CDR风力发电机多领域耦合动态建模及全工况分层协同控制

针对一种串列式双叶轮(CDR)风力发电机,基于自由涡尾迹理论提出前后叶轮串列式布局下后叶轮入流风速建模方法,首次建立了包含前后叶轮、传动轴系和塔筒等关键子系统的“气动-传动-电气-支撑件”多领域耦合动态模型;考虑CDR风力发电机结构及特性,以风力机安全运行和最大出力为目标,设计整机分层协同控制架构;采用Fortran语言开发适用于不同容量等级CDR风力发电机的精细化仿真软件,结合高性能服务器搭建仿真实验平台。为验证方案有效性,配置某典型2.7 MW CDR风力发电机设计参数,依据国际电工委员会(IEC)标准开展全工况载荷分析及性能验证。结果表明:所建立的整机模型可准确反映风力机各子系统间的耦合动态特性,所提出的分层协同控制方法在安全载荷范围内具有良好的最优功率曲线跟踪性能。

高速公路路基场景的动态建模

高速公路路基场景施工组织复杂,传统的路基三维建模需借助建模软件,无法实现动态建模。在路基场景实际融合的过程中可能出现地形场景覆盖填方路基表面,挖方路基浮于地形表面的情况。基于对上述问题的研究,论文提出了高速公路路基场景动态建模的方法,提出利用形式表达式的方式表示路基参数化模型,实现高速公路路基施工过程实例化。利用基于Shader的多边形裁剪算法实现了路基与涵洞的重合部分的裁剪,利用带约束的Delaunay算法进行三角化解决路基与地形、涵洞与地形的融合问题。实验结果表明,根据论文实现的高速公路建模方法更为直观地展示了路基施工过程,同时增加了路基场景的真实感。

重型燃气轮机联合循环机组三压再热余热锅炉动态建模及运行规律研究

针对燃气轮机联合循环机组三压再热余热锅炉的动态运行特性,使用Modelica开源编程语言搭建了余热锅炉仿真模型,并与电厂实际调峰过程运行数据及Thermoflow商业软件仿真结果进行对比和验证。在实际运行工况下,从满负荷降至低负荷后稳态运行、再从低负荷升至满负荷、机组停机和边界参数扰动的动态过程中,所建模型均能较为准确地预测余热锅炉主要参数的动态响应规律。随着机组负荷从320 MW降低至280 MW,汽轮机功率从124.0 MW降至111.5 MW;高压主蒸汽流量从70.12 kg/s减至63.62 kg/s;高压主蒸汽压力从8250 k Pa降至7612 k Pa;余热锅炉入口烟气参数在约300 s的时间内随机组负荷变化,但是余热锅炉蒸汽参数需要约600s完成动态响应达到低负荷下的稳态,说明余热锅炉蒸汽参数相对于燃气轮机排烟参数随时间变化有一定滞后。在机组停机的动态过程中,汽轮机功率从130.4MW下降到5.4MW,余热锅炉高压主蒸汽温度从600.1℃降低到224.5℃,高压主蒸汽流量从76.1 kg/s减小到15.3 kg/s。

基于无质量弹簧结构的肺组织动态建模及变形预测方法

在放射治疗中,人体呼吸运动将导致肺部发生变形,其上肿瘤随之发生的变形和空间运动对放射治疗的精准性和安全性产生不利影响。结合计算机断层扫描(CT)影像三维建模技术和呼吸力学原理,提出了一种基于无质量弹簧结构的肺部动态变形建模及变形预测方法。首先在在放疗前根据医学影像信息建立肺部模型,然后根据呼吸预测肺部的变形及其上肿瘤的运动。实验结果表明,根据预测方法得出的肺部变形与连续医学影像观测下的变形相一致,预测值与观测值的误差在合理范围之内。研究能够在常规医学条件下准确、高效地预测呼吸运动影响下肺部的变形与力学特性,为后续肿瘤位移补偿研究提供理论和方法支撑。

双轴燃气轮机启动过程的动态建模与参数影响分析

为了对高度非线性的双轴燃气轮机启动过程进行模拟,在稳态模型中加入燃机动态方程,研究了燃气轮机启动过程的气动参数变化规律。首先,结合压气机、燃烧室、燃气涡轮、动力涡轮及空气系统等热力学模块,建立了燃气轮机启动过程的稳态工作模型;考虑低转速的部件特性,给出了燃气发生器和动力涡轮的转子动态方程,并利用改进欧拉法进行高效迭代求解,实现燃气轮机从启动到慢车稳定运行的动态仿真模拟。其次,在大气温度288.15K、大气压力101.325kPa的环境条件,以及给定供油规律和启动机功率特性下,分析了燃气发生器转速、动力涡轮转速、排气温度及燃气发生器转子剩余功率等随时间的变化规律。最后,在仿真模型中输入某型双轴燃气轮机的相关数据,开展仿真模型与试验数据的对比分析研究。研究结果表明,仿真结果和试验数据在整体趋势上符合度较好,即该模型具有较高的仿真精度,可以对工程设计、试验起到很好的指导作用。

