自适应电压定位控制策略
智能配电网自愈控制技术分析
智能配电网自愈控制技术分析随着信息技术的迅猛发展，智能配电网自愈控制技术成为了电力系统领域的研究热点。
智能配电网自愈控制技术可以对电力系统进行快速故障识别、定位和恢复，提高了电力系统的可靠性和安全性。
本文将就智能配电网自愈控制技术的技术原理、关键技术和发展趋势进行分析。
一、技术原理智能配电网自愈控制技术是指在配电网中通过实时监测和分析系统运行状态，自动识别故障点以及对故障点进行快速定位和隔离的技术。
其核心原理是利用先进的传感器和智能控制算法，对配电网中的各个节点进行实时监测，并根据监测数据进行分析和处理，快速响应并自动对故障进行处理，以实现故障自愈的目的。
具体来说，智能配电网自愈控制技术主要包括以下几个方面的技术原理：1. 实时监测：利用先进的传感器和监测设备对配电网中的电压、电流、功率等参数进行实时监测，并将监测到的数据传输至中心控制系统。
2. 数据分析：中心控制系统利用先进的数据分析算法对监测数据进行处理和分析，识别出故障点并给出相应的控制命令。
3. 快速定位：一旦发生故障，中心控制系统能够快速定位故障点所在位置，并告知配电网中的开关设备进行相应操作。
4. 隔离恢复：中心控制系统通过远程操控配电网中的开关设备，将故障点进行隔离，并恢复其他正常运行的回路，以实现故障自愈。
二、关键技术智能配电网自愈控制技术的实现离不开一系列关键技术的支持，包括传感技术、通信技术、数据处理技术、控制算法等。
这些关键技术的发展和创新直接影响着智能配电网自愈控制技术的性能和应用效果。
1. 传感技术：智能配电网自愈控制技术需要大量的传感器来实现对配电网运行状态的实时监测，因此传感技术的发展和应用至关重要。
高精度、低成本的传感器技术能够有效提高系统的监测性能和可靠性。
2. 通信技术：配电网中各个设备之间需要进行实时通信，以便中心控制系统能够迅速响应并下达控制命令。
因此通信技术的稳定性和高效性对智能配电网自愈控制技术来说至关重要。
动态电压恢复器的控制策略
动态电压恢复器的控制策略动态电压恢复器（DVR）是一种用于电力系统中的设备，旨在解决电力系统中的电压波动和瞬时断电问题。
DVR通过计算电压的差值并通过对电力系统进行补偿来实现电压稳定。
DVR的控制策略是确保它能够迅速响应电力系统中的变化并始终保持电压稳定的关键。
控制策略的首要目标是确保DVR能够实时地检测电压异常，并在极短的时间内发出响应。
电压异常可能包括过高或过低的电压，电压突变等。
当电压异常发生时，DVR需要通过其控制策略进行相应的电源调节，以便能够迅速恢复电压。
DVR的控制策略可以分为两个主要方面：电压检测和电源调节。
在电压检测方面，DVR需要有一个高精度的电压监测系统，能够及时、准确地检测到电压异常。
电压检测的方法可以包括传感器监测、信号处理等。
一旦检测到电压异常，DVR需要根据具体情况采取相应的控制动作。
在电源调节方面，DVR可以通过不同的方式来实现电源调节。
最常见的方式是通过电容器或电感器的转换来实现。
电容器或电感器可用作电能存储器，在电压异常时释放存储的能量以稳定电压。
此外，DVR还可以使用控制器来调节电源输出，以便能够精确地恢复电压。
在实际应用中，DVR的控制策略还会考虑到其他因素，例如电力系统的负载情况、电压波动的持续时间等。
为了更好地应对这些因素，DVR需要具备一定的智能化和自适应功能。
例如，DVR可以监测并分析负载变化，并根据不同负载情况采取相应的电源调节动作。
另一个关键因素是DVR的保护功能。
DVR必须具备一定的安全功能，以防止过电流、过压等异常情况的发生。
为了保护DVR和电力系统的安全，控制策略需要能够监测和响应这些异常情况，并采取适当的控制措施。
