风电装备与电能变换协同创新中心机制体制改革研究

阐述了高校协同创新的理论与内涵。分析了高校协同创新过程中存在的主要问题:协同理念不深、协同停留表面;协同管理机构不健全,协同制度保障不够;协同创新利益分配机制不够合理;协同创新评价标准难以制定。记述了湖南省风电装备与电能变换协同创新中心机制体制改革的思路、中心管理架构、中心人员聘用及薪酬分配办法、中心人员考核管理办法和中心科研成果工作量计算办法,以及中心体制机制改革后取得的实际效果。

风电场采用健康系数与变下垂输出系统参与电网调频研究

针对风电场参与电网调频导致备用功率冗余的问题,建立了风电场基于健康系数的备用功率分配系统与变下垂系数的备用功率输出的系统。为了分配风机备用功率与控制风机备用功率输出,采用了ARMA风功率预测法对风电场5台风机的历史功率数据进行处理,得到风机的能量密度和功率预测准度,再通过模糊逻辑系统求得风机健康系数,并按照健康系数进行备用功率分配。当频率响应系统检测到频率误差后,控制风机变下垂功率输出系统进行功率补偿,稳定电网频率。仿真结果表明,基于健康系数的功率分配系统与变下垂功率输出系统增加了风电参与电网调频的能力,减少了系统备用功率的冗余。

一种新型风电混合储能系统模糊协调控制方法

为了延长风电混合储能系统使用寿命,本文提出一种控制策略对混合储能系统进行协调控制。首先,用该控制策略对混合储能系统中蓄电池和超级电容的健康状态评估;其次,通过蓄电池和超级电容健康状态设计模糊协调控制器;最后,模糊协调控制器根据蓄电池和超级电容健康状态评估结果对混合储能系统进行协调控制。仿真分析表明,所提出的控制策略能有效避免储能介质出现过充过放现象,减小蓄电池充放电转换次数,延长储能系统使用寿命。

基于虚拟同步机的双馈风电机组自适应控制

为了保障风机参与有功调频后的运行稳定,在研究双馈风电机组的虚拟同步控制的基础上,切实考虑了风机运行工况和电力系统调频需求两方面的情况,将风速和频率偏差值作为模糊逻辑控制器的输入信号,来相应地调节虚拟同步机的虚拟转动惯量参数,实现了双馈风电机组参与有功调频的自适应控制。仿真结果表明,采用该方案的双馈风电机组在保障自身平稳运行的同时,能适应不同的风速和电力系统的调频需求,合理地调整自身的调频出力水平。

基于VSG的永磁直驱风电机组惯量支撑控制策略

风电并网容量比重不断加大,减弱了系统的调频能力与惯量支撑能力,电网失稳日益严重。针对这些问题提出了基于虚拟同步机(VSG)的永磁直驱风电机组的控制方案。模仿同步机的功频控制特点,使系统具有惯量响应能力。风电机组经PWM变流器并网,在机侧变流器利用直流电压外环和电流内环控制,维持直流母线电压稳定,VSG从网侧变流器接入,通过设计有功频率和无功电压控制方案,对系统进行调频、调压。使用Matlab软件搭建模型,调整仿真参数,仿真结果表明,该控制方案使系统可以模拟同步发电机的惯量响应特性,能够有效地解决由于风速或者电网负荷改变引起的频率震荡问题。

一种基于滑模自抗扰控制器的风电机组变桨距控制策略

为了改善风力发电系统在恒功率区的性能,提出了一种基于滑模自抗扰控制器的变桨距控制策略.在高于额定风速的风况下,通过变桨控制器改变桨距角,保证风力发电机输出功率稳定在额定功率附近.通过MATLAB仿真软件对所提变桨距控制策略与PID控制策略对比,仿真结果表明:基于滑模自抗扰控制器的变桨距控制策略下的风力发电机组能够使输出功率稳定在额定值,具有系统响应速度快和较好的抗扰动能力.

永磁同步电机新型滑模观测器无传感器控制

针对采用符号函数的滑模观测器控制系统由于高频信号的切换导致系统出现较大抖振及相位延迟等问题,提出一种新型滑模观测器.该滑模观测器采用准滑动模态中的饱和函数以代替传统滑模观测器当中的符号函数,并通过李亚普诺夫稳定性判据对系统进行稳定性分析,通过MATLAB/Simulink软件搭建控制系统仿真模型验证其有效性.仿真结果表明,采用新型滑模观测器能够有效削弱抖振现象,并且能够准确估算转子位置以及转速信息.

