基于磁耦合谐振的多自由度电机无线电能传输

针对多自由度电机无线电能传输中传输效率较低的问题,提出基于磁耦合谐振的多自由度电机无线电能传输方法。该方法根据共振原理构建磁耦合谐振式无线电能传输模型,通过反射系数描述阻抗匹配状态,获取最佳负载阻抗;采用混沌优化算法优化电机线圈损耗率,实现多自由度电机无线电能传输优化。实验结果表明,应用该方法后,多自由度电机的电能输出功率达到了893 W,传输效率提升了0.10以上,提高了电能输出功率和传输效率,方法有效,具备可行性。

垃圾渗滤液污水处理设备的臭氧投加复合抗扰控制

垃圾渗滤液污水处理设备中的臭氧投加系统具有大时滞、大惯性和多扰动的特点,导致难以实时调整臭氧投加量,从而影响后续设备出水水质。针对以上问题,在水流量比例的控制方面提出一种基于扰动观测器的改进型Smith预估器与滑模控制相结合的复合抗扰控制。其中,滑模控制为主控制器,扰动观测器用于估计出系统的集总扰动并反馈至前向通道消除扰动的不利影响,以便于Smith预估器更好地进行时滞补偿。仿真和实验结果表明,复合抗扰控制相较于PID控制和自抗扰控制具有更好的控制性能和抑制扰动的能力,能够有效提高垃圾渗滤液污水处理设备的出水水质。

无线电能传输系统最大效率追踪及恒压输出复合控制方法

针对无线电能传输(WPT)系统的传输效率受耦合线圈之间的互感以及负载影响的特点,该文提出一种基于阻抗匹配技术的最大效率追踪及基于前馈PI控制的恒压输出复合控制方法。首先,对双边LCC型WPT系统的参数和传输效率进行分析,通过调整系统参数优化系统的传输效率。其次,在二次侧使用DC-DC变换器采用阻抗匹配的方法实现最大效率追踪,同时在一次侧采用DC-DC变换器利用前馈PI控制器闭环控制负载端电压实现恒压输出。该方法中,效率追踪和电压控制之间相互独立,互不干扰。此外,该方法还通过系统工作时的电路参数来估算线圈间的互感值,并通过线性拟合的方法对该估算互感值进行修正,得到更精确的互感估算值。最后,通过搭建实验平台验证了该方法的可行性和有效性。与PI控制相比,前馈PI控制方法在快速性和抗扰动性上均具有明显优势。

基于补偿拓扑切换的MCR-WPT最大效率追踪方法

针对串联串联(S-S)和串联并联(S-P)补偿拓扑结构在大(小)负载场合传输效率低的问题,提出了基于补偿拓扑结构切换的磁耦合谐振式无线电能传输(MCR-WPT)系统最大效率追踪方法.通过建立S-S、S-P等效电路模型提取谐振补偿网络参数,将系统最大传输效率切换点的寻优过程划分成轻载与重载两种工作模式,并使用有源阻抗匹配的方式对系统最大效率点进行自适应追踪.仿真测试结果表明:所提方法在轻载模式下能够维持原有系统最大传输效率,约为84.5%;在重载模式下效率由84.5%提升至91.6%,验证了该方法的有效性.

基于CEEMDAN-PE-WPD和多目标优化的超短期风电功率预测方法

为了提高风电功率预测的精度,提出了一种基于总体平均经验模态分解(complete ensemble empirical mode decomposition with adaptive noise,CEEMDAN)、排列熵(permutation entropy,PE)、小波包分解(wavelet packet decomposition,WPD)和多目标优化的超短期风电功率预测方法。首先,利用CEEMDAN、PE和WPD构成的信号处理方法降低原始风电信号的随机性和波动性;然后,将分解后的子分量输入到长短期记忆(long short-term memory,LSTM)神经网络,并且利用精英T分布麻雀优化算法(elite t-distribution sparrow optimization algorithm,ETSSA)优化LSTM的隐藏层单元数,提升LSTM网络的预测性能;最后,建立多目标优化损失函数,将准确率、稳定度和合格率3个优化目标同时加入到损失函数中,综合提升模型的预测性能。对内蒙古某地区风力发电场的实测数据进行实验分析结果表明,与其他经典预测方法相比,所提方法提升风电功率预测性能有显著效果,并且在不同季节风况下预测效果良好。

基于CEEMD和改进SSA-LSSVM风功率预测模型

为了保证电力系统的安全有效运行和便于调度人员调度,准确的风功率预测就变得极为重要,同时更高精度的预测模型也变为了研究热点。针对传统麻雀搜索算法(SSA)存在着容易出现局部最优解与全局搜索效果较差的问题,提出加入混沌序列与交换学习策略的麻雀算法对最小二乘支持向量机(LSSVM)的惩戒和核函数参数寻优,避免了单一预测变量精度不高的问题;同时为了解决预处理数据自相关性,采用完备总体经验模态分解(CEEMD)对其分解,有效降低预测曲线滞后性;最终提出基于CEEMD和改进SSA-LSSVM的超短期风功率预测模型。仿真结果表明:该模型在一定程度上提高了预测精度,提升了该模型在风功率预测中的实际应用价值。