总结起来，动态电压恢复器的控制策略应具备高精度的电压检测和响应能力，能够实时监测电压异常并迅速调节电源输出。
此外，控制策略还应具备智能化功能，能够根据电力系统的负载变化和其他因素进行自适应调节。
最后，保护功能也是控制策略的重要组成部分，以确保DVR和电力系统的安全运行。
自适应控制原理的应用领域
自适应控制原理的应用领域1. 汽车领域•自适应巡航系统：通过感知周围环境和交通状况，自适应调整车速和距离，提供一定程度上的智能驾驶辅助功能。
•自适应悬挂系统：根据路况和车辆状态，自动调整悬挂刚度和阻尼，提高乘坐舒适性和稳定性。
•自适应刹车系统：实时监测车辆的速度、制动力和路面湿滑程度等信息，智能调整刹车力度，提高行车安全性。
2. 工业自动化领域•自适应控制系统：实时监测和分析生产过程中的变化，根据反馈信息动态调整控制策略，保证生产过程的稳定性和效率。
•自适应机器人控制：根据环境和任务要求，智能调整机器人的姿态、力量和速度，实现高效、精准的操作和生产。
•自适应能源管理：通过实时监测能源消耗情况和外部环境因素，自动调整能源供给和使用方式，提高能源利用效率。
3. 电力系统领域•自适应电网控制：根据电力需求和供应的实时情况，动态调整电网的运行状态和电力分配策略，实现电网的稳定运行。
•自适应电力电容器控制：根据电力负载和电网电压波动情况，实时调整电容器的接入和退出，提高电力传输效率和能源利用率。
•自适应断路器控制：通过监测电流、电压和短路等条件，自动判断和控制断路器的开合状态，保护电力设备和系统的安全运行。
4. 环境监测领域•自适应气象监测系统：根据气象因素的实时变化，自动调整监测仪器的参数和采集频率，提高气象数据的准确性和实时性。
•自适应水质监测系统：通过实时监测水质参数和指标，自动调整采样和分析方法，提高水质监测的准确性和及时性。
•自适应环境监测：根据环境因素的变化，自动调整传感器的位置和参数，提高对环境污染源的检测和监控能力。
5. 医疗设备领域•自适应心脏起搏器：根据心脏状态和运动情况，自动调整起搏器的工作频率和模式，提高心脏病患者的生活质量和安全性。
•自适应呼吸机：通过监测患者的呼吸频率和深度，自动调整呼吸机的工作参数和模式，提供个性化的呼吸支持。
•自适应电子肌电图系统：根据患者肌肉的状态和运动需求，自动调整电刺激的参数和模式，实现精确的康复治疗。
电力系统稳定性分析与控制策略研究
电力系统稳定性分析与控制策略研究 摘要：随着全球能源需求的不断增长，电力系统作为现代社会不可或缺的基础设施，其安全稳定运行对于保障经济社会的可持续发展具有至关重要的作用。电力系统的稳定性是指系统在遭受扰动后，能够恢复到正常运行状态的能力。这种能力直接关系到电力供应的可靠性，是评价电力系统性能的重要指标。基于此，本篇文章对电力系统稳定性分析与控制策略进行研究，以供参考。
关键词：电力系统；稳定性分析；控制策略 引言 电力系统稳定性是电力系统运行的核心问题之一，它关系到电力系统的安全、可靠和经济运行。随着电力系统规模的不断扩大和电力市场化的推进，电力系统的稳定性问题变得尤为突出。电力系统稳定性分析与控制策略的研究，旨在通过理论分析、仿真模拟和实际应用，确保电力系统在正常运行和受到扰动时能够保持稳定，避免发生连锁故障和大面积停电事故。
1电力系统稳定性特点 电力系统稳定性包括多个维度，如静态稳定性、暂态稳定性、动态稳定性等。静态稳定性关注系统在小扰动下的稳定性，暂态稳定性关注系统在大扰动后的恢复能力，动态稳定性则关注系统在长时间尺度上的稳定性能。电力系统是一个由发电、输电、变电、配电和用电等多个环节组成的复杂网络。系统的稳定性受到多种因素的影响，包括发电机的动态特性、输电线路的传输能力、负荷特性、控制系统的响应速度等。电力系统的运行状态是动态变化的，受到负荷变化、发电机出力调整、网络拓扑变化等因素的影响。稳定性分析需要考虑系统的动态响应过程。