基于混合储能技术的光储式充电站直流微网系统协调控制

基于混合储能的电动汽车充电站直流微网协调控制技术的研究对于维持直流微网母线电压的稳定、提高微网系统的经济效益都具有重要意义。提出了以飞轮和蓄电池混合储能作为光储充电站直流微网系统的储能形式,其中飞轮用于平滑高频功率波动和部分低频功率,蓄电池用于平衡基准功率以维持母线电压平滑稳定。并设计了直流母线5层电压(分层)协调控制策略,实现了微网系统中光伏发电、电动汽车充放电、负荷功率需求的协调控制。针对孤岛运行和并网运行中的5种不同工况,在Matlab/Simulink软件平台上对所提出的控制策略进行了仿真分析。仿真结果表明,在所有工况下,所提控制策略都能使直流母线电压在不同电压层间有效切换,维持光储充电站直流微网系统的直流母线电压平衡,实现了整个系统的灵活、可靠运行,因此该控制策略具有可行性和有效性。

三相电压源型PWM整流器控制方法的发展综述

控制技术对提高三相电压源型PWM整流器性能非常重要。介绍了三相电压源型PWM整流器的双闭环直接电流控制方式,全面地概述了三相电压源型PWM整流器控制方法的发展历史与现状,按控制理论发展规律把这些方法进行了科学分类,这些控制方法可分为传统线性/非线性控制、现代非线性控制及智能控制等三个发展阶段,分析了这些方法的工作原理及优、缺点。展望了PWM整流器控制策略的发展趋势。

分布式发电并网系统中孤岛检测方法的综述研究

目前常用的孤岛检测方法可分为远程法、本地被动法、本地主动法三大类,各大类又可分为多种不同方法,其中远程法可分为PLCC法、SPD法和SCADA法等;本地被动法可分为电压/频率检测法、电压谐波检测法和电压相位突变检测法等;本地主动法可分为阻抗测量法、电抗插入法、电压偏移法、功率扰动法、主动频率偏移法和滑模频率漂移等。对孤岛检测方法进行了全面地综述研究,对孤岛检测方法进行了分类,阐述了孤岛状况出现的条件及其影响,分析了各种孤岛检测方法的原理和优缺点,说明了它们的特点和适用场合,指出了孤岛检测方法的发展方向。由于每种方法各有其特点,在实际应用中,应根据实际情况,合理选用一种或多种孤岛检测手段,其中将两种以上不同原理的孤岛检测方法组合使用,可获得更好的检测效果。

交流电机控制策略的发展综述

对交流电机的控制方法进行了科学分类,可分为基于稳态模型的控制方法和基于动态模型的控制方法两大类,其中后者又可分为基本控制方法(也即矢量控制和直接转矩控制)、线性控制方法、非线性控制方法、智能控制四类。全面综述地分析和比较了它们的原理、优点、缺点、适用范围及应用情况。每种控制策略都有各自特点,在电机控制应用中应当根据性能要求,选用与之相应的控制方法,以取得最佳性能。每种控制方法都还存在缺陷,指出了交流电机控制算法的发展趋势。

花生壳与花生壳生物炭对镉离子吸附性能研究

将花生壳（PS）改性制备成花生壳生物炭（PSB），研究了吸附时间（10～5760 min）、吸附剂用量（0.1～5 g）、镉离子溶液初始 pH值（1～8）和浓度（10～800 mg·L-1）等因素对 Cd2＋去除效率的影响；利用场发射扫描电镜（SEM）、傅里叶红外光谱（FTIR）与模型拟合分析，探讨了 PS 和 PSB 的吸附性能与机理。实验结果表明，PS 和 PSB 是优良的生物质基吸附材料；pH 为5.0、Cd2＋溶液浓度为10 mg· L-1、吸附剂添加量为4 mg·mL-1时，PS 的去除效率为93.33豫，PSB 的去除效率为99.51豫；吸附容量分别可达26.88 mg·g-1、28.99 mg·g-1；Freundlich 与 Langmuir 吸附模型均能较好地描述 PS 和 PSB 对 Cd2＋的等温吸附过程，以 Freundlich 模型略优。SEM 电镜扫描和 FTIR 图谱分析表明 PS 和 PSB 对镉的吸附主要为多分子层的表层络合吸附：SEM 分析表明 PS 和 PSB 在吸附 Cd2＋以后表面具有大量的颗粒附着物；FTIR 分析表明 PS 与 PSB 吸附镉的主要机理为络合反应，PS 参与络合反应的主要官能团为-CHO、-C=O、-OH和-P=O，PSB 参与络合反应的主要官能团为-C=C-、-C以C-、-C以N 和-OH 等官能团。