移动机器人自适应抗差无迹粒子滤波定位算法

针对机器人定位过程中传感器感知信息存在野值,加剧粒子退化,导致机器人状态参数滤波值失真,甚至出现定位失败的问题,提出一种机器人自适应抗差无迹粒子滤波定位算法。在重要性采样阶段利用无迹卡尔曼滤波产生优选的建议分布函数,降低系统估计误差,同时有效提升系统的抗噪声能力。同时利用抗差估计原理构造抗差方差分量统计量,并由该统计量引入的自适应因子调节增益矩阵,减弱野值对滤波的影响。实验结果表明,当观测数据中存在野值时,该算法能够有效地控制观测异常误差的影响,定位精度得到了很大提高,并在不同系统噪声和观测噪声方差下,具有较强的鲁棒性和实时性。

基于视觉场景复杂度多特征自适应融合的目标跟踪

针对复杂环境下目标跟踪鲁棒性差的问题,提出一种新的多特征融合算法.首先针对在较为复杂的跟踪场景中单一融合策略不能稳定跟踪目标的问题,定义了一种特征相似性度量方法;其次在特征相似性的基础上提出了一种新的多特征融合算法,并且结合特征的相似性将跟踪场景切分成3种模式,在不同的模式背景下采用不同的融合算法,以提高跟踪的精确性和自适应性.仿真结果表明:新的融合机制比单一融合机制有更好的稳定性、鲁棒性和适应能力.

基于自适应邻域Harris算子的三维对象检索方法

针对三维对象检索过程中在对象旋转、灰度改变等复杂情况下检索精度不高的问题,提出一种三维对象检索方法。将Harris算子扩展运用到三维对象,自适应地确定顶点的邻域大小,然后根据Harris函数响应值选取兴趣点。利用兴趣点构建三维对象具有全局形状特征的距离直方图,将距离直方图作为三维形状的描述符进行检索。实验结果验证了算法的有效性,提高了检索的查全率和查准率。

时滞扩散性复杂网络同步保性能控制

针对节点扩张的时滞复杂网络系统,在节点扩张的条件下,讨论此类系统的同步保性能控制问题.首先采用自适应控制方法,利用Lyapunov-Krasovskii稳定性理论,结合矩阵不等式的凸优化问题处理方法,得出了时滞复杂网络系统保性能控制器存在的充分条件;当系统节点的扩张后,在原有自适应控制器不能使系统同步稳定的条件下,设计脉冲控制器,利用牵制控制原理使系统达到稳定同步.所设计的自适应动态反馈控制器在保证系统的渐近稳定条件下使系统性能指标满足一定的要求.最后给出一个数值仿真说明其有效性.

时变时滞复杂动态网络的非脆弱性同步保性能控制

针对一类时变时滞复杂网络系统,提出了一种非脆弱性同步保性能控制方法。在假设非线性向量函数f(x)可微条件下,通过Jacobi矩阵方法进行线性化处理,余项满足匹配条件,设计具有增益摄动的非脆弱性状态反馈控制器,以确保当控制器的参数发生小的摄动时,仍能保证控制器的有效性。通过构造合适的Lyapunov-Krasovskii泛函,采用积分等式、矩阵分析、Schur补定理等方法,在给定的保性能指标的条件下,得到了该系统非脆弱性同步保性能控制存在的充分条件;并证明了该条件等价于一组线性矩阵不等式(LMI)的可行性问题,给出了LMI约束条件下的凸优解构造方法,求出了闭环时变时滞系统保性能值的最小值。最后,通过数值算例对比验证了设计方法的可行性。

基于全桥型MMC的直流融冰控制方法研究

冰灾的频繁发生使得直流融冰装置已经成为易覆冰地区电网中的常规设备.现有直流融冰装置采用了晶闸管可控整流技术,在运行中均会消耗一定的无功、产生特征次谐波,对接入交流系统带来一定影响.全桥型模块化多电平换流器具有直流电压、电流双向运行能力,可满足直流融冰对换流器运行工况的要求.将研究基于全桥型模块化多电平换流器(全桥型MMC)的直流融冰装置建模方法.对直流融冰装置主回路拓扑、参数,调制均压、控制策略进行全面研究,利用全桥型子模块(FBSM)可输出正、零、负模块电压的特点,研究如何实现输出电流、电压宽范围连续可调,以满足不同类型、长度线路的融冰需求,并利用PSCAD搭建全桥型MMC和LCC型直流融冰装置模型,对二者进行对比分析,验证了全桥型MMC直流融冰装置的优势,仿真结果验证了模型控制和方法的有效性.