电力系统中的许多元件，如发电机、变压器、电力电子设备等，其动态行为通常是非线性的。这使得电力系统稳定性分析和控制策略设计变得复杂。现代电力系统通常是跨区域、跨国家的互联系统。互联系统的稳定性不仅取决于单个地区的系统特性，还受到相邻区域系统状态的影响。 2电力系统稳定性分析 2.1功角稳定性 功角稳定性是电力系统稳定性的一个关键方面，它涉及同步发电机之间以及发电机与系统参考节点之间的同步运行能力。在电力系统中，同步发电机通过共享相同的电网频率（通常为50或60赫兹）来保持同步。功角（也称为同步角或转子角）是衡量发电机转子相对于系统参考角度位置的物理量，它反映了发电机输出功率与系统需求之间的相位关系。需要建立电力系统的动态模型，包括发电机的转子运动方程、励磁系统模型、以及系统的网络方程。在模型中引入扰动，如短路故障、发电机突然失去负载或增加负载等。使用仿真软件对系统在扰动后的动态响应进行模拟，分析功角的变化情况。根据仿真结果评估系统的功角稳定性。如果系统在扰动后能够恢复到稳定的运行状态，则认为系统具有功角稳定性。
第2章基于瞬时功率平衡的模糊自适应PI2003
第2章基于瞬时功率平衡的模糊自适应PI直接电压控制策略研究2.1概述电压是电能质量的重要指标之一。
常见的电压质量问题有电压偏差、电压波动和闪变三相电压不平衡、电压跌落和电压浪涌、短时电压中断、波形畸变等。
引起以上电压质量问题的因数是多种多样的。
电力系统在正常运行时，用电负荷和i系统运行方式经常发生变化，由此会引起电压发生变动，不可避免的出现了电压偏差。
而电力系统中各种用电设备只有在电压为额定值时才具有最好的技术和经济指标，电压偏差会使设备效率降低、绝缘受损、使用寿命缩短，甚至导致“电压崩溃”，造成大面积停电。
在离电源点较远的负荷中心，尤其是远距离馈电的农网，电压偏差更为严重。
电力系统的电压波动和闪变主要是由具有冲击性功率的负荷引起的，如变频调速装置、炼钢电弧炉、电气化铁路和轧钢机等。
这些非线性、不平衡冲击性负荷在生产过程中有功和无功功率随机或周期性的大幅度变动，当其波动电流流过供电线路阻抗时产生变动的压降，导致同一电网上其它用户电压以相同的频率波动。
这种电压幅值在一定范围内(通常为额定值的90%-110%)有规律或随机地变化，即称为电压波动。
电压波动通常会引起许多电工设备不能正常工作，如影响电视画面质量、使电动机转速脉动、使电子仪器工作失常、使白炽灯光发生闪烁等等。
由于一般用电设备对电压波动的敏感度远低于白炽灯，为此，选择人对白炽灯照度波动的主观视感，即“闪变”，作为衡量电压波动危害程度的评价指标。
三相电压不平衡可以分为电力系统故障造成的不平衡和正常运行时的不平衡。
电力系统故障造成的不平衡往往比正常运行时的不平衡严重。
正常运行时的不平衡主要由电力系统中的不平衡负荷引起，尤其在大容量单相负载存在的场合，电压不平衡问题尤为严重。
当电压不平衡较为严重时，就会影响某些设备的正常工作，如电机、电力电子装置等。
电力系统中发生的故障还会引起电压跌落，电压跌落会对电压敏感设备造成严重危害。
电压波形畸变主要由电网中的非线性负荷所致。
基于模糊自适应VSG控制的MMC变换器控制策略研究
研制开发控制的MMC宗瑜物联网工程学院，江苏无锡针对传统模块化多电平变换器（Modular Multilevel Converter，MMC）在并网运行中并不具备惯量及阻尼特性的问题，提出一种基于模糊控制的自适应虚拟同步机控制策略。
首先，在传统步机（Virtual Synchronous Generator，VSG）控制，增加系统的惯量及阻尼特性，提升系统的抗干扰能力。
其次，通过分析虚拟同步机控制中暂态转动惯量与阻尼的关系，引入了基于虚拟惯量的模糊自适应控制，在暂态过程中动态调节转动惯量的大小，并通过小信号分析法分析其稳定性。
