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直流微电网建模与稳定性分析 被引量：95
1
作者 施婕 郑漳华 艾芊 《电力自动化设备》 EI CSCD 北大核心 2010年第2期86-90,共5页
针对直流微电网的稳定性问题,采用状态空间法建立了直流微电网中多种变流装置及其控制系统的平均模型,并在此基础上对直流微电网进行了小扰动稳定性分析,得出了随着变流器控制参数变化的系统特征值轨迹。分析表明,当变流器的控制系数增... 针对直流微电网的稳定性问题,采用状态空间法建立了直流微电网中多种变流装置及其控制系统的平均模型,并在此基础上对直流微电网进行了小扰动稳定性分析,得出了随着变流器控制参数变化的系统特征值轨迹。分析表明,当变流器的控制系数增大到一定数值时,将会出现实部为正的系统特征值,即系统不稳定。为了验证这一分析方法的可行性,又对所研究的直流微电网进行了时域仿真,得出负荷突增时不同控制系数下的时域电压曲线。仿真结果一方面验证了稳定性分析的结果,另一方面也表明,当控制系数在稳定范围内时,系数越大,则电压控制的效果也越好。由此可见,合理选择变流器的控制参数能够很好地保证直流微电网的电压稳定性。 展开更多
关键词 直流微电网 稳定性分析 变流装置 状态空间法 平均模型 特征值
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BUCK变换器建模及其先进控制方法仿真 被引量：28
2
作者 宋受俊 刘景林 张智慧 《计算机仿真》 CSCD 2006年第3期294-300,共7页
目的在于改进BUCK变换器的仿真模型,验证各先进控制方法的有效性及其性能。方法是在MATLAB/SIMULINK下利用状态空间平均法创建BUCK变换器的平均模型,并证明了模型的有效性;在此平均模型基础之上对其经典PID控制以及最新发展起来的几种... 目的在于改进BUCK变换器的仿真模型,验证各先进控制方法的有效性及其性能。方法是在MATLAB/SIMULINK下利用状态空间平均法创建BUCK变换器的平均模型,并证明了模型的有效性;在此平均模型基础之上对其经典PID控制以及最新发展起来的几种先进控制方法进行了建模与仿真。结果:建立了BUCK变换器的平均模型,并证明了其有效性;对各控制方法进行了建模与仿真,并给出了仿真结果,仿真结果表明将智能控制技术用于DC/DC变换器的控制系统中能够达到改善系统动静态特性的目的。随着各相关领域的技术进步,智能控制在DC/DC变换器的控制领域必将会有更广阔的应用前景。 展开更多
关键词 降压变换器 状态空间平均法 平均模型 先进控制方法 建模 仿真
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开关变换器及其控制环路的建模综述 被引量：32
3
作者 周国华 冷敏瑞 +2 位作者 李媛 田庆新 邓伦博 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2020年第1期183-199,共17页
对开关变换器及其控制环路的建模方法进行归纳与总结。将开关变换器的建模方法分为连续建模和离散建模,或基于电路分析的建模和基于数学推导的建模。在此基础上,结合控制环路的建模,将开关变换器及其控制环路的建模方法分为平均建模、... 对开关变换器及其控制环路的建模方法进行归纳与总结。将开关变换器的建模方法分为连续建模和离散建模,或基于电路分析的建模和基于数学推导的建模。在此基础上,结合控制环路的建模,将开关变换器及其控制环路的建模方法分为平均建模、离散建模和考虑边频的建模3大类。根据此分类,系统分析平均法、离散时间法、采样数据法、描述函数法、多谐波小信号法以及谐波状态空间法的原理和特点,揭示各种建模方法的区别与联系,以及优缺点和适用性。以应用最为广泛的平均法为例,首先采用时间平均等效电路建模方法,得到基本开关变换器的等效电路模型,推导用于频域特性分析的8个完整的功率级传递函数。其次,针对电流型控制的平均小信号模型无法揭示次谐波振荡,以及传统采样保持系数无法适用于不同平均小信号模型的问题,提出通用的采样保持系数。最后,给出综述结论并进行研究展望。 展开更多
关键词 开关变换器 控制环路 建模方法 平均建模 离散建模 电流型控制
