Modeling and control of permanent-magnet synchronous generators under open-switch converter faults
本文研究了双级电机侧转换器中开开关故障的数学建模及永磁同步发电机的容错电流控制，提出了一种通用且不依赖电机运行模式的转换器模型，并通过改进抗饱和策略、适应空间矢量调制方案和注入额外参考电流来提升控制性能并减少转矩脉动。
2018-02-01 cs.SY eess.SY
Nonlinear Model Predictive Control of Permanent Magnet Synchronous Generators in DC Microgrids
提出了一种新的策略，以控制内置永磁发电机的直流微电网通过有源整流器接口。控制器的设计是基于分解的系统动态到慢，快模式，使用奇异摄动理论。采用非线性模型预测控制（NMPC）设计了内电流控制器和外电压控制器。NMPC调节直流母线电压，并最大限度地减少交流侧损耗。然后根据飞机电力系统的实际情况给出了仿真结果。
2020-10-08 cs.SY eess.SY
Permanent Magnet Synchronous Motors are Globally Asymptotically Stabilizable with PI Current Control
Laboratoire des Signaux et Systèmes, CNRS-SUPELEC（信号与系统实验室，国立高级电子学院）；University of Groningen（格罗宁根大学）；ITMO University（ITMO大学）
本文证明在电机转子动力学中存在粘性摩擦（可能很小）且PI控制器比例增益适当选择时，永磁同步电机的行业标准平衡点（最大转矩每安培）可全局渐近稳定。
2018-06-04 cs.SY eess.SY
A Nonlinear Proportional Integral Disturbance Observer and Motion Control Technique for Permanent Magnet Synchronous Motors
本文提出了一种非线性比例积分器（N-PI）干扰观测器（DOB）来增强表面安装式永磁同步电机（SPMSM）在快速变速区域性能的运动跟踪。通过提出一个N-PI-DOB的负载转矩估计与转矩调制技术，我们表明，角位置/速度的跟踪误差动态耦合电流环的跟踪误差和估计误差。在分析了电流跟踪误差动态特性的扰动后，设计了基于N-PI-DOB和Lyapunov的非线性电流控制器来提高运动跟踪性能。利用这些N-PI-DOB和运动控制器，我们分析了运动跟踪误差动态和估计误差动态的稳定性。实验结果表明，该方法在负载转矩未知和转速快速变化的情况下，具有较好的控制效果。
2022-02-09 cs.SY eess.SY
Predictive Control of a Permanent Magnet Synchronous Machine based on Real-Time Dynamic Optimization
Technische Universität München（慕尼黑工业大学）
提出一种基于连续参数化和线性规划的子优化方法，通过实时优化二次成本并考虑电压电流约束，实现永磁同步电机的快速平滑转矩动态和高速弱磁效率提升。
2012-12-01 cs.SY eess.SY
A robust mechanical sensorless control strategy for active rectification of small wind turbines
本研究针对表贴式PMSG小型风力发电机，提出基于经典SMO的无机械传感器同步整流控制策略，经Lyapunov理论证明闭环GAS，实验验证其对参数高不确定性具鲁棒性，能量捕获受参数误差影响小。
2025-03-21 cs.SY eess.SY
Inertia emulation contribution of Frades 2 variable speed pump-turbine to power network stability
本文利用1D SIMSEN仿真量化比较Frades 2抽水蓄能电站定速与变速机组对同步及合成惯量的贡献，验证变速水泵水轮机在不同电网工况下的稳定性作用。
2024-04-09 cs.SY eess.SY
A globally exponentially stable position observer for interior permanent magnet synchronous motors
ITMO University（圣彼得堡信息、光学和机械大学）；The University of Sydney（悉尼大学）；University of Belgrade（贝尔格莱德大学）；Pohang University of Science and Technology (POSTECH)（韩国科学技术院）
本文提出了一种适用于内永磁同步电机的全局指数稳定位置观测器，解决了长期存在的观测问题，并通过实验验证了其在静止和高速区域的高性能。
2020-02-27 cs.SY eess.SY