与传统虚拟电机控制相比，模糊自适应虚拟电机控制具有调节速度较快且动态性能更好的优点，能够提升电网的抗干扰能力和灵活性。
最后，在真模型，通过仿真验证了所提出的基于模糊自适应VSG控制的MMC模块化多电平变换器（MMC）；虚拟同步机（VSG）控制；模糊控制；自适应控制Research on Control Strategy of MMC Converter Based on Fuzzy Adaptive VirtualSynchronous Machine ControlZONG Yu(School of Internet of Things Engineering, Jiangnan University, Wuxi但由于转动惯量为定值，因此无法避免系统暂态过程控制与VSG 控制相结合的控制策略，通过动态改变转动惯量的参数提高系统动态特性，但无法避免频率偏差取值不当变换器在并网运行中并不具备惯量及阻尼特性的问题，提出一种适用变换器的模糊自适应虚拟同步电机控制策变换器的惯性和阻尼得到显著提高，同时提升系统的稳定运行能力和功率分配能力，缩短系统暂态过程，提高系统动态稳定性。
通过在Matlab/中搭建仿真模型，验证了模糊自适应虚拟同为MMC每一相上、持直流母线电压稳定。
基于出电压均有多电平特点，相较于两电平变换器可以有效缩小体积。
常用自动控制策略
常用自动控制策略
常用自动控制策略包括以下几种：
1.PID控制：PID控制器是一种线性控制器，通过比例、积分和微
分三个环节对被控对象进行控制。
2.模糊控制：模糊控制器通过模糊逻辑和模糊集合理论对被控对
象进行控制。
3.神经网络控制：神经网络控制器通过模拟人脑神经元的结构和
功能对被控对象进行控制。
4.鲁棒控制：鲁棒控制器通过设计控制律来提高系统的鲁棒性，
使得系统在受到不确定因素干扰时仍能保持稳定。
5.自适应控制：自适应控制器能够根据被控对象的变化自动调整
控制参数或控制律，以适应不同工况下的要求。
6.预测控制：预测控制器通过预测模型对未来一段时间内的被控
对象进行预测，并在此基础上制定控制策略。
7.滑模控制：滑模控制器通过设计滑模面并使系统状态沿滑模面
向稳定点滑动，具有快速响应和抗干扰能力强的特点。
8.智能控制：智能控制器能够利用人工智能和专家系统的原理对
被控对象进行智能化控制。
这些自动控制策略各有特点，适用范围也有所不同。
在实际应用中，可以根据具体需求选择合适的策略。
适用于多端柔性直流输电系统的新型直流电压控制策略
适用于多端柔性直流输电系统的新型直流电压控制策略一、本文概述随着可再生能源的大规模开发和利用，多端柔性直流输电系统（VSC-MTDC）因其灵活的控制能力和良好的适应性，在电力系统中的应用越来越广泛。
VSC-MTDC系统面临着复杂的运行环境和多变的运行条件，如何确保系统的稳定运行和高效输电成为当前研究的热点问题。
直流电压控制策略作为VSC-MTDC系统的核心组成部分，对于维持系统电压稳定、优化系统运行具有重要意义。
传统的直流电压控制策略大多基于单点控制或简单的集中控制，难以满足VSC-MTDC系统对多端协同控制的需求。
开发一种适用于多端柔性直流输电系统的新型直流电压控制策略显得尤为迫切。
本文旨在研究并提出一种适用于VSC-MTDC系统的新型直流电压控制策略。
通过对系统结构和运行特性的深入分析，本文构建了一种基于多端协同的直流电压控制模型，并通过仿真验证其有效性。
该控制策略充分考虑了VSC-MTDC系统的多端特性和运行环境的复杂性，通过优化电压分配和协调控制，实现了系统电压的稳定和高效输电。
本文首先介绍了VSC-MTDC系统的基本原理和运行特性，为后续研究提供了理论基础。
接着，详细阐述了新型直流电压控制策略的设计思路和实施方法，并通过仿真实验验证了其控制效果和优越性。
