计及源端不确定性的综合能源日前调度方法研究

可再生能源出力的多重不确定性对系统安全、经济运行的影响,已成为以风、光为主体的高比例可再生能源综合能源系统亟须解决的问题。在构建的日前调度模型基础上,基于可再生能源发电功率概率预测模型,以其预测置信度为决策变量,引入经济性、风电机组及光伏机组发电功率越限惩罚三个评价指标,提出一种外层为多目标优化、内层为两阶段鲁棒优化的日前调度方法。仿真结果表明:通过对可再生能源发电功率概率预测模型置信度的寻优,可以得到兼顾鲁棒性和经济性的日前调度计划。该方法可充分考虑可再生能源多重不确定性对日前调度计划的影响,为含高比例可再生能源的综合能源系统的安全、高效运行提供指导。

基于源荷互动的储能分层规划方法

随着新能源渗透率不断增加,储能成为源、网、荷各侧平抑功率波动的重要灵活性调节资源。当前电力系统由“源随荷动”衍变为“源荷互动”,储能的规划难度进一步加大。针对如何提高储能规划的准确性,首先分析了传统储能容量规划方法的不足之处;探讨了基于源荷互动的储能分层规划模型的建模机理及框架;其次构建了储能全寿命周期经济性优化模型,并提出了一种基于源荷互动的结构化分层规划方法;最后基于该方法开发了规划软件,通过实际算例验证了所提方法,可实现精细建模与准确规划。

基于DMA的高速UART串口通信设计与实现

使用直接内存存取(DMA)方式接收报文时,必须先向DMA控制器指定需要接收的字节。当DMA控制器接收到指定字节后,产生DMA传输中断。但是在实际应用时,串口接收报文的字节往往是不固定的。针对DMA必须接收固定长度的数据才产生传输中断的不足,设计了外部中断与定时器相结合的方法来解决这一问题。该方法兼顾了DMA传输不需要CPU干预的优点,又弥补了其不能传输不定长数据的缺陷。外部中断由一个与串口RXD引脚相连接的外部引脚产生。该中断产生的EVENT事件与定时器的输入事件相关联。设置定时器为Retrigger模式,接收到EVENT事件后清零定时器的累计时间;而当定时器一定时间内接收不到EVENT事件后就会超时产生中断,在超时中断服务程序中进行报文处理。由于使用了定时器超时中断进行报文处理,实现了不定长报文的接收和处理,满足了串口通常传输不定长报文的需求。

基于CMAC神经网络的永磁同步电机控制方法研究

将一种基于CMAC神经网络的PID控制器引入到永磁同步电动机交流调速系统中,取代传统的PMSM双环控制系统中的转速外环PI控制器。实验结果表明,运用该控制方法的系统响应快、超调小、鲁棒性好,较常规PI控制具有更好的动、静态性能。

基于模糊PI参数自整定的永磁同步电动机矢量控制系统

将一种基于模糊推理的参数自整定 PI 控制器引入到永磁同步电动机(PMSM)矢 量控制系统中，该控制器可以根据控制量给定值和反馈值的偏差 E 和偏差变化率 EC 按照模糊控 制规则实时自整定 PI 控制器的两个参数。仿真结果表明，运用该控制方法的系统响应快、超调 小、鲁棒性好，较常规 PI 控制具有更好的动静态性能。

矿用电源快速切换装置的研制及应用

分析近年来煤矿重大瓦斯事故,多是由于主扇或局扇无计划停电停风后不能及时恢复送电,造成瓦斯积聚、超限,最终导致瓦斯爆炸,这对煤矿的安全生产运行产生重要影响。实践证明,采用依据煤矿供电系统特点研制而成的矿用电源快速切换装置,可显著提高供电系统的可靠性,确保风机的不断电运行,在一定程度上达到煤矿本质安全的目的。

火电厂厂级负荷优化控制系统研制及应用

针对目前电网单机发电控制模式无法兼顾电厂机组安全经济运行的现状,分析了厂级负荷控制系统的发展与应用现状,对其系统架构、负荷优化控制模型等关键技术进行了研究。首先提出了一种基于嵌入式装置、双机冗余的厂级负荷控制系统架构,在满足电网控制实时性要求的同时实现了电厂信息的高度集成,进而在常规以全厂煤耗量最小为目标的负荷经济分配模型基础上,综合考虑电网调频需要,建立了AGC模式下的火电机组负荷在线优化控制模型。仿真结果表明,可降低全厂发电标煤耗约0.3 g/(k W·h)。最后对厂级负荷优化控制系统的主要功能进行了阐述,可为厂级负荷优化控制系统的改造与实施提供借鉴。

