抢抓协同创新发展机遇 推进地方高校快速发展

"2011"计划是我国第三个高校创新能力提升计划,给地方高校科学研究机制体制改革提供了历史机遇,赢得了高平台、高层次的发展机会,有利于充分发挥地方高校的地域优势和办学特色。地方高校开展"2011"计划也面临困难:发展平台相对较低,拥有的创新资源相对不足;人才培养定位目标与协同创新体的建设要求有较大区别;管理制度与管理水平滞后于经济社会发展。地方高校开展协同创新能力建设离不开高校自身的转变和各级政府政策的大力支持。

基于尾流效应的海上风电场有功出力优化

以海上风电场风速平稳和尾流效应影响距离远为背景,提出基于尾流效应的海上风电场有功出力优化方案,使风电场各机组有功出力之和大于传统单机最大风能捕获方案。挖掘风电机组有功出力和尾流效应的关系,给出基于有功控制的尾流定量调控方法,并建立了风电场有功出力优化模型;重点研究了基于现有计算资源实现控制策略的方法:根据尾流传播路径,对风电场进行分组,有效降低控制对象数;根据风电机组运行与有功控制特性,降低优化方程求解的搜索空间,抑制计算规模;通过数据拟合,降低优化变量数,将离散域优化问题转化为连续域优化问题,便于使用具有广泛公信力的优化算法。仿真结果表明,提出的方案能有效提升风电场功率,在不增加风电硬件设备投资的前提下,提高风电场效益。

机组间偏航和有功功率综合协调的海上风电场增效方法

以海上风电场风向和风速较稳定,尾流效应对风电场功率影响明显为背景,综合协调机组间偏航角、有功功率,改善机组间气动耦合,提高各机组有功功率之和。给出了考虑偏航的尾流模型,克服了经典尾流模型边界处不连续导致风电场功率优化困难的问题。然后建立以机组偏航角和诱导因子为调节手段的风电场有功功率优化模型。继而,基于尾流传播路径,对机组进行分群,将风电场整场优化问题转化为各群内部优化问题,减少优化对象数,降低问题规模。重点结合在线仿真和机器学习技术,提出各群内部功率优化问题求解方法。最后将优化结果整定为机组参考有功功率和参考偏航角,各机组据此运行。该方案计算开销小,无需额外增加风电场控制系统计算资源,对通信环境无特殊要求,同时,仿真结果表明,提出的方案能有效提升海上风电场有功功率,提高风电场经济效益。

基于电能质量态势感知的分布式发电主动运行决策方法

可再生能源的随机性和不确定性使得电网运行环境异常复杂,对配电网电能质量产生很大影响。为解决配电网电能质量问题,首先利用态势感知技术,在广域时空范围内,对涉及配电网电能质量变化的各类信息元素进行采集、理解与预测,准确有效地掌握电能质量变化态势;其次,在精准预测电能质量未来变化趋势基础上,通过对微电网变流器主动运行决策模式的控制,来改善配电网电能质量。文中提出了电网与微电网变流器之间的信息交互架构,利用马尔可夫决策过程建模知识,建立了变流器态势感知与主动运行决策马尔可夫决策模型,并提出先进变流器控制策略,以实现对配电网的态势感知与最优运行模式决策,为解决电网电能质量控制提供了更多有效的手段,保证了配电网的安全可靠运行。

燃料电池汽车用三输入直流变换器能量管理策略

本文提出一种新型非隔离三输入双向DC-DC变换器,将燃料电池、超级电容、蓄电池3个能量单元与直流母线连接,组成电动汽车新型混合动力系统。该变换器具有结构精简、可实现双向的升降压、输入输出电压同极性、各种输入源可单独或同时向负载供电等优点。将小波变换与模糊控制应用于混合动力系统能量管理策略中,其中小波变换对负载功率需求信号进行实时处理,依据变化频率进行能量分配,模糊控制对系统中能量流动进行管理。该方法可满足车辆负载所需功率,同时改善系统性能,减少燃料消耗。通过在MATLAB中建模和仿真,验证了理论分析的正确性和能量管理策略的有效性。

考虑风电接入和气电转换的综合能源系统日前区间优化

针对气电综合能源系统优化调度中未充分挖掘可调度因素、未充分考虑风电预测误差不确定性的现状,研究含风电的气电综合能源系统日前区间优化调度方法。首先,基于区间数学对风电出力的不确定性进行区间描述,综合考虑抽水蓄能、气电双向转换以及需求响应等资源和技术,并用区间数学表示优化目标和优化约束,构建含高比例风电的气电综合能源系统日前优化模型,综合优化系统的经济性、环保性。然后,基于区间序关系和可能度的方法将区间优化模型转化为确定性优化模型,继而采用Jaya算法进行求解,保证求解的高效性和解空间的可行性。最后,进行算例分析,仿真结果验证了综合利用抽水蓄能、气电双向转换以及需求响应等要素对系统进行区间优化,能取得优化效果上的优势,并能为系统调度人员提供风电不确定度对系统优化影响的信息。