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并联型永磁直驱风电系统的环流分析及其控制 被引量：24
4
作者 李瑞 徐壮 徐殿国 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2011年第6期38-45,共8页
并联是提高永磁直驱风电系统功率等级的一种有效方法,但同时也会带来环流、电流分配不均等诸多问题。针对这些问题,提出一种永磁直驱风电系统的新型拓扑,建立了它的平均模型,并对其存在的环流现象进行了分析,证明了新型拓扑结构机侧环... 并联是提高永磁直驱风电系统功率等级的一种有效方法,但同时也会带来环流、电流分配不均等诸多问题。针对这些问题,提出一种永磁直驱风电系统的新型拓扑,建立了它的平均模型,并对其存在的环流现象进行了分析,证明了新型拓扑结构机侧环流和网侧环流是互相独立的,并阐明了环流产生的根本机理,即环流是由并联变换器三相桥臂占空比零轴分量的不一致造成的。在上述分析的基础上提出一种环流控制器,在不影响其它被控量且不增加硬件开销的前提下抑制了机侧环流和网侧环流,解决了环流引起的不均流、波形畸变等问题,提高了系统的可靠性和效率。仿真和实验结果验证了所提方法的正确性。 展开更多
关键词 风力发电 永磁同步发电机 并联 环流 平均模型
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三端口隔离双向DC-DC变换器模型预测控制技术 被引量：24
5
作者 年珩 叶余桦 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2020年第16期3478-3488,共11页
为提高直流微电网中三端口隔离双向DC-DC变换器的动态性能,针对三有源桥(TAB)DC-DC变换器,该文提出一种模型预测控制(MPC)策略。考虑TAB变换器各端口的控制目标,基于移相控制和平均值模型建立TAB变换器离散化预测模型,通过MPC问题最优... 为提高直流微电网中三端口隔离双向DC-DC变换器的动态性能,针对三有源桥(TAB)DC-DC变换器,该文提出一种模型预测控制(MPC)策略。考虑TAB变换器各端口的控制目标,基于移相控制和平均值模型建立TAB变换器离散化预测模型,通过MPC问题最优求解设计预测控制器,以实现端口间的解耦控制效果。进一步分析系统参数偏差对MPC策略控制效果的影响,设计抑制稳态误差的TAB变换器MPC控制方案。基于TMS320F28335+FPGA_XC6SLX16的双处理器控制内核搭建TAB样机,实验结果验证了该文所提方法的有效性,且具有更快的动态特性及端口功率解耦运行能力。 展开更多
关键词 直流微电网 三端口DC-DC变换器 移相控制 平均值模型 模型预测控制
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风力发电系统中并网逆变器并联运行环流分析 被引量：22
6
作者 杨勇 阮毅 +2 位作者 汤燕燕 叶斌英 张峰 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第8期2012-2018,共7页
并网逆变器直接并联运行时,可使系统体积减少、成本降低,但并网逆变器直接并联时会产生环流。为此,详细分析了并网逆变器直接并联运行时环流产生的机理,建立了并网逆变器并联运行时旋转坐标系下的状态平均模型。在该模型的基础上分析并... 并网逆变器直接并联运行时,可使系统体积减少、成本降低,但并网逆变器直接并联时会产生环流。为此,详细分析了并网逆变器直接并联运行时环流产生的机理,建立了并网逆变器并联运行时旋转坐标系下的状态平均模型。在该模型的基础上分析并网逆变器并联运行时的相互影响,以及并网逆变器采用空间矢量脉宽调制(SVPWM)算法时零矢量对环流的影响。通过控制SVPWM算法中不同零矢量在每一个PWM周期的作用时间来抑制环流,对并网逆变器在不同情况下的并联运行进行了实验。实验结果表明:该控制策略能有效地抑制环流,从而验证了该控制策略的可行性和正确性。 展开更多
关键词 并网逆变器 直接并联运行 环流 平均模型 空间矢量脉宽调制 零矢量
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一种新型的通用单/双正激型直流变换器电路仿真平均模型 被引量：21
7