虚拟现实动态建模的设计与实现

针对服务于智能驾驶的虚拟现实动态建模,基于点云数据的四面体剖分进行优化研究。整个过程包括点云数据抽取、数据增强、多层卷积、多层感知、智能决策支持、数据桥接和动态建模。在分类识别阶段,针对激光雷达点云数据的稀疏性,通过Delaunay四面体剖分结合旋转和缩放进行数据增强,采用PointNet深度神经网络进行模型训练。测试结果表明经过数据增强后的分类准确度可以提高到90.6%。在动态建模阶段,在分类识别的基础上,通过CAD模型辅助建模,采用Delaunay四面体剖分建立立体模型,2个阶段通过数据库相耦合。动态建模结果验证了该方案的可行性。

基于主元分析与现场数据的过热汽温动态建模研究

为克服试验建模与机理建模方法的不足,对利用现场数据建立过热汽温的动态模型进行了研究.通过对影响过热汽温的12个主要过程变量的运行数据进行主元分析,得到了2～3个主元,计算了各主元的贡献率、T2统计量以及在T2统计量较大时12个过程变量对第1主元的贡献,确定出过热器喷水流量是引起过热汽温变化的主导因素.基于现场数据,证明了过热汽温控制系统满足闭环可辨识性条件;并且建立了过热器喷水流量扰动下过热汽温的动态数学模型.对所建立的模型进行了仿真验证,模型反映了过热汽温的实际运行状况.

基于MA和BP的虚拟企业动态建模及关键技术研究

竞争迫使企业走到一起 ,组成虚拟企业 ,是现代企业的特征 .但如何迅速构建虚拟企业 ,实现联盟企业间的重组、重用和柔性 ,是传统企业要解决的首要问题 .文章分析了虚拟企业建模的特点和需求 ,讨论了该领域的研究动态 ,论述了企业建模的关键技术 ,提出了基于多智能代理 (MA)和事务过程 (BP)的建模方法 ,并介绍了该模型的应用实例 .为现代企业的组织形态和运营方式提供一种理论指导和解决方案 .

电压源换流器式高压直流输电的动态建模与暂态仿真

基于节点电流注入法建立了交直流统一基准值下的电压源换流器式高压直流输电(VSC-HVDC)的详细动态模型。该模型包括电压源换流器模型、直流系统内部动态模型以及控制系统三个部分,具有一般性。利用电力系统分析综合程序提供的用户自定义功能(PSASP/UD)对VSC-HVDC交、直流并联输电系统进行的暂态仿真分析验证了VSC-HVDC动态模型的正确性。仿真结果还表明,VSC-HVDC的直流侧电容以及换流变压器漏抗的大小对抑制功角振荡无明显效果;两端VSC采用定交流电压控制方式时系统具有较好的电压稳定性,但在这种控制方式下,在系统受扰期间VSC的过载程度较两端定无功功率控制方式下更为严重。

基于现场数据与神经网络的热工对象动态建模

基于神经网络可以建立热工对象的线性或非线性动态数学模型 ,在论述神经网络辨识与建模原理的基础上 ,通过对电厂现场数据的分析 ,分别建立了汽包水位相对于给水流量的线性数学模型和过热汽温相对于比值 β的非线性模型。基于神经网络建模计算速度快及模型精度高 。

传感器动态建模的最小二乘支持向量机方法

提出了应用最小二乘支持向量机(LS-SVMs)建立传感器动态模型的方法。LS-SVMs的训练过程遵循的是结构风险最小化原则,而不是通常神经网络的经验误差最小化原则,遵循该原则可获得更好的泛化性能,且不易发生局部最优及过拟合现象,因此可以克服应用人工神经网络建立传感器动态模型的缺陷。通过实例验证了该方法的实用性及可靠性。实验结果表明,即使传感器动态模型存在严重非线性,该方法也仍然有效。

可控串补装置的动态建模及数字仿真研究

可控串补(TCSC)动态建模是暂态特性分析和控制策略研究的基础。该文用逻辑开关函数法建立了能系统描述TCSC变拓扑电路暂态全过程的解析数学模型,分析了电容电压暂态特征分量的作用及特点,并通过数字仿真研究了不同同步信号下TCSC的暂态响应过程,揭示了电容电压同步下产生超调振荡主要是由w0分量的暂态过程引起的,并提出以电容电压基波分量作同步信号。仿真结果表明,TCSC的容性调节过程快速且无超调。

电控空气悬架充放气的动态建模及特性仿真

为了获得电控空气悬架充放气过程的动态特性,结合变质量系统的热力学过程和车辆动力学方程,建立了电控空气悬架充放气的动态模型,考虑到充放气过程的非线性,采用Matlab/Simulink搭建模型并对进行特性仿真。研究表明充放气过程可细分为变质量开口系统和电磁阀关闭后的闭口系统平衡过程,后者也是造成空气悬架客车高度切换时"过充"和"过放"现象的原因。通过仿真分析获得不同充放气时间和不同悬架参数(载荷、减振器阻尼)对充放气过程的影响规律,尤其减振器阻尼对系统稳定性影响较大,这为空气悬架高度控制策略的制定提供了依据。