Variable speed hydropower plant with virtual inertia control for provision of fast frequency reserves
在本文中，五个虚拟惯性控制结构的实现和测试的变速水电站（VSHP）。结果表明，所有五个可以提供快速的电力储备，以维持电网稳定后，干扰后的干扰。VSHP非常适合于该目的，因为其输出功率可以通过利用涡轮机和发电机的旋转能量几乎瞬时地改变。这将导致涡轮机转速暂时偏离其最佳值。然后，调速器控制将通过控制导叶开度并由此控制涡轮流量和机械功率来重新获得涡轮转速。这样，VSHP输出功率可以永久改变，以主要贡献频率储备。动态和特征值分析进行比较五个不同版本的基本VSG和VSM控制结构; VSG，工频PID控制器与永久下垂（VSG-PID），VSM，VSM与工频PD控制器（VSM-PD），和VSM与工频PID控制器和永久下垂（VSM-PID）。它们通过两个主要标准进行评估;它们提供瞬时功率（惯性）以降低频率变化率（ROCOF）的能力以及它们对频率遏制控制（稳态频率下降响应）的贡献
2020-03-18 cs.SY eess.SY
Modeling and control of modern wind turbine systems: An introduction
Munich School of Engineering, Technische Universität München（慕尼黑工程学院，慕尼黑工业大学）
本文介绍风力涡轮机系统发电的建模与控制，重点探讨电力部件、气动特性及控制系统的建模与控制方法，通过功率系数简化解释，分析相锁环、非线性转速控制及直流链电压控制等核心技术。
2017-03-25 cs.SY eess.SY
Optimal Torque Control of Permanent Magnet Synchronous Motors Using Adaptive Dynamic Programming
在这项研究中，提出了一种新的方法，基于自适应动态规划（ADP）的控制永磁同步电机（PMSM）。本文的目标是控制永磁同步电机的转矩，从而在未知的负载转矩施加到它的速度。所提出的控制器实现了快速的瞬态响应，低纹波和小的稳态误差。控制算法使用两个神经网络，称为评论家和演员。前者用于评估成本，后者用于产生控制信号。离线训练一次，计算出的执行器网络的最优权值用于在线控制，以实现快速，精确的永磁同步电机的转矩控制。将该算法与磁场定向控制（FOC）和基于空间矢量调制的直接转矩控制（DTC-SVM）进行了比较。仿真和实验结果表明，该算法提供了理想的结果下精确和不确定的建模动态。虽然在标称条件下FOC方法的性能与ADP相当，但在实际情况下，即存在参数不确定性时，ADP的转矩和速度响应优于FOC。
2020-08-17 cs.SY eess.SY
Simulation of Non-inductive Vector Control of Permanent Magnet Synchronous Motor Based on Sliding Mode Observer
本研究针对永磁同步电机精准运行需获取转子信息的需求，采用滑模观测器结合矢量控制技术构建无传感器控制模型，经仿真验证可精准跟踪转子位置与速度，满足控制要求。
2023-05-06 cs.SY eess.SY
A Semi-global Hybrid Sensorless Observer for Permanent Magnets Synchronous Machines with Unknown Mechanical Model
在本文中，我们提出了一个混合的永磁同步电机无传感器观测器，没有先验知识的机械动力学和没有典型的假设恒定或缓慢变化的速度。相反，我们强制转子速度始终具有恒定（未知）符号和非零幅度。对于所提出的方案的设计，有意义的李群形式主义被采用来描述作为单位圆的元素的转子位置。然而，这种选择导致不可收缩的状态空间，因此它引入了拓扑约束，使得实现全局/半全局和鲁棒结果变得复杂。在这方面，它表明，建议的观察员，它采用了一个时钟定期重置的估计，是半全局几乎渐近稳定，因此，它提高了连续时间的版本下设计相同的假设。正如在仿真结果中所强调的那样，新的混合策略导致增强的瞬态性能，特别是在连续时间解决方案中采用的增益没有任何修改。这些功能促使增加观察员与离散时间标识符，导致显着更快的转子磁通重建。
2020-02-11 cs.SY eess.SY
Temporal Regression-Based Model-Free Sensorless Control of Permanent Magnet Synchronous Motor
The Hong Kong University of Science and Technology (Guangzhou)（香港科技大学（广州））
本文提出一种基于时间回归的无模型无传感器控制方法，通过堆叠电压积分和电流增量构建回归，消除电感项并重构转子磁链，无需指定电机参数即可估计转子位置，实验验证了其有效性。
2026-09-25 cs.SY eess.SY
Variable-Speed Wind Turbine Control Designed for Coordinated Fast Frequency Reserves
