计及能量互济的多区域综合能源系统多目标双层优化

多区域综合能源系统(integrated energy system,IES)的能量供需关系复杂,增加了系统规划及运行调度的难度。为此,提出了计及区域能量互济的多目标双层优化策略。其中,规划层选取年化总成本、㶲效率及年碳排放量作为优化子目标,并对子目标赋予权重因子,建立多目标优化模型;调度层以日运行成本最低为目标函数,并计及区域能量互济的作用。分别采用线性权重递减的粒子群优化算法和整数线性规划方法求解规划及调度问题,实现了二者的协同优化。算例分析表明:双层优化策略将IES的运行特性纳入规划过程,提高了规划方案的可行性;应合理配置多目标优化的权重因子,以实现多目标的合理折中;区域能量互济能够优化IES的运行方式,提高综合效益。

具有阻尼滤波器的恒功率负载系统在大扰动下的稳定性

现代飞机供电系统的变换器负载和电动机负载不断增加,这种负载因内部闭环控制而呈现恒功率特性,即负阻抗特性,这对系统稳定性提出挑战。本文提出加入参数恰当的阻尼滤波器以增强恒功率负载系统的稳定性,并基于混合势函数理论建立了4种结构的阻尼滤波器与恒功率负载组合系统的数学模型,分别推导得到了系统大扰动条件下的稳定性判据。该判据是在考虑恒功率负载负阻抗大小的基础上,给出了阻尼滤波器元件参数的约束条件。最后对大扰动判据进行了实验验证。

基于交流恒功率负载特性的交直流混合微电网系统大信号稳定性判据

交直流混合微电网系统中,大量电动机负载和变换器负载由受闭环控制的电力电子设备连接交流母线,具有负阻抗特性,可视为交流恒功率负载。这些负载在大扰动情况下类似正反馈,会增强扰动信号,降低系统稳定性,严重时甚至导致整个微电网系统无法正常工作。另一方面,储能单元是系统的惯性环节,合理控制可增强系统稳定性。为了保障并网运行的交直流混合微电网系统大信号稳定性,文中应用混合势函数方法提出储能单元互联变流器稳定控制策略,补偿交流恒功率负载的动态性能。首先,根据abc-dq坐标变换,分别得到交直流混合微电网系统在储能单元充放电状态的简化模型;接着,分别建立系统的混合势函数模型;最后应用第3稳定性定理,分别推导得到储能单元不同工作模式下的大信号稳定性判据。判据给出了滤波参数、交流恒功率负载功率、储能单元充放电功率、储能单元AC/DC变流器电流内环比例环节系数、电压外环比例环节系数的稳定限制条件。实验结果验证了所提大信号稳定性判据的正确性。

具有双级LC滤波器的恒功率负载系统在大扰动下的稳定性

现代军用多电飞机270 V直流供电系统中的功率电子负载和电动机负载不断增加,这种负载因内部闭环控制而呈现恒功率的特性,即呈现出负阻抗特性,该特性与滤波元件间的相互作用会严重危害系统的稳定性。研究具有双级LC滤波器的恒功率负载系统的稳定性,建立基于混合势函数理论的数学模型,推导得到系统在大扰动条件下的稳定性判据。该判据是在考虑恒功率负载负阻抗大小的基础上,给出了滤波器元件参数的约束条件。分析及实验结果表明,该判据能够保障系统在大扰动下的稳定性,且结构简单,便于应用。

考虑恒功率负载与储能单元动态特性的直流微电网系统大信号稳定性分析

直流微电网系统中的负载由闭环控制的变换器连接到母线,通常可视为恒功率负载(CPLs)。恒功率负载在电压变化时呈现负阻抗特性,极易引起系统的不稳定,因此对直流微电网进行大信号稳定性分析是非常必要的。对直流微电网系统进行大信号稳定性分析,同时考虑了恒功率负载的负阻抗特性以及储能单元充放电特性对系统稳定性的影响,应用 Brayton-Moser 提出的混合势函数理论进行稳定性建模,得到大信号稳定性判据。该判据定量描述了母线电压、恒功率负载的功率、储能单元充放电功率等参数与系统大信号稳定性之间的关系。结构简单、便于应用,为保障直流微电网的安全稳定运行提供了重要设计依据。仿真和实验结果表明,在大扰动条件下,满足该判据的系统可以保持稳定运行。