对新型直流电压控制策略在实际应用中的前景和挑战进行了展望，为相关领域的进一步研究提供了参考。
通过本文的研究，旨在为VSC-MTDC系统的稳定运行和高效输电提供一种新的解决方案，推动多端柔性直流输电技术的发展和应用。
二、多端柔性直流输电系统的基本原理与结构多端柔性直流输电系统（Multi-Terminal Voltage Source Converter based HVDC，简称MTDC）是近年来在电力系统中兴起的一种新型输电技术，其基本原理与结构与传统的两端直流输电系统相比有着显著的区别。
多端柔性直流输电系统的基本原理主要基于电压源换流器（Voltage Source Converter，VSC）和脉宽调制（Pulse Width Modulation，PWM）技术。
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1
电力电子课程设计报告
一种混合式自适应电压定位控制策略及12V电压调节模块拓扑
院 系： 信息工程学院
班 级： 11级自动化3班
姓 名： 李俊烨
学 号： 2011551833
指导老师： 谭平安
日 期： 2014年4月
2
目录
序言···················································(3)
一 混合式自适应电压拓扑原理····························(3)
二 电感设计············································（8）
三 仿真设计············································(9)
四 心得与体会··········································(11)
五 参考文献············································(11)
3
序言
微处理器（CPU）的飞速发展，使得其对供电电源、电压调节模块（Voltage
Regulator Module，VRM）的要求也越来越高。VRM 的一个重要问题就是负载跳
变时的输出电压调整，为了降低负载跳变时的输出电压过冲或跌落，传统的增加
输出滤波电容方法不仅会提升成本，而且降低功率密度。为改善动态响应而不增
加额外的输出电容，许多控制方法及电路结构被提出，本文课程设计提出了一种
基于较大电感的混合式 AVP控制策略及其拓扑，结合非线性控制方法，解决了
VRM 中效率和瞬态响应不能兼顾的问题，在不影响瞬态响应性能的前提下，大大
提高电路的稳态效率。
一、混合式自适应电压拓扑原理
1.混合式自适应电压定位拓扑结构
采用两相交错并联技术，相对传统的两相交错 VRM，该拓扑引入了一个二极管
VD1，MOS 管 Sa以及一个辅助电感 Ls；在传统的 AVP 控制基础上结合非线性
控制策略，可以获得高的稳态效率和良好的瞬态响应。
4
2.过程分析
在 t0之前，无论是稳态还是负载 step up 时，Vo
始终保持在 AVP 的窗口范围之内，因此，系统工
作在传统的两相交错同步整流模式下，非线性控制
电路不工作，等效电路如图 4a 所示，此时，Ls作为
辅助电感，起到辅助抑制电流纹波的作用，每相电
流纹波满足如下
在 t0时刻，比较器检测到 Vo高于上限 VH，辅 助开关管 Sa
开通，Ls中的电流在 Vo的作用下下降，
变化斜率如下式所示
5
在 t1时刻，辅助电感 Ls中的电流降到零，并且在 Vo的作用下反向，电流变
化斜率式同t0时刻，此时，输出电容通过 Ls和 Sa放电，输出电压 Vo下降
在 t2时刻，比较器检测到 Vo低于上限 VH，Sa关断，L1、L2以及 Ls中的电