楼宇直流微网用直流母线功率分级控制的新型多输入直流变换器研究

针对传统多输入变换器存在的输入/输出电压反极性、分布式能源汇集结构复杂等问题,提出一种新型多输入直流Buck-Boost变换器,有效实现楼宇直流微网中的风光混合供电,且将蓄电池直接嵌入变换器中,减小体积和降低成本。该变换器具有电路拓扑简洁、可实现升/降压、输入/输出电压同极性、各种分布式输入源可单独或同时向负载供电、蓄电池能根据负载功率变化吸收或释放功率等优点。以三输入为例分析了变换器的工作模式、推导其输入输出特性、提出基于直流母线功率的分级控制实现能量管理。通过Matlab/Simulink平台的仿真实验验证了该变换器的可行性和控制策略的有效性。

风电参与一次调频下电力系统的动态潮流计算

风电机组参与电网一次调频是风电技术发展的趋势,其一次调频特性不同于常规同步发电机组。动态潮流主要模拟电力系统出现扰动后的一次调频过程,其计算主要由频率计算和常规潮流计算两部分组成。针对含风电一次调频电力系统的动态潮流计算,建立采用超速与变桨协调调频控制策略的变速风电机组一次调频特性;频率计算中提出不平衡功率分段分配方法,并采用一级三步RK法求解系统频率微分方程;常规潮流计算中提出4种新型节点类型,采用传统牛顿拉夫逊法求解节点功率方程组。改造后的IEEE 14节点算例系统动态潮流计算结果验证了所提方法的正确性和有效性,为风电参与一次调频的分析及其控制系统设计提供了一定的依据。

一种减少DCT变换块效应现象的高效后处理方法

基于DCT变换的图像压缩技术中,解码端重构图像时,图像块边界会出现块效应现象.针对DCT变换产生的块效应现象,提出一种减少块效应的后处理方法.在解码端将图像块构成新的组合块,然后根据组合块的图像特性进行区域划分,再根据区域的不同,分别采用不同系数的中值滤波器来减少块效应现象.实验结果表明,该算法速度快,效率高,实时性强,且有效地减少了DCT压缩算法造成的块效应现象.

基于稀疏自动编码器深度神经网络的电能质量扰动分类方法

针对智能电网日益突出的电能质量扰动问题,提出了一种基于稀疏自动编码器(SAE)深度神经网络的电能质量扰动分类方法。利用SAE对电能质量扰动原始数据进行无监督特征学习,自动提取数据特征的稀疏特征表达;通过堆栈式稀疏自动编码器(SSAE)进行逐层学习,获得电能质量扰动数据的深层次特征;将其连接到softmax分类器进行微调训练,并输出电能质量扰动事件分类结果。利用已添加高斯白噪声的数据对SSAE进行训练,以提高其特征表达的抗噪声能力。仿真结果表明,所提方法能够准确地识别包含2种复合扰动在内的9种电能质量扰动信号,并且具有很好的鲁棒性。

基于PSO-BP的风电机组齿轮箱故障诊断

齿轮箱作为风电机组重要的传动部件,故障发生率较高,对其进行故障诊断具有十分重要的意义.针对BP神经网络在风电机组齿轮箱故障诊断过程中,存在收敛速度慢、易陷入局部极值点、学习效率低的问题,本文利用PSO算法优良的全局搜索能力对BP神经网络进行优化和训练,在一定程度上提高了BP神经网络的收敛速度和稳定性,并将优化后的BP神经网络用于风电机组齿轮箱故障诊断.实验结果表明,经PSO优化的BP神经网络能够准确、有效地识别风电机组齿轮箱故障类型.