基于现场数据的中速磨煤机动态建模研究

基于现场数据 ,结合电厂磨煤机系统的工作原理 ,通过对其控制系统分析 ,建立了磨煤机出口温度和磨煤机入口空气流量的状态空间动态数学模型。在不同的变工况过程中 ,以磨煤机冷风门和热风门开度为输入 ,所建立的磨煤机出口温度和入口空气流量的动态模型精确度较高 ,比较真实地反映了磨煤机的实际运行状况。由于系统本身具有强耦合性 。

调度主站AGC中水电机组振动区的动态建模与跨越方法

针对区域电网自动发电控制(AGC)软件中水电机组振动区建模方式不清晰,无法满足实际振动区跨越需求的问题,提出一种全厂控制方式下基于遥测信息的调度主站端动态振动区建模方法。基于该动态振动区模型,进一步探讨了调度主站AGC系统中水电机组振动区的躲避和跨越方法。针对不同的基点功率控制模式,论述了机组出力波动进入振动区后拉回及主动跨越振动区的控制逻辑,在保证水电机组安全性的前提下,充分利用水电机组的调节优势,实现水电机组调节范围内的连续调节。实际系统的运行效果表明,该方法有效改善了水电机组自动控制的安全性能,显著提升了AGC的区域调节效果。

支持动态建模的工作流管理系统的研究与设计

传统的工作流模型大多是处理可预见的、可事先给出完整定义的流程 ,然而现代企业流程所固有的多变性和灵活性要求其完整定义只有在流程实例运行过程中逐步得到完善 ,因而传统工作流模型很难处理现代企业流程 提出一种基于ECA规则和活动组合的动态工作流模型 ,为现代企业动态流程建模提供了一种简单可行的方法 设计了一个多Agent工作流管理系统 。

基于三相VSI的SVG动态建模与仿真研究

基于电压源逆变器(VSI)的静止无功发生器(SVG)直接应用PWM控制技术,具有动态无功功率补偿、稳定节点电压、阻尼系统振荡等多项先进功能,同时结构紧凑、易于控制、谐波含量小且功率密度大。先定义二值逻辑开关函数,再建立SVG在abc三相坐标系下的四阶动态数学模型,然后利用坐标变换得到了αβ与dq坐标系下SVG的三阶动态数学模型。该模型可以详细描述SVG的动态工作过程。SVG在αβ坐标系下的模型中两电流分量不存在耦合,便于控制系统设计。α轴分量与β轴分量(或d轴分量与q轴分量)正好是有功电流分量与无功电流分量,从而有利于对SVG的瞬时有功功率与瞬时无功功率分别进行控制。应用MATLAB对采用滞环电流跟踪控制的±150 kVA SVG在感性负载与容性负载两种情况下进行了仿真研究,仿真结果验证了所建数学模型的准确性与正确性,同时证明了基于VSI的SVG具有良好的动态性能与静态补偿效果。

基于针铁矿法的沉铁过程动态建模

针对针铁矿法沉铁过程要求苛刻的沉铁环境,为了实现先进优化控制技术在湿法炼锌过程中针铁矿法沉铁过程中的应用,通过分析针铁矿法沉铁过程中气液和固液两相反应特点,根据串联连续搅拌槽式反应器(n-CSTR)的特性,基于化学反应动力学和质量守恒定律,分别建立针铁矿法沉铁过程中氧化反应、水解反应和中和反应的动态微分方程;然后,通过带多重时滞的动态微分方程组建立针铁矿法沉铁过程的机理模型,并且由动态微分方程组得到针铁矿法沉铁过程输入、输出关系的状态方程。最后,对该模型的计算值和实际测量值进行比较。研究结果表明:该模型能较好地表征各反应器溶液中Fe2+质量浓度和H+浓度的变化过程,为下一步先进优化控制技术的实施打下了良好的基础。

电力企业MIS中对象管理动态建模技术

针对电力企业 MIS建设工程中所遇到的普遍问题 ,从系统平台的角度论述了一种面向对象的系统动态建模技术 ( OMDM)。围绕 OMDM的 3个技术特征重点介绍了其主要设计思路和模型构成 ,阐明了 OMDM技术对于 MIS设计、开发。

基于RT-LAB的双馈风电场动态建模

风电场动态等值模型需要与风电场动态详细模型进行比较,以评估其等值效果。RT-LAB仿真平台具有强大的计算能力,能保证大规模风电场模型的仿真计算。在RT-LAB仿真平台上建立了包含48台2 MW双馈机组的风电场动态详细模型,研究了双馈机组空载并网前后控制策略、电机模型及其切换。对风电场按最大功率跟踪控制发电和按调度指令发电以及机组并网、解列的工况进行了仿真分析。结果表明该模型能较好地反映风电场动态特性,对风电场动态等值模型的评估以及风电场控制器的开发具有重要意义。