
兵工学报 ›› 2025, Vol. 46 ›› Issue (S1): 250500-.doi: 10.12382/bgxb.2025.0500
收稿日期:2025-06-12
上线日期:2025-11-06
通讯作者:
ZHANG Xueyan, JIANG Yuanzhi*(
), XIAO Han**(
), CHEN Yashi, CUI Derui
Received:2025-06-12
Online:2025-11-06
摘要:
针对柴电混合能源无人系统中逆变器与柴油发电机组并联运行时的功率分配问题,提出了一种改进的逆变器恒功率控制方法,其有功和无功功率指令分别由频率偏差和频率下垂系数、电压偏差和电压下垂系数计算得到。所提方法将柴油发电机频率和电压的动态变化直接引入逆变器控制,通过对下垂系数的合理选取,实现了逆变器与发电机并联运行时的功率均分,解决了混合能源无人系统逆变器恒功率控制模式下与柴发机组并联运行时,突加、突卸负载可能导致的发电机过载或逆功率问题。通过仿真和物理实验验证了该控制方法的有效性和可行性。
张雪妍, 姜远志, 肖晗, 陈雅仕, 崔德瑞. 柴电混合无人系统功率调配控制策略[J]. 兵工学报, 2025, 46(S1): 250500-.
ZHANG Xueyan, JIANG Yuanzhi, XIAO Han, CHEN Yashi, CUI Derui. Power Distribution Control Strategy of Diesel-electrical Unmanned Systems[J]. Acta Armamentarii, 2025, 46(S1): 250500-.
| 参数 | 数值 |
|---|---|
| 逆变器额定容量SinvN/(kV·A) | 1250 |
| 发电机额定容量SgN/(kV·A) | 937.5 |
| 直流母线额定电压UdcN/V | 700 |
| 交流母线额定线电压UN/V | 390 |
| 逆变器输出滤波电感Lm/mH | 70 |
| 滤波电感等效串联电阻Rm/mΩ | 0.15 |
| 逆变器输出滤波电容Cf/μF | 1000 |
| 滤波电容等效串联电阻Rc/mΩ | 20 |
表1 仿真模型参数
Table 1 Parameters of simulation model
| 参数 | 数值 |
|---|---|
| 逆变器额定容量SinvN/(kV·A) | 1250 |
| 发电机额定容量SgN/(kV·A) | 937.5 |
| 直流母线额定电压UdcN/V | 700 |
| 交流母线额定线电压UN/V | 390 |
| 逆变器输出滤波电感Lm/mH | 70 |
| 滤波电感等效串联电阻Rm/mΩ | 0.15 |
| 逆变器输出滤波电容Cf/μF | 1000 |
| 滤波电容等效串联电阻Rc/mΩ | 20 |
| 参数 | 数值 |
|---|---|
| 逆变器有功PI控制器比例系数Kpp | 0.1 |
| 逆变器有功PI控制器积分系数Kip | 30 |
| 逆变器无功PI控制器比例系数Kpq | 0.5 |
| 逆变器无功PI控制器积分系数Kiq | 20 |
| 发电机电压PI控制器比例系数Kpv | 60 |
| 发电机电压PI控制器积分系数Kiv | 200 |
| 发电机转速PI控制器比例系数Kpn | 80 |
| 发电机转速PI控制器积分系数Kin | 100 |
| 发电机有功—频率下垂系数mp | 0.03 |
| 发电机无功—电压下垂系数nq | 0.03 |
| 柴油机等效惯性时间常数TD/s | 0.1 |
| 限幅环节上限Pmax(Qmax) | 1.1 |
| 限幅环节下限Pmin(Qmin) | 0 |
表2 控制参数
Table 2 Control parameters
| 参数 | 数值 |
|---|---|
| 逆变器有功PI控制器比例系数Kpp | 0.1 |
| 逆变器有功PI控制器积分系数Kip | 30 |
| 逆变器无功PI控制器比例系数Kpq | 0.5 |
| 逆变器无功PI控制器积分系数Kiq | 20 |
| 发电机电压PI控制器比例系数Kpv | 60 |
| 发电机电压PI控制器积分系数Kiv | 200 |
| 发电机转速PI控制器比例系数Kpn | 80 |
| 发电机转速PI控制器积分系数Kin | 100 |
| 发电机有功—频率下垂系数mp | 0.03 |
| 发电机无功—电压下垂系数nq | 0.03 |
| 柴油机等效惯性时间常数TD/s | 0.1 |
| 限幅环节上限Pmax(Qmax) | 1.1 |
| 限幅环节下限Pmin(Qmin) | 0 |
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