现代电力系统由于变流器接口发电的份额不断增长而呈现出低水平的惯性。因此，越来越多地要求可再生能源提供频率支持。此外，由于惯性损耗，关于频率抑制储备（FCR）的要求变得难以满足传统单元，例如水电，其非最小相位（NMP）特性降低了闭环稳定裕度。传统同步发电的缺点激发了用于快速频率储备（FFR）的新协议。在这项工作中，我们设计了一个风力涡轮机（WT）模型FFR有用。它示出的WT的动态缺点，在提供稳定的功率或缓慢的FCR支持，适当地描述了一阶传递函数与一个缓慢的NMP零。WT模型在北欧同步电网的5机表示进行了测试。结果表明，NMP模型是有用的，用于设计一个控制器，协调FFR从风与慢FCR从水轮机。通过对一个1400 MW进口直流环节断开的详细非线性模型进行仿真，结果表明，该风电-水电组合不仅满足最新法规的要求，而且在频率恢复过程中具有平滑的响应，避免了超调和二次频率骤降。
2021-08-20 cs.SY eess.SY
Data-Driven Recursive Least Squares Estimation for Model Predictive Current Control of Permanent Magnet Synchronous Motors
模型预测控制器（MPC）的性能很大程度上取决于模型的质量。在电力传动控制领域，基于一阶物理原理的白盒（WB）建模方法是最常见的。该过程通常不包括寄生效应，并且参数偏差频繁。这些问题在自调试驱动器领域中尤其重要，因为无法获得手工定制的精确WB工厂模型。为了补偿这种建模误差，从而提高控制性能在瞬态和稳态，本文提出了一种数据驱动，实时能力的递归最小二乘（RLS）估计方法的永磁同步电机（PMSM）的电流控制。由于绕组方案的磁链和电压谐波的影响也可以考虑在内。提出了逆变器联锁时间的补偿方案。在面向转子的坐标系中，使用著名的有限控制集MPC（FCS-MPC）研究所提出的识别算法。广泛的实验结果表明，所提出的方案相比，FCS-MPC-基于一个国家的最先进的WB电机模型使用查找表解决（交叉）饱和的优越性能。
2019-11-27 cs.SY eess.SY
A New Signal Injection-based Method for Estimation of Position in Interior Permanent Magnet Synchronous Motors
Shanghai Jiao Tong University（上海交通大学）；Laboratoire des Signaux et Systèmes, CNRS - CentraleSupélec（信号与系统实验室，法国国家科学研究中心-中央理工-高等电力学院）；University of Belgrade（贝尔格莱德大学）；ITMO University（ITMO大学）；Tufts University（塔夫茨大学）
本文提出了一种新的信号注入方法，用于内永磁同步电机的位置估计，该方法能够进行严格的理论分析并提高位置估计的准确性，同时利用线性算子实现简单的计算。
2020-03-16 cs.SY eess.SY
Estimation of Saturation of Permanent-Magnet Synchronous Motors Through an Energy-Based Model
Mines ParisTech（巴黎高等矿业学院）；Schneider Electric（施耐德电气）
提出一种基于能量函数的永磁同步电机饱和参数模型，通过注入快速脉动电压并测量电流纹波，利用线性最小二乘法辨识磁参数，实验验证了方法的有效性。
2011-03-15 cs.SY eess.SY math.OC
Robust Linear Parameter Varying Output Feedback Control of Permanent Magnet Synchronous Motors
针对表面式永磁同步电动机（SPMSM）的速度调节问题，研究了一种鲁棒输出反馈线性变参数（LPV）增益调度控制器的设计。电机动力学定义在$α- β$静止参考系和参数变化的模型配方提供描述的SPMSM非线性动力学。在这种情况下，鲁棒增益调度LPV输出反馈动态控制器的设计，以满足闭环系统的渐近稳定性和满足期望的性能要求，以及，保证对系统参数摄动和转矩负载扰动的鲁棒性。在LPV建模和后续控制设计中考虑了电机运行期间温度变化对绕组电阻和磁通量的实时影响，以解决电机响应中的退磁效应。在凸线性矩阵不等式（LMI）优化框架中，制定了控制器的综合条件。最后，所提出的控制策略的有效性进行了评估，在仿真研究，并将结果进行比较，传统的磁场定向控制（FOC）方法的结果。闭环仿真研究表明，所提出的LPV控制器提供了改进的瞬态响应的建立时间，超调，和扰动抑制跟踪速度分布的影响下的参数和温度变化和负载扰动。
2020-06-24 cs.SY eess.SY
Multi-Material Topology Optimization with Continuous Magnetization Direction for Permanent Magnet Synchronous Reluctance Motors