作者 潘尚智 钱照明 雷娜 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2001年第6期58-62,共5页
提出了一种新型的单 /双开关正激式 (Forward)直流变换器的电路仿真平均模型。这种模型可通过输入参数的选择实现对Forward电路的电压控制 ,峰值及平均电流控制 ,以及对DCM -CCM工作方式的自动转换。这是一种实用的仿真模型 ,可方便地... 提出了一种新型的单 /双开关正激式 (Forward)直流变换器的电路仿真平均模型。这种模型可通过输入参数的选择实现对Forward电路的电压控制 ,峰值及平均电流控制 ,以及对DCM -CCM工作方式的自动转换。这是一种实用的仿真模型 ,可方便地进行稳态和动态分析。在保证准确的基础上 ,大幅度地提高了仿真速度 ,较之用实际器件开关电路的仿真速度高 2～ 展开更多
关键词 平均模型 电路仿真 正激型直流变换器 等效电路
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单周期控制Boost变换器中的低频波动现象分析 被引量：16
8
作者 王发强 张浩 马西奎 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2008年第3期1522-1528,共7页
基于电感电流和输出电压的波动频率远低于变换器开关频率的假设,给出了连续导电模式(CCM)与不连续导电模式(DCM)的临界条件,建立了单周期控制器的S域模型,并分别导出了Boost变换器工作在CCM和DCM下的闭环输出-基准电压传递函数.研究结... 基于电感电流和输出电压的波动频率远低于变换器开关频率的假设,给出了连续导电模式(CCM)与不连续导电模式(DCM)的临界条件,建立了单周期控制器的S域模型,并分别导出了Boost变换器工作在CCM和DCM下的闭环输出-基准电压传递函数.研究结果表明,完全工作在DCM时,变换器处于稳定的周期1状态,而运行在CCM时,变换器将出现低频波动现象.此外,采用零极点分析方法给出了变换器低频波动的频率,并通过变换器拓扑结构的约束关系确定了系统低频波动的幅值.最后,Matlab数值仿真及电路实验验证了理论分析的结果. 展开更多
关键词 低频波动 单周期控制 BOOST变换器 平均模型
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海上直流风电场内网中串联直流风机的变速控制 被引量：15
9
作者 姚良忠 施刚 +3 位作者 曹远志 王志冰 朱淼 蔡旭 《电网技术》 EI CSCD 北大核心 2014年第9期2410-2415,共6页
直流风电场内网中直流风机的串联被证明是一种有潜力的大规模海上风能汇聚方案。然而,直流风机电压限幅期间的弃风现象是制约直流串联型风场商业化的主要因素。描述了海上直流风场内网中串联直流风机的耦合特性。为减少弃风,提出了电压... 直流风电场内网中直流风机的串联被证明是一种有潜力的大规模海上风能汇聚方案。然而,直流风机电压限幅期间的弃风现象是制约直流串联型风场商业化的主要因素。描述了海上直流风场内网中串联直流风机的耦合特性。为减少弃风,提出了电压限幅下串联直流风机的变速控制策略。为实现风场级研究中的所有控制,建立了含机电暂态特性的直流风机平均值模型。仿真算例结果,验证了所提策略的有效性。 展开更多
关键词 海上直流风电场 串联 直流风机 变速控制 平均值模型
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研究混合连通型压电复合材料的模型及方法 被引量：6
10
作者 杨凤霞 张端明 《压电与声光》 CAS CSCD 北大核心 2003年第5期414-417,共4页
由压电陶瓷颗粒分布在聚合物基体中组成的复合材料,当颗粒尺寸与样品厚度相当或颗粒含量较高时,是0-3/1-3或0-3/3-3混合连通型,具有不同于纯0-3型复合材料的微结构及特性。该文介绍了几种研究该类复合材料的平均模型及平均方法,认为复... 由压电陶瓷颗粒分布在聚合物基体中组成的复合材料,当颗粒尺寸与样品厚度相当或颗粒含量较高时,是0-3/1-3或0-3/3-3混合连通型,具有不同于纯0-3型复合材料的微结构及特性。该文介绍了几种研究该类复合材料的平均模型及平均方法,认为复合材料的有效特性是0-3与1-3或3-3两种连通型平均的结果,从而可预测材料的性能,指导材料的设计。 展开更多
