理论分析结果与所提方法的正确性和可行性。
- 吴凤江孙醒涛江彦
- 关键词：直流微电网光伏电池发电前馈控制
- 基于Goertzel滤波器的两相静止坐标系下的增强型锁相环被引量：3
- 2015年
- 提出一种两相静止坐标系下的增强型锁相环(TPSF-EPLL),用于三相电网的同步信息的检测。基于最小成本函数法推导了TPSF-EPLL的微分方程,获得了频率环和幅值环输入信号的系数矩阵表达式。通过局部线性化方法建立了TPSF-EPLL的传递函数并进行了稳定性分析和参数设计。为消除三相电网不平衡和谐波对锁相环性能的影响,在频率环和幅值环的输入侧加入Goertzel滤波器,给出了所提出的TPSF-EPLL的总体方案。所提出的TPSF-EPLL无需同步旋转坐标变换,在两相坐标系下进行运算即可同时获得输入信号的幅值、频率和相角信息,计算量大幅减少。实验结果验证了所提出TPSF-EPLL的正确性和优越性。
- 李伟李伟吴凤江
- 关键词：不平衡谐波分析锁相环传递函数
- 一种微型燃气轮机抗扰控制器设计及验证方法被引量：4
- 2012年
- 为了缩短微型燃气轮机(微燃机)控制器的设计周期以及验证试车前控制器性能,提出了一种新颖的微燃机控制器设计和验证方法。考虑微燃机控制系统主要惯性环节得到了稳态工作点处小扰动传函模型,利用微燃机模型与感应电机调速系统动态模型的相似性,得到微燃机模拟系统,基于模拟系统模型设计了两种控制器并进行了性能对比。针对实际系统中负载扰动引起的转速波动大、控制器动态调节时间长的问题,提出负载前馈控制。仿真和实验结果验证了所提微燃机控制器设计和验证方法的正确性和有效性,负载前馈控制明显提高了转速控制器抗负载扰动的性能。
- 段建东孙力赵克吴凤江王要强
- 关键词：微型燃气轮机控制器设计
- 直流微电网中光伏发电系统的比例-积分-谐振控制被引量：4
- 2014年
- 直流微电网带动单相交流逆变负载时,直流电压会产生2倍频的周期波动,进而造成联网的光伏发电系统输出功率产生周期波动,无法持续处于最大功率输出点,从而间接降低了其发电效率。为解决上述问题,在分析直流电压周期扰动时的光伏发电系统输出功率特性的基础上,提出了光伏发电系统输出电流的比例-积分-谐振控制策略,比例-积分调节器用于电流的稳态无静差控制,而谐振控制器用于抑制周期扰动。详细分析了所提出方法的稳态误差、稳定性,各控制参数变化对电流控制性能以及直流电压波动抑制效果的影响,给出了各参数选取原则。仿真和实验结果验证了理论分析结果与所提出方法的正确性和可行性。
- 吴凤江孙醒涛
- 关键词：直流微电网光伏发电
- 储能型功率补偿系统的无功功率与动态有功功率解耦控制被引量：21
- 2015年
- 为降低柴油发电机组的暂态电压与频率波动,并优化其工作效率,以同步旋转坐标系下的发电机数学模型为基础获得了其输出电压和转速的阶跃响应表达式,证明只对其进行无功补偿难以解决输出电压及转速的动态跌落问题。在此基础上提出储能型功率补偿系统与柴油发电机组相并联的联合供电方案,由储能型功率补偿系统提供无功功率和负载动态变化过程的有功功率从而提高系统的动态电能质量。提出了包括无功功率和动态有功功率参考值的产生方法、有功和无功电流闭环解耦控制策略的总体控制方案,给出了相应的仿真和实验结果,结果表明,加入储能型功率补偿系统后,柴油发电机组的功率因数接近1,不输出无功功率,带动阶跃负载时,其输出电压有效值动态跌落远小于5%,动态电能质量得到显著提高。
- 李伟李伟吴凤江段建东
- 关键词：动态电能质量无功功率解耦控制