Université Paris-Saclay, CentraleSupélec（巴黎萨克雷大学，中央理工-高等电力学院）；Sorbonne Université（索邦大学）；Technische Universität Graz（格拉茨工业大学）
本文提出一种基于密度的分布方案，实现连续磁化方向优化，提升永磁同步磁阻电机的平均转矩，通过插值方案减少计算复杂度，结合聚类过滤技术实现可行设计。
2021-07-10 cs.SY eess.SY math.OC
Back-to-back Converter Control of Grid-connected Wind Turbine to Mitigate Voltage Drop Caused by Faults
本文研究了并联逆变器控制在并网风力发电机系统中的性能，通过设计电网侧逆变器的切换策略以改善故障引起的电压下降，并将风力发电机的最大可用有功功率注入电网，同时调节直流链电压。
2017-07-11 cs.SY eess.SY
Model-Free Current Control of Permanent Magnet Synchronous Motors via ESO-Based Disturbance Feedforward and Data-Driven H-infinity Residual Feedback
School of Automation Beijing Institute of Technology（北京理工大学自动化学院）
本文提出一种基于ESO扰动前馈和数据驱动H∞残差反馈的PMSM无模型电流控制方法，无需参数辨识，通过强化学习学习残差策略，实现快速跟踪和强鲁棒性。
2026-09-23 cs.SY eess.SY
Classical Model Predictive Control of a Permanent Magnet Synchronous Motor
Technische Universität München（慕尼黑工业大学）
提出一种基于差分平坦、连续参数化和线性规划的次优模型预测控制方案，通过动态弱磁处理电压限制，实现快速平滑的转矩动态并提高高速运行时的功率效率。
2012-12-28 cs.SY eess.SY math.OC
Research On Permanent Magnet BLDC for small electric vehicle
Amity University（安提大学）
本文比较了五种电机类型，分析其优劣，探讨适合电动车应用的电机类型。
2014-05-27 cs.SY eess.SY
Joint identification of permanent magnet synchronous machine and inverter
Robert Bosch GmbH（罗伯特博世有限公司）；RPTU University Kaiserslautern-Landau（莱茵兰-普法尔茨技术大学凯泽斯劳滕-兰道校区）
研究永磁同步电机与逆变器联合识别问题，利用张量积样条模型，从指令电压输入增强离线磁通识别，无需事先识别逆变器参数，经有限元模拟和试验台数据验证，可大幅改进磁通模型。
2026-07-29 cs.SY eess.SY
Impact of Frequency Support by Wind Turbines on Small-Signal Stability of Power Systems
风能整合的增加，伴随着系统惯性水平的下降，需要额外的辅助服务来源。基于双馈感应发电机（DFIG）的风力涡轮机在配备特定控制装置时可以提供惯性和主频率支持。研究了双馈发电机提供频率支持对电力系统小干扰稳定性的影响。为此，昆都尔两个区域的测试系统的修改版本，分析不同的情况。风能发电要么被添加到现有系统中，要么取代部分同步发电。仿真结果表明，主频率支持往往会提高机电振荡的阻尼和恶化它的转换器控制为基础的。另一方面，惯性响应对于阻尼可能是有益的、有害的或可忽略的，这取决于控制参数的调谐。
2022-06-02 cs.SY eess.SY
Nonlinear Model Predictive Control of Variable Speed Hydropower for Provision of Fast Frequency Reserves
本文提出了一种非线性模型预测控制器（MPC）控制变速水电站（VSHP）的发展。MPC协调涡轮机控制器与电力电子转换器的虚拟同步发电机（VSG）控制，以优化工厂的性能。主要目的是通过利用涡轮机和发电机的动能来提供对频偏的快速功率响应。这可以通过允许涡轮旋转速度暂时偏离其最佳速度来实现。此外，效率应该最大化，同时保持电力和液压变量在其约束范围内。仿真结果表明，所提出的MPC还能够阻尼电网中的功率振荡，减少压力管道中的水击，并改善未来对水轮机水头、水轮机功率和水轮机流量的估计。这确保了涡轮机压头不会超过其极限，并且减少了扰动后涡轮机速度的过冲。此外，VSG转换器控制通过利用涡轮机和发电机的旋转能量实现快速功率响应。因此，VSHP可以向电网提供大量的快速频率储备（FFR）。
2020-06-03 cs.SY eess.SY
Performance Analysis of Synchronous Motor Drives under Concurrent Errors in Position and Current Sensing
