設(shè)計了一款針對超級電容儲能(SupercapacitorEnergyStorage,SCES)系統(tǒng)的無源分數(shù)階滑�？刂�(Passive Fractional-Order Sliding-Mode Control,PFOSMC)。首先,基于SCES系統(tǒng)固有的物理特性,構(gòu)建儲能函數(shù)并對其進行分析。隨后,保留系統(tǒng)阻尼有益項以改進其動態(tài)響應(yīng),同時完全補償系統(tǒng)阻尼無益項以實現(xiàn)全局一致的控制性能。最后,設(shè)計分數(shù)階滑�？刂�(Fractional-Order Sliding-Mode Control, FOSMC)作為附加控制輸入,旨在重塑系統(tǒng)能量使閉環(huán)系統(tǒng)嚴格無源,并引入分數(shù)階比例-微分(PDa)滑動平面以增強系統(tǒng)魯棒性。仿真結(jié)果表明,PFOSMC的控制性能與PID控制、基于互聯(lián)與阻尼配置的無源控制(Interconnection and Damping Assignment Passivity-Based Control, IDA-PBC)和FOSMC相比,其均可在各種工況下實現(xiàn)最好的動態(tài)響應(yīng)和最高的魯棒性。

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【部分圖文】：

圖5有功功率和無功功率調(diào)節(jié)下的系統(tǒng)響應(yīng)

制器的控制性能，人為選擇階躍信號作為有功/無功功率參考值。不同控制器獲得的相應(yīng)系統(tǒng)響應(yīng)如圖5所示。顯然，與其他控制方案相比，PFOSMC能夠?qū)崿F(xiàn)最快速的有功/無功功率調(diào)節(jié)。3.2微電網(wǎng)故障下系統(tǒng)恢復(fù)微電網(wǎng)故障會導(dǎo)致系統(tǒng)瞬時功率不平衡，從而引起功率振蕩和電壓跌落。因此要求電力系統(tǒng)能....

圖1超級電容器的結(jié)構(gòu)原理及其充電過程

留系統(tǒng)阻尼有益項以改進其動態(tài)響應(yīng)性能，同時完全補償系統(tǒng)阻尼無益項以實現(xiàn)全局一致的控制性能。最后，將分數(shù)階滑�？刂�(Fractional-OrderSliding-ModeControl,FOSMC)作為附加控制輸入，重塑系統(tǒng)能量使閉環(huán)系統(tǒng)嚴格無源，同時引入分數(shù)階比例-微分PD滑動....

圖2SCES系統(tǒng)并網(wǎng)結(jié)構(gòu)示意圖

和FOSMC控制進行了對比。仿真結(jié)果驗證了PFOSMC的有效性。1超級電容儲能系統(tǒng)建模超級電容是一種介于傳統(tǒng)電容和蓄電池之間的新型儲能裝置，其結(jié)構(gòu)原理如圖1所示。相比傳統(tǒng)電容，超級電容有更高的能量密度和更寬的工作溫度范圍；相較于蓄電池，其具有更高的功率密度和更長的循環(huán)使用壽命[1....

圖3SCES系統(tǒng)的PFOSMC整體結(jié)構(gòu)框架圖

4)式中，使用雙曲正切函數(shù)tanh(·)代替?zhèn)鹘y(tǒng)SMC中使用的符號函數(shù)sgn(·)，從而顯著降低由sgn(·)的不連續(xù)性所帶來的抖振問題。tanh(x,)定義如下：eetanh(,)=eexxxxx(25)至此，針對SCES系統(tǒng)(1)—(5)的PFOSMC控制整體框架如圖3所示，....

本文編號：4045817