基于密度峰值层次聚类的短期光伏功率预测模型

针对传统聚类算法不易选取初始聚类中心、对噪声值较敏感、收敛速度慢及易陷入局部最优等问题,提出一种基于密度峰值的层次聚类算法对天气类型进行聚类。首先确定气象数据的密度峰值参数,采用分层聚类算法将气象数据划分为不同类别,然后利用支持向量机(SVM)对未知天气类型进行识别,最终采用径向基(RBF)神经网络建立光伏发电短期功率预测模型。仿真结果表明,该方法能有效提高气象类型的分类精度、加快寻优速度,提高离群样本点分离的鲁棒性,证明了其在小样本的情况下具有较高的精度,且在天气波动较大时仍能较好地实现功率值的预测。

基于最小二乘支持向量机的多变量逆系统控制方法及应用

为提高多变量、非线性和强耦合系统的动态特性和解耦能力,解决逆模型辨识问题,讨论了基于最小二乘支持向量机(least squares support vector machines,LS-SVM)的多变量逆系统解耦控制方法。通过分析LS-SVM的函数拟合特性,离线建立被控对象的非线性逆模型,将得到的逆模型直接串接在原对象之前,原系统被解耦成多个独立的单变量伪线性子系统。为克服直接逆模型的建模误差,提高系统鲁棒稳定性,提出了复合控制方法,其中直接逆模型作为前馈控制器,而用PID控制器作为反馈控制器。文中还分析了球磨机控制系统的特点,并进行了仿真控制研究,仿真结果表明该复合控制方法不依赖于系统的精确数学模型,且解耦能力强、鲁棒稳定性好、跟踪精度高。

基于虚拟直流发电机的光伏系统控制策略

为了消除了光照强度、负荷等突然变化对光伏系统的影响,并提高光伏系统运行的稳定性与抗扰性,本文在分析虚拟直流发电机(VDG)原理与优势的基础上,采用了将虚拟直流发电机应用到光伏系统控制策略中,由此构成光伏系统的MPPT+VDG双级控制策略,并把该控制策略应用于直流微网中的方法。Matlab/Simulink仿真结果表明,当负荷、光照强度分别发生突变时,采用MPPT+VDG双级控制的光伏系统的母线电压的波动幅值为55 V、71 V,明显小于MPPT控制的光伏系统的母线电压的波动幅值97 V、101 V,与此同时含有双级控制光伏系统的直流微网在负荷、光照强度分别发生突变时的母线电压波动大小为26.7 V、17.7 V,小于普通控制的直流微网的母线电压波动28.5 V、20 V,而且蓄电池切换次数为2次、0次也明显小于普通控制时蓄电池切换次数4次、2次。由仿真结果可知本文所提的控制策略能够提高光伏系统运行的稳定性与抗扰性。

双级矩阵变换器驱动永磁同步电机的混合非线性控制系统

针对传统PWM变换器及PID控制器存在的很多缺点,提出一种基于双级矩阵变换器(TSMC)驱动永磁同步电机(PMSM)的混合非线性控制方案。首先,针对系统易受电网和负载扰动的问题,建立TSMC-PMSM系统整流器端口的受控耗散哈密顿模型(PCHD),证明其严格的无源性,设计TSMC-PMSM系统整流器端口的基于互联与阻尼分配(IDA)的无源性控制(PBC)器,并理论证明该闭环系统的稳定性;另外,针对转速外环PID控制器自我调节能力差的问题,利用自抗扰控制器(ADRC)非线性光滑反馈的特点,设计变积分系数PI-ADR非线性控制器。仿真和样机实验结果都表明,采用混合非线性控制的TSMC-PMSM系统具有良好的网侧性能、很强的抗扰动能力和很好的动、静态性能。