带恒功率负载的交直流混合微电网系统大信号稳定性分析

在交直流混合微电网系统中,绝大部分负载都是通过电力电子变换器与微网母线连接,闭环控制的电力电子变换装置可视为恒功率负载,具有负阻抗特性,在扰动情况下,会影响系统稳定性,甚至导致整个系统无法正常工作。该文考虑恒功率负载动态性能,在储能单元充、放电模式下应用混合势函数理论对并网交直流混合微电网系统进行大信号稳定性分析。首先,将整个系统等效为dq旋转坐标系下的直流系统。接着分别建立储能单元充、放电的混合势函数模型,进行稳定性分析,得出系统大信号稳定性判据。所得到的大信号稳定性判据给出了直流侧稳压电容、交流侧滤波电感、互联变流器电流内环控制参数kip、电压外环控制参数kvp与系统能带恒功率负载功率最大值的关系。对比可知,当储能单元由充电变为放电时,交直流混合微电网系统能带恒功率负载的功率最大值显著增加。最后,应用Matlab软件搭建交直流混合微电网系统仿真模型,仿真结果表明,所提判据能够保证交直流混合微电网系统大扰动下的稳定性。

基于扩展卡尔曼滤波法的锂离子电池荷电状态估算方法研究

电池的荷电状态(SOC)定义为电池当前容量与额定容量的比值,是电池能量管理系统的重要参数,准确获取电池SOC能够提高能量管理系统工作效率,延长电池组寿命.然而现有测量指标不能直接反映电池的荷电状态,需要进行SOC估算.开路电压法和电流积分法可粗略计算电池SOC,但会随着时间产生累积误差,严重影响蓄电池SOC估算的精确性.本文基于扩展卡尔曼滤波方法对磷酸铁锂蓄电池的SOC进行预估,并与传统方法进行了比较,结果表明,该方法能减小SOC估算误差,有效提高蓄电池SOC估算的准确性,且速度快,适合在线预测.

串联蓄电池组均衡电流控制方法研究

蓄电池储能系统广泛应用于微电网和新能源汽车等领域,在蓄电池组中,单体蓄电池的性能会影响整个电池组的性能,需要均衡控制消除蓄电池间的差异性,保证整个蓄电池组的使用性能。针对以上问题,选择串联蓄电池组进行均衡研究,以荷电状态(State of Charge,SOC)作为均衡依据,选取二阶RC等效电路的电池模型,通过混合脉冲功率特性实验得到电池数据,用Matlab进行参数辨识,根据扩展卡尔曼滤波原理对SOC进行估计。基于Cuk均衡电路,以各蓄电池SOC的方差作为判断条件控制蓄电池组的均衡工作开启。仿真和实验验证了二阶RC等效电路的电池模型合理性和基于扩展卡尔曼滤波估计SOC的准确性,以及基于Cuk均衡电路的均衡电流控制策略的有效性,实现了均衡电流控制。

基于LCL滤波器的交流恒功率负载优化控制研究

传统交流恒功率负载模型的主电路未考虑滤波器优化,且电流内环控制应用PI(比例积分)调节器,调节速度较快时会引起严重超调,导致模型的通用性较差,暂态过程不准确。MPC(模型预测控制)动态响应快、超调较小、容易实现,为交流恒功率负载模型的电流内环引入MPC能够显著提高模型的暂态性能。因此,结合传统PI控制和MPC的优势,提出一种新的交流恒功率负载优化控制策略,电压外环控制应用PI调节器,电流内环控制应用MPC,主电路由交流侧带LCL滤波器的PWM(脉冲宽度调制)整流电路与电阻共同构成,LCL滤波器根据电感总量、电容和谐振频率进行设计。通过MATLAB仿真,在交流恒功率负载模型上分别应用所提出控制策略和电压、电流双PI控制策略进行对比,结果表明应用所提控制策略的交流恒功率负载模型有效提高了系统的鲁棒性,在受到干扰时具有快速恢复能力,且LCL滤波器能有效减小交流侧电流谐波失真,提高电能质量。

共享电力铁塔搭载通信基站经济效益分析模型

为了评估共享电力铁塔搭载通信基站的经济效益,提出共享铁塔成本模型,基于5G基站三种大功率供电方案分别计算其线路架设成本以及铁塔改造成本;根据电费和租金提出共享铁塔收益模型;给出经济效益分析模型,计算投资回本时间,定量评估电网公司共享铁塔的经济效益。由结果可知,当共享铁塔采用单相变压器供电方案时,电网公司5~6年即可收回成本。

