控制器

作为工业4.0的核心，工业领域的智能化变革却面临诸多挑战。一方面，在企业内，生产运营仍然存在诸多问题，例如：1、如何进一步将AI技术、大数据技术等应用到生产过程中，从而大幅度地提高生产效率、降低生产和建设成本；2、如何应对老龄化，确保老一代工人所掌握的控制、运营和维护方面的知识得以传承，以及如何适应新一代工人知识结构体系变化；3、如何快速响应外部环境变化，实现柔性化生产制造；4、如何摆脱传统控制器厂家的制约，保障生产者的Know-how知识产权得以保护。另一方面，针对生产现场的智能化改造，1、如何打通信息孤岛，实现不同厂家专有系统之间的互联、互通、互操作；2、如何将智能融入到工业生产的过程控制中，实现生产效率质的提升。这些问题仍处于探索当中。工业生产企业的管理者们希望新的技术能够帮助他们应对这些挑战，传统工业控制架构也需要与时俱进，拥抱AI、大数据分析、物联网等新技术，面向工业智能时代建立新的工业控制体系架构，充分发挥新一代信息技术的赋能效应，提升制造业高端化、智能化、绿色化发展水平，实现企业的业务增长和发展。

为保证并网系统中三电平中点箝位（neutral point clamped，NPC）型并网逆变器单相桥臂短路或断路故障后持续运行，提出一种基于空间矢量脉宽调制（space vector pulse width modulation，SVPWM）的优化补偿型低共模电压容错控制策略。首先，通过分析故障后八开关三相逆变器（eight switch three phase inverters，ESTPI）拓扑开关状态对应的共模电压大小，确定参考电压矢量合成规则；然后，通过一个基波周期内中点电流情况分析中点电位波动机理，进而对空间矢量合成进行调节补偿；最后，设计低通滤波器和滞环控制器进一步对补偿进行优化调整，保证并网电流质量的同时有效抑制了直流母线中点电位偏移。仿真结果表明，该容错控制策略能够实现三电平NPC并网逆变器单相桥臂故障后并网系统的稳定可靠运行，每个基波周期有三分之一时间的共模电压得到改善，优化补偿后的并网电流质量显著提高，且在并网电流突变时具备良好的控制特性。

目前，变电站直流电源采用单母线、单母分段两种接线方式，每段直流母线配置一组充电机和一组蓄电池。220V直流系统蓄电池一般采用2V104节阀控铅酸蓄电池串联浮充运行。当充电机交流输入电源中断时，由单独的蓄电池组供电。若某一节蓄电池开路会导致整组蓄电池失效，无法向负载提供直流电源，将造成直流母线失压。当单只电池开路，智能检测控制器检测到直流母线有失压趋势时，另外3组电池还可以通过DC/DC模块继续向母线供电。

LCL型并网逆变器是分布式发电与电网实现能量双向流动的重要装置，其电流控制方法通常需要多个电压电流传感器实现有源阻尼及并网电流控制，而这会增加系统成本。提出一种基于状态重构准谐振扩张状态观测器的全状态观测系统，只需一个逆变器侧电感电流传感器即可实现对所需状态变量的实时观测。通过在扩张状态观测器中每个状态变量的观测通道添加准谐振环节，解决传统扩张状态观测器跟踪正弦信号需要高观测器增益问题。同时，针对在dq轴坐标系下的并网电流控制存在强耦合问题，设计了将耦合项作为总扰动当中一部分的自抗扰电流控制器，简化了传统电流控制当中复杂的解耦过程。软件数值仿真结果表明，该控制策略表现出良好的观测效果及电流跟踪效果。

“光储直柔”智能直流微电网技术聚合光伏、风机等绿电供应，直流户储及空调、照明、充电桩等可调负荷，协同上级能量控制平台及微网能量控制器，具有微电网平滑并/离网切换，微网系统黑启动等功能。通过直流微电网技术的实施，实现分布式电源灵活、高效的应用，内部实现能量平衡自给自足，外部汇聚分布式资源进行并网实现电网友好。“光储直柔”直流微电网实现分布式光伏+户用储能+直流设备+柔性用电，形成用户侧直流柔性供用电模式。

石化能源枯竭直接推动新能源产业的飞速发展，而新能源的不稳定特性使其大多无法直接并入电网或给负荷供电。储能已渗透到电源侧、电网侧、用户侧等各环节[1]，发展潜力巨大，它将电能进行存储，一方面平抑了波动，另一方面使得能源在时间尺度上的平移变得可能，是新能源产业的支撑技术。储能的并网发电与多类型储能协调利用分别涉及到并网变流器和储能系统上层控制，对新型储能变流器算法及混合储能协调控制器算法的开发能够扩展储能系统的应用，具有广阔前景。为了加快培养储能领域“高精尖缺”人才，教育部、国家发展改革委、国家能源局三部委联合制定了《储能技术专业学科发展行动计划（2020—2024年）》，为推动我国储能产业和能源高质量发展做好引导。

燃煤电站作为气体污染物氨氧化物排放大户，正在执行愈发严昔的国家排放标准。2014、2015年国家相继印发《煤电节能减排升级与改造行动计划（2014-2020年）》、《全面实施燃煤电厂超低排放和节能改造工作方案》，严控大气污染物排放，力求2020年前300MW以上燃煤电站全面实现超低排放改造（NOx排放浓度不高于50mg/m3）及所有新建燃煤电站必须满足超低排放水平。而选择性催化还原（SCR）烟气脱硝技术凭借其技术成熟、脱硝效率高等优势已成为广泛应用于国内燃煤电站的主流烟气脱硝技术。本技术适用于燃煤电站SCR系统喷氨智能化自动控制，尤其是对于超低排放改造后的燃煤电站具有更重要的应用意义。 燃煤电站SCR系统智能化控制技术可实现燃煤电站SCR系统喷氨总调节阀及锁定AIG支管关键阀的智能化自动控制，形成了基于喷氨主控制器及副控制器的SCR系统智能化喷氨控制策略。主控制器基于RAU-MPC、自适应PID基础控制、多通道前馈/反馈耦合的智能化控制策略可实现SCR系统喷氨总量优化控制，副控制器开创性地提出了AIG支管动态配氨智能化调控策略以实现基于AIG支管关键阀锁定的动态变频配氨自动调控。

针对内置式永磁同步电机(interior permanent magnet synchronous motor, IPMSM)由于内部参数变化、外部扰动等各种不确定性因素导致控制性能不佳的问题，提出一种无模型超螺旋快速终端滑模控制方法。首先，建立考虑IPMSM不确定性的新型超局部模型，结合超螺旋算法和快速终端切换函数设计无模型超螺旋快速终端滑模控制器，确保系统状态有限时间收敛，并有效减小抖振。其次，设计扩展滑模扰动观测器精准估计超局部模型中的未知部分，并前馈补偿给设计的控制器，进一步提升系统的抗干扰能力和跟踪性能。最后，通过与PI控制和传统无模型滑模控制进行仿真实验对比，验证了该方法具有更快的收敛速度和更强的鲁棒性。