大型楼宇智慧能源管理系统设计与实现

提出了一种大型楼宇智慧能源管理系统的设计与实现方法,该系统利用楼宇分散的能源信息和各种能源计量设备数据,依托无线网络技术、有线网络技术、数据库技术、工业控制技术和计算机软件技术,实现能源信息的统一的汇总、计算和统计,对重点耗能设备进行在线能效分析,科学地挖掘出节能潜力,为领导决策提供合理依据。同时利用系统大数据分析和自学习功能,挖掘节能分析的有用数据,实现对楼宇机电子系统的节能优化控制,最终帮助大型楼宇实现能源管理、节能降耗、降低成本、提高市场竞争力。

中低压母线电弧光保护设计与应用

分析了中低压开关柜、母线装设电弧光保护的必要性,并结合PCS-9656电弧光保护装置介绍了电弧光保护装置的设计原理和关键技术以及电弧光保护的具体应用。试验及现场运行表明,电弧光保护装置可以快速准确地毫秒级切除母线和开关柜故障,保护母线和开关柜的安全。

无线透地通信理论与关键技术研究

综合分析了现有无线透地通信研究现状,比较了地电极、弹性波及磁感应透地通信的性能,得出磁感应透地通信性能优于其他2种透地通信方式;重点阐述了磁感应透地通信信道模型,提出了磁感应透地通信亟待解决的关键技术问题和可行的解决方法;同时,综述了现有的磁感应透地通信发射机与接收机设计方案。结合当前研究和应用热点,提出了透地通信今后的重点研究方向:磁信号本身衰落较大是制约磁感应透地通信进一步发展的关键因素;磁感应透地通信的发射机、接收机及传输机制都需要完善;应用在矿井下的透地通信系统不仅要将发射功率控制在安全范围内,考虑通信距离与发射功率的折中关系,还要考虑如何抑制复杂的井下电磁干扰。

无线地下磁感应通信系统研究与实现

无线磁感应通信通过准静态磁场耦合的方式实现数据传输,可以克服传统电磁波无线通信在地下环境中信道不稳定、天线尺寸大等问题,更适用于无线地下传感器网络。针对无线地下传感网络的应用需求,本文建立了基于收发线圈的磁感应耦合式无线通信模型,分析了发射磁场的分布特点,设计了无线地下磁感应通信系统,搭建了实验测试平台。实验结果表明,该系统在地下环境中可以实现短距离的无线数据传输,通过增大收发线圈的半径和增加匝数可以延长通信距离,改善系统通信性能,为无线地下传感网络的应用提供参考。

汽轮发电机次同步自励磁过电流保护

托克托电厂安装静态阻塞滤波器(SBF)抑制次同步振荡,由于参数配合不当,曾出现异步自激振荡,为此装设次同步自励磁过电流保护。由对定子绕组次同步电枢电流产生的转子涡流损耗的分析可知:涡流损耗与次同步电枢电流的正序、负序分量的有效值的平方成正比,与转差频率的1.5次方成正比。将次同步电流折算成等效的工频负序电流,实现定时限、反时限的次同步过电流保护,设计了判别次同步电流幅值逐渐增长的发散保护。此外,傅氏滤波算法计算三相工频电流的负序分量时,如果定子绕组有次同步电流分量流过,则会因为算法的原因计算出一个虚假的工频负序分量。最后分析了保护方案的局限性。

煤矿井下排水系统自动化改造及控制策略优化

为实现煤矿井下排水系统的无人值守,设计并实施了涵盖仪表、控制系统的自动化改造;并针对现场两仓三泵运行模式制定了自动控制策略;利用峰谷电价差优化运行模式,大大降低了系统能耗,实现了减员增效。

煤矿主要通风机远程无线监控系统设计

针对因煤矿主要通风机房位置偏僻且有线网络不易覆盖等造成的主要通风机监控系统易沦为"信息孤岛"的问题,提出了一种基于移动平台的煤矿主要通风机远程无线监控系统设计方案。该系统采用GPRS DTU模块与现场PLC通信,从而获取现场监控数据,并通过GPRS网络将监控数据上传至云端数据服务器;基于Android系统的移动客户端采用Socket通信模式,通过3G、4G或WiFi无线网络接入云端数据服务器,使用户可随时随地远程监控主要通风机运行状况。测试结果验证了该系统的可行性。