针对永磁同步电机磁场定向控制中位置与电流传感同时误差影响电流反馈的问题，本文推导了对应同步坐标系估计电流的精确解析式，并分析了估计偏差对闭环电流控制性能的影响。
2023-12-13 cs.SY eess.SY
Active Damping of Power Oscillations Following Frequency Changes in Low Inertia Power Systems
增加来自可再生源（例如主要异步连接的风力涡轮机和光伏装置）的能量生成量的绝对要求实际上可能在瞬态事件期间（其中检查频率变化）激发大型电网连接的同步发电机的功率输出的振荡响应。这种发电机的响应必须通过改变涡轮机的施加扭矩或通过改变气隙中的电磁扭矩来控制。选择后者，适当的电压调节器，特别是嵌入式电力系统稳定器（PSS）的电路，使用IEEE PSS 1A模型的自动电压调节器的同步发电机驱动的燃气轮机。响应通过能量网系统中的小（线性）和大（非线性）尺度瞬态事件的闭合形式解析解获得。在与分析研究，从MatLab-SimPowerSystems的计算机模型模拟的行为进行审查。
2019-08-12 cs.SY eess.SY
Unified Grid-Forming Control of PMSG Wind Turbines for Fast Frequency Response and MPPT
在这项工作中，我们提出了一种新的双端口电网形成控制策略，永磁同步发电机风力涡轮机与背靠背电压源转换器，统一的整个范围的功能，从最大功率点跟踪（MPPT），提供惯性和快速的频率响应，没有明确的模式切换之间的电网跟踪和电网形成控制。控制在电网侧转换器（GSC）和机器侧转换器（MSC）AC端子处施加明确定义的AC电压，并且明确地稳定通过GSC和MSC两者的DC链路电容器电压。通过隐式转子转速控制和桨距角控制相结合的方式来调节风力机的动能储存和削减，并直接决定电网支持的运行模式和水平。此外，我们提供了一个简化的系统的分析小信号稳定性条件，并明确表征控制增益，削减，和风力涡轮机的稳态响应之间的关系。最后，详细的仿真研究被用来验证的结果，并比较所提出的控制与国家的最先进的MPPT控制。
2022-07-19 cs.SY eess.SY
Open Source High Fidelity Modeling of a Type 5 Wind Turbine Drivetrain for Grid Integration
本工作针对Type-5风力涡轮机缺乏高保真开源模型的问题，开发了包含TC和齿轮箱的集成动力学模型，以支持电网集成与暂态稳定性研究。
2023-05-24 cs.SY eess.SY
Data-Driven Permanent Magnet Temperature Estimation in Synchronous Motors with Supervised Machine Learning
Paderborn University（帕德博恩大学）
几十年来，监控汽车应用永磁同步电机（PMSM）中的磁体温度一直是一项具有挑战性的任务，因为信号注入或基于传感器的方法在商业环境中仍然不可行。过热会导致电机严重恶化，因此对机器的控制策略及其设计具有高度关注。缺乏精确的温度估计导致设备利用率降低和材料成本升高。在这项工作中，几个机器学习（ML）模型的预测潜在的高动态磁体温度分布的任务，他们的估计精度进行了经验评估。所选算法的范围涵盖了尽可能不同的方法与普通和加权最小二乘法，支持向量回归，$k$ -最近邻，随机树和神经网络。有测试台数据可用，它表明，ML方法仅仅依赖于收集的数据，满足经典的热模型建立在热力学理论的估计性能，但不是所有类型的模型，使有效地利用大型数据集或足够的建模能力。特别是线性回归和具有优化超参数的简单前馈神经网络在低到中等模型大小下具有很强的预测质量。
2020-01-17 cs.LG cs.SY eess.SY
Optimized Control of Variable Speed Hydropower for Provision of Fast Frequency Reserves
本文研究了以优化系统性能为目标的变速水电站控制器设计问题。控制目标意味着能够快速响应频偏，同时保持电力和液压变量在其约束范围内。模型预测控制器（MPC）的开发，以协调涡轮机控制器与虚拟同步发电机（VSG）控制的电力电子转换器。仿真结果表明，VSG能够通过利用涡轮和发电机的旋转能量提供快速的功率响应。MPC控制涡轮机的导叶开度，以恢复标称涡轮机转速。如果由于液压系统的限制而无法实现，则MPC通过改变VSG功率参考来调节VSHP的功率输出。所提出的控制系统允许VSHP提供快速频率储备（FFR）。
2020-03-13 cs.SY eess.SY
Grid-Forming Inverter-based Wind Turbine Generators: Comprehensive Review, Comparative Analysis, and Recommendations