流均通过二极管 VD1反馈到电源端，直到 t3。电流变化斜率分别为
在 t3时刻，辅助电感 Ls中的反向电流降到零，由于 Va仍被钳位在 Vin−VD1，
因此辅助电感电流再次正向上升，直到 t4时刻比较器再次检测到 Vo超过电压
上限 VH。如此循环使得相电感中的能量反馈到电源并将 Vo电压控制在窗口限
制中。
3. 各时刻等效电路图
T0以前
6
T0时刻
T1时刻
T2时刻
7
T3时刻
3.混合式AVP控制策略
为了保证 VRM在采用大电感之后的瞬态响应，采用了混合式 AVP 控制方法，即
传统的 AVP 控制与非线性控制的结合。在 Vo不高于 VH时传统的 AVP控制策
略工作，在 Vo高于 VH时采用非线性控制。该拓采用的非线性控制则仅由一个
比较器和两个逻辑门组成，且无需辅助管上管的自举措施，控制简单，所需原件
少，如图 7 所示。当 Vo低于VH之时，Comp 输出低电平，辅助管 Sa关断，与
非门输出高，PWM 输出由线性系统控制。而在负载下跳时，当 Vo高于 VH之时，
Comp 端输出高电平，Sa开通，主开关管的驱动信号被封锁，使输出电压迅速回
落到 AVP 窗口电压范围之内。当检测的 Vo小于 VH时，辅助管再次关断。通过
简单的组合即实现了对输出电压的线性非线性混合控制。
8
三、电感设计
主电感及辅助电感设计
按照临界电感设计方法，在负载 step up 和step down 时，由于占空比饱
和裕量的不同，所计算出来的临界电感值是不同的，在电流型模式中，两个临界
电感值分别为
为了在两个瞬态过程中都能避免占空比饱和的问题，实际的电感取值必须小
于两者中的最小值，而对于 12V 或更高输入电压的 VRM，由于占空比较小，两
个临界电感值之间相差较大，对于一个 12V-1.6V的VRM，step up时的临界电
感值Lci_step_up为step down时电感值Lci_step_down的6.5倍，取较小的电
感值对VRM的稳态效率产生了较大的影响。因此，本文提出的混合式 AVP 控制
方法中，放弃 AVP 对 step down 时瞬态响应的直接控制，而将主电感设在几倍
于 Lci_step_down，同时小于 Lci_step_up，将会有可观的效率提升空间，并且
不影响负载 step up 时的瞬态响应。
辅助电感非线性控制对电压尖刺的抑制效果越好。但是在实际应用中，由于
控制逻辑、驱动信号、器件通断等因素的延时，过小的 Ls会造成输出电压振荡
甚至系统不稳定。一般来说，按照下式计算的 Ls可以满足瞬态响应和系统稳定
性的需求。
9
三 仿真设计
1. 利用Matlab中的simulink对该拓扑进行仿真。
仿真图
VRM模块
10
2.仿真波形
上图为电压 下图为电流 由仿真图可知电压上升到峰值后变的平稳，有效调节了
电压。
11
四、心得与体会
本次实验让我们以亲身实践的方法去运用电力电子技术方面的知识，很好地
将书本的理论知识和实践联系起来，很少触及Simulink的我们，开始慢慢熟练
使用这一强大的仿真工具，从无到有，这正是学习的过程，也是我们从一无所知
到有实验结果的过程。文章中所提到的ISL6560及ADP3418这两块芯片由于在
simulink中找不到相应的模块，使设计在一开始就陷入了麻烦。
实验结果较为理想。尽管遇到了上述的问题，但通过查阅相关资料并向他人
请教，搭建了相应的模块得到了解决。此次课程设计收获不少，自己的能力得到
了锻炼，通过自己动手，结合自己所学的电力电子相关知识，把自己所学的知识
运用到了实际中，克服了各种难题，最终达到了要求。
五、参考文献
[1] 王兆安，刘进军，电力电子技术，北京：机械工业出版社，2014年6月。
[2] 袁伟，张军明，钱照明 一种混合式自适应电压定位控制策略及 12V 电压调
节模块拓扑