区域输电线路共享铁塔搭载天线信号覆盖及资源评估

随着5G通信技术的发展,大量电力铁塔作为共享铁塔用于架设5G通信基站。为了给电力铁塔共享规划提供参考依据,提出计算区域输电线路共享铁塔搭载天线信号覆盖面积及定量评估通信资源的"点-线-面"方法。首先,研究单个共享电力铁塔架设5G通信基站所能提供的通信资源,根据铁塔呼称高和天线挂高计算单塔通信信号覆盖面积;然后,利用带宽廊道计算方法,得到整条输电线路共享铁塔通信信号覆盖面积;最后,去除多种重复的信号覆盖范围,推导得到区域内所有输电线路共享铁塔通信信号覆盖总面积计算公式。利用"点-线-面"方法计算通信信号覆盖面积,能够定量得到区域内所有输电线路共享铁塔提供的通信资源,有利于为电网公司输电铁塔的共建共享规划提供理论依据。

一种适用于航空电力作动器负载的三相PWM整流器最大功率控制

航空电力作动器是未来多电飞机电网的重要负载,具有功率大范围快速变化的用电特性,被称为动态负载。为获得好的用电性能,本论文研究了适用于电力作动器的PWM整流控制技术,提出了一种最大功率输出的控制方法。该控制方案解决了负载电流大范围变化时,整流器输出电压动态压降较大,甚至不稳定的问题。论文分析了航空电力作动器的负载特性及其对供电电源的影响,论述了基于最大功率输出控制的三相PWM整流器的设计思想和系统结构。通过仿真,将提出的最大功率控制方案与传统的双闭环PI控制器的控制效果进行了比较。并用一台10kW电力作动器样机作为负载进行了实验验证。仿真和实验结果表明,这种控制器可在一定程度上提高整流器的输出功率,对大范围变化的动态负载有更好的控制性能。

高阶累积量在红外热像损伤检测信号分析中的应用

针对常规红外检测信号的脉冲相位法没有考虑测量噪音,简单的Fourier变换对数据信息的挖掘不足、利用率不高的问题,提出在处理中引入非高斯特性分析,应用三阶累积量和双谱估计对信号进行分析,提取发生损伤时信号的特性信息,得到分辨完好区域与损伤区域的特征判据。给出信号分析中三阶累积量和双谱的定义,分析其幅值和相位的对角切片谱在提取损伤特征方面的优势,最后对比分析两者在实际检测中的效果。结果表明:利用该方法具有良好的抗高斯和非高斯对称分布型噪音的优点,且运算量小、计算速度快。同时,弥补了传统脉冲相位法中幅值谱不宜使用的缺点。

基于电价引导的电动汽车与综合能源系统交互策略

在能源互联网的大背景下,综合能源系统(integrated energy system,IES)和电动汽车(electric vehicles,EV)受到广泛关注。该文提出基于电价引导的IES与EV交互策略,平抑IES总电负荷波动,提高运行效益。首先基于模糊算法建立计及电价影响的EV用户充电概率仿真模型,提出动态分时定价策略引导EV有序充电,降低IES总电负荷峰谷差。其次,构建了包含EV电价引导层与IES能量调度层的双层能量调度模型,实现EV与IES的能量协同交互,并研究了基于电价引导的EV充电策略对IES能量优化调度和运行成本的影响。最后以北方地区某IES园区为运行场景开展算例研究,电价引导后IES的峰谷差降低了32.52%,IES运行成本降低了9.93%,EV充电费用降低了19.85%。结果表明,基于电价引导的EV与IES交互策略能够减小IES总电负荷峰谷差,提高IES运行效益并降低EV用户充电费用,且上述效果随EV负荷比重增加而趋于显著。

高压输电线路共享资源分析及共享铁塔供电技术方案探讨

当前,电网公司积极支持共享经济的发展,大力开放共享输电线路资源。基于输电线路电源属性,提出4种直接取电技术的特性及适用场合;对输电线路其他共享资源进行分析,提出通信、地理位置、支架和防雷接地4种共享属性,并针对每种可共享属性分别给出了应用场景;提出适用于共享铁塔架设通信基站的大功率取供电方案,即在配电网供电半径之内直接采用市电供电,在配电网供电半径之外,采用功率型单相变压器从高压输电线路直接取电,并与光伏和蓄电池组合供电的方案。相关研究成果普适性强,对我国输电铁塔的共建共享和5G通信组网具有很好的参考价值。

共享铁塔电磁环境影响及防雷接地技术研究

随着5G通信技术的蓬勃发展,越来越多的电力铁塔用作共享铁塔架设通信基站。应用共享电力铁塔需保证通信信号可靠传输,使其不受电磁场和雷电的影响。对此,分析了猫头塔、干字型塔、羊头塔和鼓型塔4种典型铁塔在110 k V, 220 k V及500 k V电压条件下3种天线搭载位置的电磁场强度,为减小电磁场对通信传输的干扰,给出了不同塔型铁塔的天线搭载位置优选方案;研究了共享铁塔防雷接地问题,分别提出了天线在3类搭载位置时共享铁塔的防雷保护方案;给出了共享铁塔地网的改造方案,使得接地电阻同时满足电力系统和通信系统的双重要求,并在此基础上优化了接地电阻计算公式。相关研究成果普适性强,对我国输电铁塔的共建共享具有很好的参考价值。