传统的逆变器风力发电机组并网跟踪控制方式对风电的高渗透率会削弱电网的稳定性，对电力系统的稳定性提出了挑战。网格形成（GFM）控件是可以解决此类稳定性问题的新兴技术。在文献中已经开发了许多GFM逆变器的方法，然而，它们在WTG中的应用还没有被彻底探索。由于WTG需要结合多种控制功能以在不同的运行区域可靠地运行，因此应该为WTG适当地开发GFM控制。本文介绍了风力发电机GFM控制的最新发展，其中包括多回路和单回路GFM，虚拟同步电机的GFM和虚拟惯性控制的GFM。然后，对这些基于GFM的WTG的正常和异常运行条件以及黑启动能力进行了比较研究。这些GFM类型的控制参数被适当地设计和优化，以实现公平的比较。此外，将这些GFM控制应用到风力涡轮机的挑战进行了讨论，其中包括直流母线电压控制策略和电流饱和算法对GFM控制性能，黑启动能力和自主运行能力的影响。最后，建议和未来的发展基于GFM的风力涡轮机，以提高电力系统的可靠性。
2022-07-30 cs.SY eess.SY
Step and Search Control Method to Track the Maximum Power in Wind Energy Conversion Systems A Study
本文提出了一种简单的步进与搜索控制策略，用于从并网变速风能转换系统中提取最大输出功率，通过直流链路功率感知实现最大功率点跟踪。
2014-03-24 cs.SY eess.SY
Position Sensing Errors in Synchronous Motor Drives
本文针对同步电机驱动系统中非理想位置估计引发的性能下降问题，全面分析位置估计误差对控制性能的影响，构建不同电流控制架构下的误差分析模型，并通过永磁同步电机原型的仿真与实验验证了模型有效性。
2023-10-10 cs.SY eess.SY
A System-View Optimal Additional Active Power Control of Wind Turbines for Grid Frequency Support
本文提出一种优化风力涡轮机附加有功功率控制方法，以最大化重大功率短缺后频率最低点，通过解耦涡轮机响应与频率动态，证明频率轨迹的普遍性，并基于平均系统频率模型构建最优控制策略。
2026-03-30 cs.SY eess.SY
Software-Defined Virtual Synchronous Condenser
本文提出软件定义虚拟同步调相机（SDViSC）方法，通过将硬件控制器转化为软件服务并结合软件定义网络增强通信，使风电机组提供同步调相机功能，实验验证其在多变物理与信息条件下能提升风电场运行的可靠性与韧性。
2023-11-18 cs.SY eess.SY
Nonlinear Stability Assessment Of Type-4 Wind Turbines During Unbalanced Grid Faults Based On Reduced-Order Model
针对电力系统稳定裕度下降及EMT模型建模困难的问题，提出一种改进的Type-4风电机组降阶模型，可系统性建模故障下耦合序分量，经PSCAD验证能准确跟踪不平衡故障后的功角和频率，适用于大信号稳定性评估。
2023-06-09 cs.SY eess.SY
High-Fidelity Model of Stand-Alone Diesel Electric Generator with Hybrid Turbine-Governor Configuration for Microgrid Studies
柴油发电机是在世界偏远地区发现的远程混合微电网的固有部分，其提供主频率响应（PFR）以在负载或发电变化期间恢复系统频率。然而，通过将基于逆变器的资源（IBR）集成到微电网中，IBR控制提供快速频率响应（FFR）以恢复系统频率。因此，用FFR补充PFR需要复杂的控制系统和高保真柴油发电机模型来设计这些控制系统。在这项工作中，高保真模型的柴油发电机的开发。其参数使用代理优化算法进行调整，通过模拟其在负载变化期间对400 kVA Caterpillar C-15柴油发电机的响应，类似于在远程微电网中发现的那些。柴油发电机模型由同步电机、带V/Hz限制器的DC 4 B励磁和改进的IEEE GGOV 1发动机-调速器模型（GGOV 1D）组成。GGOV 1D的性能进行了比较简单，伍德沃德DEGOV，和一个标准的IEEE GGOV 1发动机调速器模型。结果表明，在柴油发电机的响应，使用GGOV 1D模型的负载变化的误差是较低的，改善了频率响应在制动和反弹期间比其他发动机调速器模型。
2022-04-29 cs.SY eess.SY
Limiting the Impact of AI Data Centers on Fatigue Life of Thermal Turbine Generators in the Grid: A Frequency-Domain Approach
The School of Electrical Engineering and Computer Science, Penn State University（宾夕法尼亚州立大学电气与计算机工程学院）；Department of Mechanical Engineering, Penn State University（宾夕法尼亚州立大学机械工程系）；Tesla Inc.（特斯拉公司）