电动汽车动力系统设计与性能仿真

动力系统决定着电动汽车的加速性能，爬坡性能和续航里程．结合电动汽车的工作原理介绍了电动汽车动力系统参数设计方法，具体包括电机设计、传动系统设计和电池组设计．以某电动汽车为例开展了动力系统参数设计．建立了基于ADVISOR的电动汽车性能仿真模型．对电动汽车的加速性能、爬坡性能和续航里程进行了仿真．仿真结果表明：该电动汽车0～96．6km／h的加速时间为7．1s，最大爬坡度为28．4％，续航里程为142km，动力性能指标满足设计要求．

基于RBF神经网络的参数自适应PID变桨控制器的设计

自然界风速的多变性与风机变桨系统的迟缓性会导致风机输出功率的不稳定。为了改善风机输出功率的稳定,首先基于RBF神经网络RBFNN(radial basis function neural network),以功率差作为信号来源,设计了RBF-PID自适应变桨控制器,建立了风力机及变桨距机构仿真模型。其次,建立了2种风况模型,较好地模拟了自然界基本风况。仿真表明:在不同风况下对比常规模糊控制与PID控制,RBF-PID参数自适应方法在风速波动较大的情况下能够更好地稳定输出功率,且减小了变桨的幅值与频率,增加了风机的寿命。

时滞分布参数系统中和控制器设计

首先给出中和控制器设计思路,针对具有时滞特性的分布参数系统,设计中和控制器,讨论此类系统的稳定问题.利用Lyapunov稳定性理论并结合矩阵不等式处理方法,得出具有时滞特性分布参数系统稳定中和控制器存在的充分条件.最后结合所给条件,给出一个数值仿真说明其有效性.

挖掘机混合动力系统控制器设计

为了实现柴油机和电动机的动态协调控制,设计了挖掘机混合动力系统控制器.控制器由功率预处理模块、油门控制模块和工作模式识别模块构成.控制器的输入参数为液压泵扭矩、液压泵转速和蓄电池SOC,输出参数为柴油机油门开度.建立了基于MATLAB的混合动力系统控制器性能仿真模型.对挖掘工况和平整工况下的控制器性能进行了仿真分析.仿真结果表明:控制器能根据载荷变换实时调整电动机的工作状态,在整个工作过程中,柴油机的工作转速基本不变.

分体式磁流变阻尼器设计

为了降低磁流变阻尼器的维修难度,提高磁流变阻尼器的工作可靠性,设计了分体式磁流变阻尼器.该阻尼器由液压缸和磁流变控阀组成.磁流变控阀的内部包含阻尼通道和励磁线圈.通过对磁流变控阀的控制实现阻尼器输出力的控制.介绍了分体式磁流变阻尼器的工作原理.以最大输出力为490N的分体式磁流变阻尼器设计过程为例,给出了磁流变控阀的设计过程和结构参数.

一种风场主动支撑电网的智能自适应控制方法

风电的不确定性和高渗透率,导致电网调度控制难和电网惯量下降等问题,为此提出了基于混合储能的功率分配系数自适应控制策略和基于T-S模糊神经网络的调频功率自适应控制策略。首先,对风场混合储能系统健康状态进行评估;其次,功率分配系数自适应控制器根据各组混合储能系统健康状态系数对风场所有风机输出总功率和调度功率之间的差值进行分配,实现电网调度功率跟踪;最后,调频功率自适应控制器根据电网频率偏差和各组混合储能系统健康状态控制各组混合储能系统为电网提供频率支撑。仿真分析表明,所提出的功率分配系数自适应控制策略能有效分配功率差,减小电网调度控制难度;调频功率自适应控制策略能有效增加电网惯量,为电网提供频率支撑。

我国“弃风”现状与应对措施

介绍了我国风电行业的"弃风"现状,认为能源消费结构仍以煤炭为主,电力管理体制不利于风电发展,风电发展速度大于电网建设速度,风电产能相对过剩,风电发展相关政策落实不到位、风机关键技术水平有提升空间及风电发展受到地方政府利益影响是导致"弃风"的原因。从完善风电发展相关法律体系建设,深入推进能源革命,加强风机关键技术研究,落实风电全额保障性收购管理办法等方面提出了应对措施。