一种增强稳定性的储能变流器线性自抗扰控制参数整定方法

直流微电网中,为了补偿恒功率负载的负阻抗特性,须加快混合储能系统响应速度,充分发挥其性能。针对微电网的储能变流器,提出了一种基于混合势函数理论的线性自抗扰控制参数整定方法。首先,推导储能变流器的自抗扰传递函数。接着,对含混合储能系统、恒功率负载的直流微电网进行稳定性分析,得到考虑扩张状态观测器带宽ω0的混合势函数判据,为储能变流器自抗扰控制的线性扩张状态观测器带宽和状态误差反馈控制参数的整定提供了重要依据。实验结果表明,所提方法响应速度快,抗扰性强,能够补偿恒功率负载的负阻抗特性,保障了直流微电网系统的稳定性。

浅埋滴灌下不同施氮量对玉米产量和花后氮代谢的影响

【目的】研究浅埋滴灌下不同施氮量对玉米产量和花后氮代谢的影响,为西辽河平原玉米丰产与氮素资源高效管理提供理论依据。【方法】玉米浅埋滴灌水肥一体化定位试验在内蒙古自治区通辽市科尔沁区农业高新科技示范区连续进行了3年。设置N 0、150、210和300 kg/hm^(2)4个处理,分别记为N0、N150、N210和N300。完熟期测定玉米植株氮含量、干物质积累量和产量及产量构成因素,开花期至成熟期定期取样测定氮代谢相关酶活性、光合氮素利用效率和非结构性碳水化合物含量。【结果】N300处理与N210处理3年玉米产量差异不显著,但显著高于N150处理;N300、N210处理玉米穗粒数、千粒重无显著差异,但均显著高于N150处理,穗粒数较N150处理分别提高15.70%、10.85%,千粒重分别提高了9.78%、5.82%。N210处理氮肥偏生产力、氮肥农学效率、氮肥生理利用率和氮素吸收效率均高于N300处理,3年平均较N300处理分别提高37.01%、29.84%、10.10%和28.89%。N300处理花后氮素积累量高于N210处理,但二者转运量差异均不显著。N300处理与N210处理花后氮代谢酶活性、光合氮素利用效率和非结构性碳水化合物含量的差异均不显著,且二者均显著高于N150处理,其中氮代谢酶活性和光合氮素利用效率的差异在花后10天开始显现,非结构性碳水化合物含量差异的显著变化则在花后30天开始。【结论】西辽河平原灌区玉米浅埋滴灌水氮一体化条件下,施氮210~300 kg/hm^(2)增加了植株氮素吸收转运,提高了氮素利用效率,增强了花后氮代谢酶活性和保持了花后氮素光合生产能力,进而促进产量提高。施氮量210 kg/hm^(2)与300 kg/hm^(2)之间没有显著产量差异,但前者氮肥利用效率显著增加,因此,施氮量210 kg/hm^(2)是较为经济合理的施氮量。

纵深推进“一主六双”高质量发展战略

省委十一届九次全会审议通过的《中共吉林省委关于全面实施"一主六双"高质量发展战略的决定》,将"一主六双"从空间产业布局上升到战略发展层面,更加契合新发展阶段的时代背景,充分贯彻了新发展理念的根本要求,有利于加快融入新发展格局,是我省深入贯彻落实习近平总书记视察吉林重要讲话重要指示精神的具体举措,为推动新时代吉林全面振兴全方位振兴提供重要的指导作用。

构建吉林省科技创新生态系统路径研究

创新在构建新发展格局和推动经济高质量发展中发挥着支撑引领作用。加强科技创新生态系统建设,是深入实施创新驱动发展战略、推进创新型省份建设的重要保障。目前,吉林省创新生态系统建设现状主要包括创新企业数量快速增长、科技创新成果提质增量、产学研协同创新平台构建有序推进和国家级高新区建设取得突破,但仍存在科技创新人才匮乏、研发投入强度处于较低水平、科创型中小企业融资难、缺乏科技创新服务中介机构、科技创新扶持政策和机制有待完善等方面的不足。加快吉林省创新生态系统建设,下一步亟须在激发企业创新活力、大力培养科技创新人才、建设科技创新平台体系、强化科技创新金融支撑、完善科技创新中介服务机构、营造科技创新人文氛围以及深化科技创新机制改革等方面进行完善和优化。