本文提出一种频域方法，通过分析人工智能数据中心负载变化对同步发电机涡轮机疲劳损伤的影响，建立评估框架并提出三步流程量化负载波动限制。
2026-05-02 cs.SY eess.SY
Location Method for Forced Oscillation Sources Caused by Synchronous Generators
在这篇文章中，我们提出了一种新的方法来确定是否强迫振荡源产生的励磁系统或汽轮机调速器。在这种情况下，我们建议利用的信息，动态状态估计（DSE）提供能够应用耗散能量流（DEF）的方法。相量测量单元（PMU）提供的测量值用于估计连接到同一母线的不同发电机的内部状态。这里，将考虑连接点处的PMU仅能够测量电压相量和总电流相量。因此，导致FO的发电机电流注入是一个不可观测的变量。为了克服这个问题，事件回放应用于模拟模型的响应和多个发电机之间的DSE的比较。最后，当故障发电机被确定，我们计算能量函数的机械控制回路和励磁控制回路。这些能量的符号和速率决定了振荡的来源，从而可以定位FO。仿真结果表明，该方法为电力系统强迫振荡的识别和定位提供了一种系统的方法，甚至比非平稳信号的识别和定位方法更有效。
2021-10-06 cs.SY eess.SY
Inertia Pricing in Stochastic Electricity Markets
维持可再生主导的电力系统的稳定性需要从非同步资源（例如，电池，风力涡轮机）除了传统上由同步资源提供的惯性（例如，热发电机）。然而，在随机电力市场中，考虑到可再生能源（RES）的不确定性，惯性供应的定价还没有研究。为了填补这一研究空白，本文制定了一个机会约束的随机机组组合模型的惯性需求和计算的平衡能量，备用和惯性价格使用凸对偶。数值实验的说明性系统和一个修改的IEEE 118节点系统显示所提出的定价机制的性能。通过允许新的虚拟惯性供应商对系统惯性需求做出贡献，总运营成本降低。此外，建议的随机电力市场内部RES的不确定性，这产生额外的成本降低，通过共同优化能源，储备和惯性采购。
2022-04-11 cs.SY eess.SY
Analysis of the Implication of Current Limits in Grid Forming Wind Farm
由于同步发电厂的退役导致风力发电厂中的系统强度问题，存在电网连接点处的短路功率减少的持续趋势。而风力发电厂的额定功率和出口电缆长度不断增加，进一步削弱了系统的强度，并伴随着稳定性的挑战。在这种情况下，电网形成控制证明在一个较弱的系统中运行的价值创造的潜力，在风力涡轮发电机的应用。此外，并网控制还可以使风电场运行于孤岛模式，提供惯性和跳相有功功率支持。然而，电网形成控制的应用具有挑战性，因为应用于功率转换器（GFC）的电网形成控制具有电压源行为，并且不严格控制电网侧有功功率，因此需要单独的电流限制机制。然而，当电流限制被触发时，特别是在电网电压相位跳变事件期间，在保持GFC的同步方面可能存在潜在的挑战。在具有许多风力涡轮机的风电场中，建模和捕获这种现象是一个挑战。为此，本文研究了建模充分的聚合GFC-WF到一个单一的GF-WTG的总WF评级捕捉GFC-WF动态。本文还评估了在电网相位跳变事件期间，当一个或多个风力涡轮发电机进入限流操作时与同步稳定性损失相关的挑战。
2021-10-04 cs.SY eess.SY
PLL Based Sub-/Super-synchronous Resonance Damping Controller for D-PMSG Wind Farm Integrated Power Systems
Xi’an Thermal Power Research Institute CO.LTD.（西安热工研究院有限公司）
本文提出基于锁相环的自适应次/超同步共振阻尼控制器，解决传统方法存在的控制成本高、参数调节复杂等问题，通过简化结构和灵活适应性提升控制器性能。
2026-04-02 cs.SY eess.SY
An Optimal Load-Frequency Control Method for Inverter-Based Renewable Energy Transmission
University of Arkansas（阿肯色大学）
本文提出一种优化负荷频率控制器设计方法，用于通过静态逆变器接入电网的可再生能源系统，以应对太阳能和风能条件的动态变化，同时保持与同步发电机的稳定性。
2013-09-10 cs.SY eess.SY
Gradient Networks for Universal Magnetic Modeling of Synchronous Machines
Department of Electrical Engineering and Automation, Aalto University（电气工程与自动化系，阿alto大学）；Aalto University House of AI（阿alto大学人工智能学院）；Research Council of Finland Centre of Excellence in High-Speed Electromechanical Energy Conversion Systems（芬兰研究理事会高速电磁能量转换系统卓越中心）；Aalto School of Electrical Engineering（阿alto电气工程学院）；ABB Oy, Drives（ABB Oy，驱动部门）