风力发电系统技术的发展综述

风能是目前全球发展最快的可再生绿色能源,风力发电系统是将风能转化为电能的关键系统,它直接关系到风力发电的性能与效率。分别介绍了风电系统涉及的控制技术、风力机和发电机,特别是对当前的风力发电机系统进行了科学分类;并详细分析和比较了各类风电系统的原理、优缺点和适用范围,最后指出了风电系统的发展趋势。这对风力发电系统的选择和研究具有一定的参考指导价值。

基于改进型下垂控制的微电网多主从混合协调控制

考虑到微电网中包含有多个分布式电源,需要根据分布式电源的类型采用不同的控制方法,从而实现不同的协调控制策略。在对传统的下垂控制进行改进的基础上,考虑到传统主从控制与对等控制的优缺点,提出了将改进型下垂控制应用到介于主从控制与对等控制之间的一种混合控制方法中,即两个或两个以上的分布式电源采用改进型下垂控制,并将这些下垂微电源整体作为主控部分,其余的微电源采用恒功率控制作为从控部分。最后,在MATLAB/Simulink软件中搭建了多下垂混合控制的微电网模型和传统的主从控制微电网模型,对两种控制的微电网分别进行孤岛、并网、投切负荷等操作进行了仿真比较,并分析了运行中各项参数变化的影响。仿真结果表明多下垂混合控制相比于传统的主从控制具有更好的适应性和稳定性。

基于模糊径向基函数神经网络的PID算法球磨机控制系统研究

针对球磨机制粉系统的多变量、强耦合、非线性和时变性等特点,提出应用于球磨机对象控制的基于模糊径向基函数神经网络的PID控制算法。在这种控制系统中,PID控制器的控制参数采用模糊径向基函数神经网络进行自适应整定,系统控制参数采用混合优化算法,即首先采用混沌粒子群优化(particle swarm optimization,PSO)算法进行离线粗调,再采用BP算法进行在线细调,从而快速全局收敛得到最佳的PID控制参数。Matlab仿真结果表明,该控制系统有效地解决了球磨机这种复杂对象的控制问题,该系统控制参数的优化算法收敛快、不易陷入局部极小点,系统控制跟踪快、超调小、解耦好、鲁棒性和适应性强,控制品质优于传统PID解耦控制方法。

同步发电机励磁控制方法的发展与展望

励磁控制方法的发展经历了线性单变量控制、线性多变量控制、非线性多变量控制及智能控制几个发展阶段,其中线性多变量控制可分为强力式、PID+PSS、线性最优等励磁控制方法;非线性多变量控制可分为鲁棒、变结构、自适应、内模、预测、灰色、自抗扰、Lyapunov、反步、无源、Hamilton、反馈线性化等励磁控制;智能控制可分为模糊、神经网络、支持向量机、专家、学习、遗传、模糊神经等励磁控制。全面地概括了励磁控制方法的发展历史与现状,并按控制理论发展规律对这些方法进行分类,分析这些方法的原理及优缺点,说明励磁控制与其他控制之间的协调方式,指出存在的主要问题及今后的发展方向。

自抗扰控制器串级三冲量汽包水位控制系统

针对锅炉汽包水位控制的特点,提出了基于自抗扰控制器的汽包水位系统,该控制系统采用三冲量串级加前馈控制,其中串级的内环采用PID控制,而外环则采用带前馈补偿的自抗扰控制器,自抗扰控制器由跟踪微分器、扩张状态观测器及非线性状态误差反馈控制律3个环节组成。仿真结果表明,提出的控制方案同常规PID控制方案相比,具有更好的控制品质和更强的鲁棒性。