关键词 混合连通型 连通程度 平均模型 平均方法 压电复合材料
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含风电场的MMC-MTDC系统通用频率响应模型 被引量：3
11
作者 刘昊宇 刘崇茹 董浩云 《电力系统自动化》 EI CSCD 北大核心 2023年第5期123-133,共11页
研究含风电场的基于模块化多电平换流器的多端柔性直流(MMC-MTDC)输电系统频率响应特性意义重大。但时域仿真建模过程复杂,不适用于理论分析,亟须提出完整的风电场与MMCMTDC系统的频率-有功功率-直流电压动态特性分析模型。为此,利用模... 研究含风电场的基于模块化多电平换流器的多端柔性直流(MMC-MTDC)输电系统频率响应特性意义重大。但时域仿真建模过程复杂,不适用于理论分析,亟须提出完整的风电场与MMCMTDC系统的频率-有功功率-直流电压动态特性分析模型。为此,利用模块化多电平换流器平均值模型交直流侧解耦的特点,独立对电网侧变流器(GSC)交流侧和发电机进行等值建模。计及背靠背变流器、汇集交流线路和风电场侧变流器(WFC)损耗的前提下,根据功率转移规律完成了直驱风机和WFC中间环节化简。以直流线路作为交互端口,结合GSC和WFC等值模型,采用模块化建模方法组建了含风电场的MMC-MTDC系统的有功类分量小信号模型。仿真结果表明,通用频率响应模型能准确模拟频率小扰动的动态过程,并进行稳定性分析,为控制系统参数整定提供参考。 展开更多
关键词 多端柔性直流输电系统 模块化多电平换流器 直驱风机 频率控制 小信号模型 平均值模型 频率响应特性 模块化建模
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Buck-Boost变换电路DCM动态建模分析 被引量：7
12
作者 孙雷强 王冲 +2 位作者 王丽艳 赵银峰 詹行行 《电机与控制应用》 2019年第11期88-93,共6页
以Buck-Boost电路为例,求解了变换器的平均模型及其线性化后的小信号模型。利用Simulink软件分别搭建状态平均方程等效电路、线性化小信号模型等效电路。通过动态模型仿真与开关器件电路仿真结果对比,验证了动态模型的正确性,讨论了断... 以Buck-Boost电路为例,求解了变换器的平均模型及其线性化后的小信号模型。利用Simulink软件分别搭建状态平均方程等效电路、线性化小信号模型等效电路。通过动态模型仿真与开关器件电路仿真结果对比,验证了动态模型的正确性,讨论了断续电流模式(DCM)平均模型的适用范围与存在的缺陷。理论分析结果表明:大信号和小信号模型,在宏观时间尺度上,可以较好地模拟实际开关电路的动态特性。小信号模型只能用来求解扰动较小的情况,即当扰动过大时,小信号模型求解的误差将会很大。 展开更多
关键词 Buck-Boost电路 平均模型 小信号模型 仿真对比
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电压源型换流器平均模型在风机建模中的应用 被引量：7
13
作者 郑德博 顾丹珍 黄汉远 《电测与仪表》 北大核心 2021年第2期164-170,共7页
文中介绍了一种可以应用于风机建模的电压源型换流器(Voltage Source Converter,VSC)平均模型。首先对风机并网模型进行介绍,总结了风电系统中VSC模块的工作原理、运行状态以及控制策略。然后利用傅里叶级数推导出VSC详细模型的表达式,... 文中介绍了一种可以应用于风机建模的电压源型换流器(Voltage Source Converter,VSC)平均模型。首先对风机并网模型进行介绍,总结了风电系统中VSC模块的工作原理、运行状态以及控制策略。然后利用傅里叶级数推导出VSC详细模型的表达式,对其进行简化后再结合能量守恒原理得到VSC平均模型的数学模型。最后在PSCAD/EMTDC中分别搭建了风机详细模型和平均模型,对比验证了两者在稳态和暂态工况下的响应,并比较了两者的仿真速度和谐波含量。仿真结果表明,文中提出的平均模型能够准确地描述VSC的动态特性,可用于风电系统机电过程的仿真分析,且能极大地提升仿真速度。 展开更多