冗余I/O模块切换方法的设计与实现

在工业过程控制领域,为了提高系统的可靠性与稳定性,一般都进行冗余设计。因此,设计了一种动态可配置的冗余I/O模块系统,包括控制器、I/O底座、I/O模块和通信总线。其中,冗余通信总线集成在I/O底座中,I/O模块可通过热插拔插入I/O底座。控制器对I/O模块进行配置,可设置成单模块运行或冗余模块运行,并把设置模式下发给I/O模块。I/O模块初始化为“初始化”运行方式。当接收到控制器下发的是冗余运行方式时,I/O模块进行状态决策,决策出主I/O模块和备I/O模块,并把决策结果反馈给控制器。备I/O模块周期性地监视主I/O模块状态,当发现主I/O模块丢失或故障等级高于本身时,则发送命令给对方,让其切换为备I/O模块,当前备I/O模块主动升级为主I/O模块。该方法通过高速通信的方式,实现了主备I/O模块的决策。

GOOSE协议分析及其在工业过程控制中的应用

面向通用对象的变电站事件(GOOSE)是IEC 61850规约的一个崭新应用,其采用点对点(P2P)通信模式。P2P模式消除了主/从通信方式和串行通信方式存在的缺陷,可以快速、可靠地传输数据。对GOOSE通信协议进行了分析,并使用GOOSE协议开发了一种工业过程控制器。该控制器取得了良好的应用效果。

与建筑一体化的综合能源系统优化模型研究

针对建筑综合能源系统(IES)源端与末端紧耦合、冷热电传输特性存在显著差异特点,在详细分析系统运行特性的基础上,设计了计及网络动态特性、与建筑一体化的系统优化模型。建立了供冷、供热机组性能随可控运行参数的关联模型,进而研究了冷热管网能量传输机理及动态响应特性。在此基础上,结合暖通空调系统运行调控特性,建立了系统多周期非线性优化调度模型,并给出了在线求解方法。仿真算例表明,该模型实现了供给侧、传输侧和需求侧的协同优化,为大型建筑综合能源系统的在线调控及运行优化提供了指导。

基于工业以太网的远程数据采集和控制

针对工业现场控制器与数据采集和控制点距离较远的问题,设计并实现了一种基于工业以太网的远程数据采集和控制的方法。其物理层采用冗余高速工业以太网,因此具有高实时性、高吞吐率和易扩展等特点。冗余以太网可以通过组态工具设置成并行冗余协议(PRP)或高可用性无缝冗余协议(HSR),实现物理层冗余而应用层只接收一份数据,从而减轻应用层处理报文的负荷。远程I0LINK接收控制器下发的组态文件,并实时在线解析生成I/O模块在远程I0LINK中的内存镜像。远程I0LINK接收到控制器下发的查询命令或控制输出时,把内存镜像中的I/O模块数据反馈给控制器,并把控制指令暂存在本地内存中。远程I0LINK周期性的与本地I/O模块进行数据交换,实现了I/O模块的数据采集和控制指令的输出。

一种工业控制器的组态调试器实现方法

在工业过程控制领域,常常需要对控制器内的复杂控制逻辑进行单步执行、断点调试,以便明确诊断逻辑的正确性和合理性,但目前各厂家的工业控制器并不具备该功能。为了解决该问题,对高级编程语言C/C++的调试器功能进行了系统的研究,包括其程序断点的设计原理和调试器的实现机制。结合工业控制器算法组态的语言特点,设计了一种面向算法组态的调试器,并将其运用到工业控制器的嵌入式软件系统中。通过与算法逻辑运算单元的交互设计,成功实现了复杂控制逻辑的单步执行、逐页逐模块以及断点调试等功能。试验结果表明,集成组态调试器功能的工业控制器,能够极大地方便项目实施过程中的现场组态和深入调试,有效降低组态算法的错误率和提高工程调试的效率。该控制器为工业控制器的全方位诊断功能以及虚拟仿真的实现提供了一定的参考。

全可再生能源热电气储耦合供能系统优化调控模型研究

针对全可再生能源热电气储耦合供能系统源、荷双侧不确性、多能耦合等问题,文中基于分层递阶理论建立了针对系统复杂的优化调度决策和快速的实时控制问题的分层调控框架及多时间尺度优化调控模型。在日前优化中通过鲁棒算法解决可再生能源出力及负荷预测不确性对系统安全运行的影响,在日内优化中基于模型预测控制原理对日前优化结果进行反馈校正与滚动优化,应对可再生能源出力及负荷随机性波动,从而实现系统的安全经济运行。