三线圈无线电能传输系统恒压输出研究

针对自动引导车(AGV)无线电能传输(WPT)系统中磁耦合机构偏移影响输出电压稳定的问题,在输出并联型LCC/Multi-S的基础上提出了一种新型三线圈结构的WPT系统。该系统采用一种新型类中国结(CK)线圈结构和DDQ线圈作为磁耦合机构,通过合理参数配置,不仅实现了与负载无关的恒压(CV)输出,并且实现了X方向、Y方向以及XY方向同时偏移时的CV输出。利用COMSOL有限元仿真工具对该磁耦合机构的互感特性进行了仿真分析,从理论上证明了系统在线圈偏移的工况下能够实现CV输出;最后,搭建了试验平台验证了理论分析的正确性和可行性。

基于改进核极限学习机的风电功率短期预测

针对环境变化造成风力发电功率波动大和核极限学习机易陷入局部最优解的问题,构建了一种基于完全噪声辅助聚合经验模态分解(complete ensemble empirical mode decomposition with adaptive noise analysis,CEEMDAN)、小波阈值去噪和粒子群算法优化核极限学习机的风电功率短期预测模型。首先,利用CEEMDAN对风力发电输出功率密切相关的环境因素进行分解,得到若干个规律性较强的模态分量,利用阈值去噪法对含噪声较多的第一模态分量进行去噪,削弱环境因素的非平稳性;然后,将分解后的子分量和风电功率历史数据作为粒子群优化后的核极限学习机算法的输入进行预测;最后,选用河北张家口某风电场的实测数据进行实验对比分析。实验结果表明:所提出的改进风电功率预测组合模型的预测精度更高,适应于不同季节环境下的风电功率预测。

基于改进型延时观测器的电热炉温度复合控制方法

电热炉温控系统自身具有大时滞和大惯性的特点,常规控制方法难以实现炉温预期的控制效果。针对此问题,提出一种基于改进型延时观测器的电热炉温度复合控制方法,将扰动观测器与延时观测器相结合,在消除系统集总扰动的同时,估计出时滞前的状态变量,简化滑模控制器的设计,提高系统的抗干扰能力,消除时滞危害。将所提控制方法与GPC控制、基于Smith预估器的模糊自适应PID控制进行仿真对比,结果表明:所提控制方案的响应速度更快,超调量几乎为零,抗干扰能力更强,鲁棒性更好。

基于WPT-VMD-BP的孤岛检测法

针对现有被动孤岛检测法检测盲区大、准确率不高的问题,提出了一种小波包(Wavelet Packet Transform,WPT)、变分模态分解(Variational Mode Decomposition,VMD)和BP神经网络相结合的孤岛检测法.采集光伏电站公共耦合点(PCC)处工况数据,并利用WPT对电压波形中的特定频率成分进行滤波;采用VMD将滤波信号分解为具有不同中心频率的模态分量,并将其合成所需的电压特征向量;利用BP神经网络对工况数据进行学习分类,判断是否发出并网断路器跳闸信号.通过PSCAD/MATLAB联合仿真,验证了所提孤岛检测法的有效性,并探究了不同干扰工况下该检测法的抗干扰性能.

电力电子电抗器拓扑结构与阻抗变换分析

可变电抗器是电力系统中调压调功控制、谐波治理和无功补偿的关键设备。电力电子电抗器是一种新型的可变电抗器,它采用电磁技术、电力电子技术、控制技术、计算机技术等实现阻抗值的连续可调。这里介绍了电力电子电抗器的拓扑结构,分析了其阻抗变换原理,对其阻抗变换进行了仿真,并将其应用在电机软起动中,给出了实验结果。仿真及实验结果表明,基于电力电子电抗器阻抗可连续变化的特性,可将其应用在电机软起动、无功补偿、谐波抑制等方面,具有良好的应用前景。

基于恒定电流策略的电动机软启动系统研究

针对高压大功率电动机启动电流过大问题,提出了一种基于电力电子电抗器的软启动限流与补偿一体化方法,为了保证启动过程中有足够大的启动转矩,并能将启动电流限制在设定的范围,采用恒定电流策略对软启动控制系统进行了设计。在仿真阶段,针对电动机铭牌数据与仿真参数不一致问题,提出了一种实用的电动机参数离线计算方法,该方法可以方便、准确地获得电动机的仿真参数。最后,仿真和试验结果验证了该软启动系统良好的启动性能。