关键词 电压源型变流器 风机并网 傅里叶级数 平均模型 电磁暂态仿真
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一种CCM模式下非理想Boost变换器的建模方法 被引量：7
14
作者 许晓琳 解光军 《合肥工业大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2011年第2期205-207,220,共4页
开关网络平均模型法广泛地应用于理想DC-DC变换器的建模,文章将其应用于连续导电模式下的非理想Boost变换器,并应用能量守恒原理和映射原则,将开关元件的寄生参数等效到电感支路中。用此方法,可以更便利地得到变换器的低频等效电路模型... 开关网络平均模型法广泛地应用于理想DC-DC变换器的建模,文章将其应用于连续导电模式下的非理想Boost变换器,并应用能量守恒原理和映射原则,将开关元件的寄生参数等效到电感支路中。用此方法,可以更便利地得到变换器的低频等效电路模型,用于变换器的直流特性和交流特性的分析,仿真结果证明了该建模方法的正确性。 展开更多
关键词 开关网络 平均模型 能量守恒
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基于SCGM(1,1)的三种负荷预测模型及其组合 被引量：5
15
作者 阮仁俊 刘天琪 吴安平 《南方电网技术》 2009年第3期54-58,共5页
SCGM(1,N)模型是灰色预测理论在传统GM(1,1)上的进一步发展。文章首次将单变量的SCGM(1,1)模型应用于中长期电力负荷预测,分别阐述了简化SCGM(1,1)模型、均值SCGMmv(1,1)模型、拓广SCGMa0(1,1)模型的原理和特点,并应用于实例。同时将精... SCGM(1,N)模型是灰色预测理论在传统GM(1,1)上的进一步发展。文章首次将单变量的SCGM(1,1)模型应用于中长期电力负荷预测,分别阐述了简化SCGM(1,1)模型、均值SCGMmv(1,1)模型、拓广SCGMa0(1,1)模型的原理和特点,并应用于实例。同时将精度较高的后两种模型和GM(1,1)模型进行固定权值和变权组合,进一步提高预测结果的精确度和可靠性。计算结果证明该方法预测准确,可靠性高,抗干扰性强,是中长期负荷预测新工具之一。 展开更多
关键词 电力系统负荷预测 SCGM(1 1)模型 简化模型 均值模型 拓广模型 组合预测 变权
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基于Saber的风力发电系统建模及仿真分析 被引量：5
16
作者 李晶 刘进军 +1 位作者 袁敞 王兆安 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第12期1471-1476,共6页
采用专业软件 Saber,结合 MAST 语言的编写,搭建了直驱式变速恒频风力发电系统的主电路模型和控制电路模型,并对该模型进行了仿真分析,分析结果说明了直驱式变速恒频风力发电系统的良好运行特性。另外,建模中根据仿真时间及仿真速度的要... 采用专业软件 Saber,结合 MAST 语言的编写,搭建了直驱式变速恒频风力发电系统的主电路模型和控制电路模型,并对该模型进行了仿真分析,分析结果说明了直驱式变速恒频风力发电系统的良好运行特性。另外,建模中根据仿真时间及仿真速度的要求,基于开关周期远小于仿真时间以及输出滤波器设计较好的假设,可在一定条件下忽略电力电子系统中开关作用的影响,建立该系统的平均模型,给出数值仿真结果,其仿真结果之间的比较验证了平均模型的可行性及有效性。 展开更多
关键词 SABER 变速恒频 直驱式 风力发电 平均模型
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基于平均模型的三相四线制逆变器多管开路故障诊断 被引量：6
17
作者 李战 王伯荣 +1 位作者 马皓 白志红 《电源学报》 CSCD 北大核心 2018年第6期63-70,共8页