本文提出一种基于梯度网络的神经网络方法，用于同步电机的通用磁场建模，具有高精度和鲁棒性，适用于控制应用。
2026-09-25 cs.LG cs.SY eess.SY
Auto-Optimized Maximum Torque Per Ampere Control of IPMSM Using Dual Control for Exploration and Exploitation
本文提出一种基于探索与利用双重控制的IPMSM最大转矩每安培控制策略，利用递归最小二乘法的多估计器辨识参数并降低不确定性，相比极值搜索法具有更好的动态性能。
2024-04-28 cs.SY eess.SY
Exhaustive Classification and Quantification of Coupling Modes in Power Systems with Power Electronics
针对含同步机与逆变器资源的电网，提出基准系统与线性化模态分析方法，详尽分类量化耦合模式，并验证于IEEE 39节点系统。
2024-02-07 cs.SY eess.SY
Discrete-Time Modeling of Interturn Short Circuits in Interior PMSMs
针对集中绕组内置式PMSM匝间短路问题，提出含通用绕组连接、径向磁通的连续时间模型，经转子参考系转换、矩阵指数离散化及摄动法扩展连接电阻，实验验证其动态特性优于前向欧拉近似模型，可支撑故障诊断与缓解。
2025-04-16 cs.SY eess.SY
Effect of Voltage Source Converters with Electrochemical Storage Systems on Dynamics of Reduced-inertia Bulk Power Grids
与分布式能源的大规模连接相关的主要问题是电力电子接口的份额增加，导致电力系统的全球惯性降低。最近的文献提倡使用电压源转换器（VSC）接口电池储能系统（BESS）作为一种潜在的方式来抵消这种缺乏惯性。然而，VSC对降低惯性电网的动态特性的影响还没有得到很好的理解，特别是对于大型输电网，其连接了旋转机器和与电力电子设备连接的资源的混合。在这方面，我们提出了一个扩展的IEEE 39总线测试网络，用于量化的影响减少惯性电网的VSC。在这方面，通过将原始10-同步机系统中的4个同步发电机替换为4个风力发电厂来获得减小惯性的39-总线系统，其中4个风力发电厂被建模为聚集的类型3风力涡轮机。然后，一个大规模的BESS被集成到减少的惯性网络通过一个三电平的中点箝位（NPC）转换器，从而被用于研究的影响VSC的动态的惯性减少的电力系统，以及比较不同的VSC控制。所提出的模型实现在一个实时仿真器上进行事故后分析，分别为原电力系统和减少的惯性之一，有和没有BESS-VSC。
2020-04-19 cs.SY eess.SY
Oscillations between Grid-Forming Converters in Weakly Connected Offshore WPPs
本文研究弱连接海上风电场中构网型变换器间的控制相互作用，在WTG中实现VSM和VAdm控制，通过敏感性分析振荡参数并提出新解决方案，同时指出常规方案的局限。
2024-02-22 cs.SY eess.SY
Analysis and Control of Acoustic Emissions from Marine Energy Converters
Institute for Energy Systems, School of Engineering, The University of Edinburgh（爱丁堡大学工程学院能源研究所）
本文提出了一种控制框架，通过改进发电机架构和操作控制减少海洋可再生能源设备的声发射风险，重点探讨了直接驱动永磁同步发电机对降低声压级的效果及最大功率点跟踪系数调整对减少对海洋哺乳动物影响的作用。
2025-11-25 cs.SY eess.SP eess.SY
Mathematical Modeling of Isolated Wind-Diesel-Solar Photo Voltaic Hybrid Power System for Load Frequency Control
本研究提出了一个孤立的风-柴油-太阳能混合电力系统的数学模型与传统的比例积分控制器的负载频率控制（LFC）。为了提高供电的可靠性，可再生能源，如风能和太阳能与柴油发电系统相结合，为孤立的负载供电。隔离式混合电力系统的设计是为了最大限度地减少供需之间的不匹配。由于风能、太阳能光伏发电的不稳定性和负载的频繁变化，存在发电量的波动，因此系统频率和电压也会出现波动。传统的PI控制器用于系统的负载频率控制，以使频偏在可接受的范围内。在本文中，完整的数学建模系统组成的风力涡轮机感应发电机单元，柴油机同步发电机单元和太阳能光伏（PV）板与最大功率跟踪转换器。
2020-04-12 cs.SY eess.SY
