基于混杂Petri网的共直流母线交流传动系统建模与节能控制.pdf

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1、第39卷第6期电力系统保护与控制V_01_39No．62011年3月16日PowerSystemProtectionandContro1Mar．16．2011基于混杂Petri网的共直流母线交流传动系统建模与节能控制李继方。，汤天浩，姚刚(1．上海海事大学物流工程学院，上海200135；2．开封大学，河南开封475004)摘要：通过引入混杂系统理论，在分析系统运行过程的基础上，建立了共直流母线交流传动系统混杂Petri网模型和电机功率模型在此基础上提出了一种基于配对理论的节能控制算法，即在电机状态可调控时段

2、，通过改变随机运行状态，使耗能状态激发与回馈状态激发模糊配对的电机状态调控算法。采用该方法的直流母线功率仿真结果表明，该方法能有效地调整控制电机状态，使处在耗能状态电机最大限度地吸收制动状态电机再生的电能，减小了直流母线功率波动，提高了系统性能。关键词：共直流母线；交流传动；混杂Petri网；建模；节能控制ModelingandenergysavingcontrolforcommonDCbusACdrivesystembasedonhybridPetrinetsLIJi．fang．TANGTian-hao，

3、YAOGang1(1．LogisticSEngineeringCollege，ShanghaiMaritimeUniversity，Shanghai200135，China；2．KaifengUniversity,Kaifeng475004，China)Abstract：ThispaperintroducesthehybridsystemtheoryandestablishesacommonDCbusACdrivesystemhybridPetrinetsmodelandamotorpowermodelba

4、sedontheanalysisofthesystemoperationprocess．Onthisbasisanenergysavingcontrolalgorithmbasedonmatchingtheoryisproposed，namelythemotorstateadjustingalgorithmwhichgetsfuzzypairofenergyconsumptionstateexcitationandfeedbackstateexcitationthroughchangingtherandom

5、operationstateinthecontrollableperiodofmotorstate．TheresultsofsimulationonDCbuspoweradoptingthismethodshowthatitcaneffectivelyadjustandcontro1themotorstate，makethemotorinenergyconsumptionstateabsorbtheelectricalenergyregeneratedbymotorinbrakingmodetoalarge

6、extent，thusCanreducetheDCbuspowerfluctuationandimprovethesystemperformance．ThisworkiSsupportedbyNationalNatura1ScienceFoundationofChinafro．51007056)．Keywords：commonDCbus；ACdrive；hybridPetrinets；modeling；energysavingcontrol中图分类号：TM74文献标识码：A文章编号：1674—3415(20

7、11)06—0001-06达到了节能目的。但是该方法存在着再生电能不能0引言被耗能状态电机完全吸收条件下，直流母线电压升在工业系统中，许多电气传动系统储存大量待高，设备无法正常运转或损坏等问题。该问题的常释放的机械能，如势能、动能负载器件的下降和减规解决方法是在直流母线上接入耗能电阻或回馈装速等，这都会使电机处于制动发电状态。以往研究置，通过其消耗或回馈不能被耗能状态电机完全吸表明，这部分制动再生的电能非常大，例如采油系收的再生电能，保证设备的正常工作。但是电阻耗统中，抽油机用电机有33．67％的时间处于发

8、电状态，能的方法节能效果不好【jJ；回馈电网的方法对电网发电电量占总用电量的12．85％LlJ。为了回收和利用有污染，只能用在电网电压波动不大的场合L4J。为这部分巨大的再生电能，人们提出了共用直流母线此建立共直流母线交流传动系统的模型，开展系统节能的方法【2J，如图1所示。该方法通过共用直流理论及节能控制算法研究就显得尤为重要。母线，使处在制动发电状态电机所产生的再生电能共直流母线交流传动系统中，既有连续状态变