为了在不增加额外硬件电路的情况下,实现三相四线制逆变器多管开路故障快速准确的诊断,提出了一种基于平均模型及误差自适应阈值的方法。该方法通过计算平均桥臂中点电压实际值和期望值的偏差,来进行故障检测和定位。利用平均模型,只需... 为了在不增加额外硬件电路的情况下,实现三相四线制逆变器多管开路故障快速准确的诊断,提出了一种基于平均模型及误差自适应阈值的方法。该方法通过计算平均桥臂中点电压实际值和期望值的偏差,来进行故障检测和定位。利用平均模型,只需要对系统内已有的信号做简单的计算,避免了增加额外的硬件电路和软件负担。此外,误差自适应诊断阈值用于消除死区、延时、采样误差和电感偏差等因素的影响,保证了高鲁棒性和速度。应用该方法,诊断时间最快只需2个开关周期。最后实验结果验证了该方法的有效性。 展开更多
关键词 三相四线制逆变器 开路故障 故障诊断 平均模型 误差分析
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电压型Buck变换器中的低频振荡分析 被引量：4
18
作者 杨宇 韩肖清 +1 位作者 许方圆 马晶晶 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2012年第3期651-655,共5页
分析了具有PI控制的Buck变换器中的低频振荡现象。利用离散模型研究了Buck变换器中的低频振荡现象,结果表明系统产生低频振荡的原因是状态变量发生了Hopf分岔。采用状态空间平均的小信号模型分析了变换器的稳定性,它所确定的稳定运行临... 分析了具有PI控制的Buck变换器中的低频振荡现象。利用离散模型研究了Buck变换器中的低频振荡现象,结果表明系统产生低频振荡的原因是状态变量发生了Hopf分岔。采用状态空间平均的小信号模型分析了变换器的稳定性,它所确定的稳定运行临界点恰好与从离散模型得到的Hopf分岔点的位置相吻合,这表明线性的小信号平均模型可以准确的预测低频振荡的参数稳定域。通过分析发生低频振荡后的频率和幅值,结果表明Buck变换器中的低频振荡现象实际上是一种自激振荡。最后通过数值仿真和电路实验验证了理论分析的合理性。 展开更多
关键词 DC-DC变换器 离散模型 平均模型 HOPF分岔 低频振荡
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半Markov决策过程折扣模型与平均模型之间的关系 被引量：1
19
作者 殷保群 李衍杰 +2 位作者 唐昊 代桂平 奚宏生 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第1期65-68,共4页
首先分别在折扣代价与平均代价性能准则下,讨论了一类半M arkov决策问题.基于性能势方法,导出了由最优平稳策略所满足的最优性方程.然后讨论了两种模型之间的关系,表明了平均模型的有关结论,可以通过对折扣模型相应结论取折扣因子趋于... 首先分别在折扣代价与平均代价性能准则下,讨论了一类半M arkov决策问题.基于性能势方法,导出了由最优平稳策略所满足的最优性方程.然后讨论了两种模型之间的关系,表明了平均模型的有关结论,可以通过对折扣模型相应结论取折扣因子趋于零时的极限来得到. 展开更多
关键词 半MARKOV决策过程 折扣模型 平均模型 最优性方程 最优平稳策略
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基于平均值模型的微电网建模及仿真分析 被引量：4
20
作者 艾欣 金鹏 +2 位作者 韩晓男 张静 赵阅群 《现代电力》 北大核心 2013年第5期1-6,共6页
当仿真模型中包含较多电力电子装置的详细模型时,会造成数据处理量大的问题。本文根据平均值建模方法,将可控电力电子器件转化为受控电压源和电流源的组合模型,对包含储能、柴油发电机、光伏发电以及风力发电的微电网进行建模仿真。另... 当仿真模型中包含较多电力电子装置的详细模型时,会造成数据处理量大的问题。本文根据平均值建模方法,将可控电力电子器件转化为受控电压源和电流源的组合模型,对包含储能、柴油发电机、光伏发电以及风力发电的微电网进行建模仿真。另外从微电网的控制角度,还提出了一种协调不同调频性质电源的策略。仿真结果显示平均值模型能够在合理精度范围内反映各分布式电源的动态和稳态特性,并且与详细模型相比仿真时间明显缩短,因此平均值建模方法可用于包含较多分布式电源的微电网建模中。 展开更多
关键词 微电网 平均值模型 储能 柴油发电机 光伏 风力发电
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