基于负荷转移调度的高耗能企业电能需量控制

针对需量控制下高耗能企业用电响应的问题,基于现行两部制电价的前提下,考虑生产的基本电费成本,提出一种负荷转移调度的高耗能企业电能需量控制方法。本文采用Elman神经网络进行负荷预测,以最小化基本电费成本为激励,建立高耗能企业日前负荷转移调度模型,增大高耗能企业最大需量控制的可调控范围。并通过算例表明,在某钢铁企业实施负荷转移调度模型与不实施需量控制相比,日均基本电费降比约2.7%;比仅有智能设备实时需量控制时日均基本电费降比约1.04%。

基于粒子群算法的风电系统机侧PI控制器参数自整定

在基于永磁同步发电机的风电系统机侧仿真模型中,常用PI控制器对转速和电流进行双闭环控制,但仿真模型存在控制器数量多、常用参数整定方法难以同时确定多个PI控制器的参数等问题。文章建立了风电系统机侧模型,将粒子群算法(PSO)与仿真模型相结合,以模型的误差性能指标作为算法的适应度值,利用粒子群算法强大的寻优能力,对模型中PI控制器的参数进行自整定,从而将参数整定问题转化为算法寻优问题。仿真结果表明:该算法能够同时实现多个PI控制器参数的自整定,且得到的输出曲线均能达到预期的要求。

基于Fisher判别的风电变桨系统数据处理

风电变桨系统因为风速的变化而频繁变桨,长期处于恶劣的工作环境,使得风电场的运行与维护成为了最严峻的问题.现场对风电机组变桨系统的检测大多依赖于SCADA报警系统.由于SCADA系统没有综合考虑变桨系统各子系统以及风机运行参数间存在的强耦合性,每当故障发生时,检测系统总是出现一连串无序的报警信息,为故障停机后的维修造成了困难.针对报警数据的无序,基于风电SCADA系统的运行数据,通过Fisher判别法将数据进行识别分类,从而对故障源进行定位,并且用实验验证了分类器良好的分类效果.仿真和实验结果证明了方法的可行性,能够为后续的故障诊断和检修提供参考指导.

永磁直驱风电机组变流器低电压穿越控制策略

针对永磁直驱风力发电机组低电压穿越问题,对传统的变流器控制策略进行改进.机侧变流器控制在传统策略的基础上加装功率控制器,在电压跌落期间,通过功率控制器减小发电机有功电流输出,从而限制发电机输出有功功率,减轻变流器直流侧压力.网侧变流器控制在传统控制策略的基础上增加了对电网无功补偿的控制,在电压跌落期间,根据国家标准对电网注入动态无功电流.仿真结果表明,在不借助传统控制策略在低电压穿越过程使用硬件辅助电路的情况下,能够直接通过改进型变流器控制策略,实现风力发电机组低电压穿越.

低电压型风电变桨交流变频电机的研制

针对低电压型风电变桨伺服系统的匹配要求,设计了低电压型大电流风电变桨交流变频伺服电机,使用有限元分析软件,采用场路结合的设计方法对该电机进行了建模与仿真,再依据仿真结果试制了样机,通过试验验证了电机的性能,电机性能满足设计要求,为进一步优化与系列化设计提供了基础.

新型兆瓦级直驱风电双变流器—能量回馈式试验系统研究

针对现有风电变流器试验系统能量损耗高、试验效率低的问题,提出了一种新型能量回馈型的双变流器试验方案,试验系统采用两台兆瓦级永磁直驱风电被试变流器对拖的形式,中间设计解耦控制环节,并搭建了变流器试验软硬件平台,对两台MW级风电变流器进行了相应试验.试验数据表明,该系统试验效率高、输出电流谐波小,试验损耗低,试验方法灵活,完全满足风电变流器试验要求.

风电机组变桨永磁同步电机设计及仿真分析

根据风机变桨系统的要求,确定风电机组变桨永磁同步电机的主要尺寸、定子槽型和转子结构选型.永磁体选材及其尺寸设计,采用场路结合的分析方法,对电机进行磁路仿真、磁静态场和瞬态场仿真,获取符合电机设计技术要求的空载和负载参数,同时根据所得磁密图和电机特性曲线图,对电机性能进行了仿真分析,验证了永磁同步变桨电机电磁方案的正确性.

风电机组偏航交流变频电机的研制

为提高风电机组偏航系统的控制精度和响应速度,根据风电机组对偏航系统驱动性能要求,对驱动电机参数进行优化计算,并利用有限元软件进行了仿真分析.在此基础上,设计了一种交流变频偏航驱动电机,对样机进行了试验验证.试验结果显示该变频电机的性能达到了设计要求.

基于气热法对风电机组叶片除冰的研究

文基于气热法原理对风电机组叶片防除冰系统进行研究,探讨气热法对风电机组叶片除冰的可行性。根据实际情况设计了叶片气热除冰系统,同时对该系统进行了挂机试验。试验结果表明该系统对叶片除冰效果明显,具有一定的实际意义。在试验过程中风电机组本身以及叶片加热除冰系统均无异常现象发生,本研究为后续针对不同风电机组机型的加热除冰系统的设计提供指导作用。