基于PCHD模型的光伏Z源并网逆变器无源控制

光伏Z源并网逆变这种非线性对象的一般控制方法是先线性化再线性控制,这种控制策略相对复杂且控制效果不佳。本文创新性地将基于PCHD模型的非线性无源控制引入到光伏Z源并网逆变系统中,它无需线性化处理,就可使系统具备良好的动、静态特性。首先分析了光伏Z源并网逆变器系统的原理,给出了系统的PCHD数学模型;再采用IDA方法设计出系统的无源控制器,并从理论上证明了系统的稳定性;最后Matlab/Simulink仿真软件和样机试验表明了,相比于采用传统的双闭环PID控制系统,采用本文无源控制系统的最大功率点跟踪更快,调节时间和上升时间更短,并网更有效,对外部参数变化响应更快,并网电流曲线更平滑,纹波更小,功率因数更高,鲁棒性更好。

采用定子电阻辨识和无速度传感器的异步电机直接转矩控制模糊系统

为解决异步电动机直接转矩控制(direct torque control,DTC)中低速运行时定子电阻变化对系统性能影响较大的问题,提出了一种基于定子电阻辨识和无速度传感器的异步电机直接转矩控制模糊系统。其中定子电阻采用模糊神经网络进行辨识;电机转速采用基于转子磁链的模型参考自适应系统(model reference adaptive sys-tem,MRAS)法进行估计;同时采用三输入单输出的模糊控制器调节脉冲宽度调制(pulse width modulation,PWM)信号占空比的异步电动机直接转矩控制的策略,三输入变量为转矩误差、磁链幅值误差和磁通角。此策略即在传统异步电动机直接转矩控制的基础上,用模糊控制器代替传统DTC中的滞环比较器和空间电压矢量状态选择器来细分控制规则,最后控制逆变器的开关,以减小低速时转矩和磁链脉动,提高系统转矩响应速度。仿真结果表明该系统可减小转矩和磁链脉动,提高系统的鲁棒性和自适应性,改善系统的动、静态品质。

顺势而为的设计彰显设计走向成熟

《设计》:第十四届全国美展肩负着展示新中国成立75年来中国美术的发展成就,回答习近平总书记十年前在文艺工作座谈会讲话中提出的高原、高峰之问,展现出“破解古今中西之争”、创造人类文明新形态伟大工程中来自美术的力量等重任,给本届美展的建筑作品征集和评选工作带来了哪些现实的挑战?程启明:习近平总书记在10年前文艺工作座谈会中提出的高原和高峰之问,发人深省。何谓高峰?我理解的高峰是由社会所支持的,不能与时俱进就谈不上高峰的建立。建筑艺术的高峰的建立也同样遵循这样的发展规律。建筑具有鲜明的社会属性,随社会的变革而发展,迅速而鲜明,影之于形。

球磨机混合优化前向神经网络PID解耦控制系统

针对球磨机制粉系统的多变量、强耦合、非线性和时变性等特点,提出球磨机的混沌PSO与BP混合优化前向神经网络PID解耦控制系统。在这种控制器中,PID控制器的控制参数采用神经网络进行自适应整定,神经网络的权值采用混合优化算法进行调整。仿真结果表明该控制方法跟踪快、鲁棒性强、解耦好,控制品质优于传统PID解耦控制方法,较好地解决了球磨机的时变性、耦合性等问题。

基于fuzzy-PI双模控制的光伏发电系统最大功率点跟踪仿真研究

为了提高太阳电池阵列的工作效率和整个光伏发电系统的稳定性,在光伏发电系统中需要对光伏电池的最大功率点进行跟踪。为了消除常规模糊跟踪算法在最大功率点附近出现的振荡问题,在分析光伏电池伏安特性的基础上,提出了fuzzy-PI双模控制策略,分析了该控制算法的原理,并对控制系统做了设计。Matlab/Simulink仿真表明fuzzy-PI双模控制能够快速、准确地跟踪最大功率点,避免了最大功率点处的振荡,提高了系统稳定性和能量转换效率,从而使整个双模控制兼有了MPPT精确性与快速性。

风力发电中风速测量技术的发展

风速的准确测量是风力发电运行控制的基础。介绍了多种当前常见的风速测量仪器的工作原理,比较了它们的特点,并给出了各种仪器的适用范围;同时,还叙述了近年来发展起来的Kalman滤波器、神经网络和支持向量机等风速软测量方法。这对风速测量仪的选择和研究具有一定的参考指导价值。