省属“双非”院校校企联合培养研究生科研创新模式研究

省属“双非”院校由于项目经费、科研条件和师资队伍等方面存在一定的不足,加之研究生生源主要来自普通院校,其研究生的科研创新能力有待提高。文章分析了目前校企联合培养研究生科研创新能力方面存在的不足,探讨了针对省属“双非”院校的校企联合培养研究生科研创新能力模式,对提高其它院校研究生培养质量具有一定参考意义。

自耦磁控软起动器起动性能分析

为解决自耦降压存在的电流二次冲击问题,提出自耦磁控(ATMC)软起动方法。该方法将降压技术与调压技术相结合,充分利用自耦降压起动方式从电网吸收电流小及磁控调压方式起动电流平滑的优势,具有起动电流小、起动过程平滑的优点。介绍了ATMC软起动器的拓扑结构,分析了该软起动器实现电流平滑调节的原理,并进行仿真和试验,结果均表明ATMC软起动器起动性能良好,具有较好的应用前景。

采用矩阵建模方式的冷热电联供系统运行优化

设计一种含风力发电的冷热电联供(CCHP-Wind)系统,建立该系统优化运行模型.设定矩阵建模的优化运行方式,并以综合指标作为衡量标准,与传统的运行方式进行比较.建立系统的优化运行数学模型,采用序列二次规划算法和遗传算法对系统运行优化模型进行求解,确立系统的最优运行方式.以武汉某宾馆作为研究对象,根据4个季节不同的冷热电需求和风力资源,对CCHP-Wind系统的优化运行进行实证分析.结果表明:所设定的矩阵建模优化运行方式与传统的运行方式相比,不仅能够合理分配系统的能量流动,满足系统的各项需求,而且能够有效避免能源浪费.

基于电力电子电抗器的起动补偿一体化装置

针对高压大功率电动机起动电流大、起动过程中功率因数低的问题,提出一种基于电力电子电抗器的软起动无功功率补偿一体化方法,设计了该一体化装置的拓扑结构,研究分析了该一体化装置的工作原理。针对起动过程中无功功率补偿问题,采用无功功率就地补偿方法,减小起动引起的电网降压。为了获得较好的无功功率补偿效果,提出一种实用的基于电网压降允许值的无功功率补偿量工程计算方法,该方法可以准确地计算出无功功率补偿量。最后,以19 000 kW/10kV电动机为对象,通过仿真及实验验证了该一体化装置可以有效减小电动机的起动电流,提高电动机起动过程中的功率因数,减小电动机起动过程中的电网电压降幅。

智能型静止进相器研制

智能型静止进相器是专为大中型绕线式电动机节能降耗设计的无功功率就地补偿装置。它串接于交流绕线式异步电动机的转子回路,用以提高电动机的功率因数。详细介绍了智能型静止进相器的工作原理、系统设计、硬件及软件设计,并给出了系统调试结果。经在水泥厂磨机、风机等大功率电动机上使用后,证明节能效果明显,功率因数由0.75提高到0.96以上,定子电流下降约20%。

采用小波分析和神经网络的短期风速组合预测

为了提高风速的波动性与随机性预测精度,提出小波分析和神经网络组合的风速预测模型.该方法利用小波分解将风速分解为一列频率不相同的分量,并利用二插值进行重构;根据各个分量的频率特征,选择合适的模型分别进行预测;高频分量采用组合神经网络预测,低频分量采用合适的单一模型直接进行预测;将各预测值叠加得到最终预测值.算例分析表明:相较于单一预测模型,所提方法的预测精度得到大幅提升,更加贴近实际风速曲线,预测结果更具可靠性.

考虑直流负载率的交直流混合微电网优化配置

直流微电网无需同步和频率调整,可以直接与直流负载和分布式储能连接,受到广泛的关注。考虑到现有微电网中大量的交流负荷和电源,交直流混合微电网的解决方案应运而生。提出了考虑直流负载率的混合微电网规划模型,以微电网总体规划成本最小为优化目标,分析了微电网中不同直流负载率对规划的影响。通过对模型的求解。确定分布式能源的装机容量和发电组合,以及各母线的类型。通过算例仿真,模拟不同直流负载率下的微电网规划结果,验证了该模型的可行性和经济性。

基于麻雀算法的MCR-WPT系统传输特性研究

针对磁耦合谐振式无线电能传输(MCR-WPT)系统传输效率低的问题,提出了一种基于改进麻雀搜索算法(SSA)的参数设计方法,实现了系统传输效率的优化。建立了两线圈MCR-WPT系统的电路模型,推导了输出功率、传输效率与频率、耦合系数、负载阻值之间的关系式。通过控制变量法研究分析了频率、耦合系数、负载阻值对系统输出功率和传输效率的影响。运用混沌反向学习策略改进了SSA,并通过改进算法对上述3个参数进行寻优得到了最优解及其对应的系统参数值。仿真结果表明:该算法可以有效提升MCR-WPT系统的传输效率,且最高传输效率可达91%。