基于多目标协调的混合储能功率自适应分配方法

混合储能具有良好的功率可控特性,在孤岛微网中常被用作功率缓冲器,补偿分布式电源和负荷多变的功率潮流.围绕储能的功率响应问题,本文设计了混合储能的功率控制方案,并提出了一种基于多目标协调的子单元功率自适应分配方法.首先基于对母线功率供求平衡关系的分析,设计了主从并联型储能功率控制方案.其次利用积分器的“时空调零”特性,实现了子单元的功率自主分配;基于此,考虑了不同荷电状态(SOC)下储能最大充放电功率的差异,设计了子单元的SOC分层管理和多目标功率协调策略.仿真结果表明,所提策略实现的功率分配效果满足子单元的功率响应特性;随着超级电容SOCscn偏移加深,所提策略对SOCscn的优化能力越强,初始SOCscn为97%时能提高10.10%的优化性能,这保障了超级电容作为电压源的功率输出能力;所提策略降低了超级电容常态下的蓄电池的输出深度,蓄电池的最大功率深度降低了46.70%,这提高了蓄电池的使用寿命.

主客观方法的寒地传统村落生态治水韧性评价

本文以文献综述和实证研究为基础,运用耦合评价体系对村落人居空间生态韧性要素进行多维分析研究,在对寒地典型村落特征进行判定的基础上,引导形成现代治水防灾规划的启示。首先针对城乡空间环境韧性评价研究方法进行综述,得出了以多维模型耦合评价空间韧性的合理性与实操性;其次,总结不同研究方法结合模式梳理评价因子体系,通过多层筛选确定用于北方村落治水韧性评价方式与模型,通过观察测量无人机与三维模型数据处理技术得到评价数据,用熵值法与耦合协调度模型进行韧性评价,通过结合实例分析构建的评价体系与村落实际情况相符,证明体系的合理性;最后根据评价结果与调研数据综合分析,得出针对村落防灾生态规划建设的新思路。

高温合金环件形性协同锻造工艺参数群智能寻优方法与应用研究

准确快速地选取锻造工艺参数的最优组合方法,对实现难变形材料高温合金环类锻件的形性协同控制具有重要的意义。基于传统锻造工艺参数设计依赖设计人员经验、目标函数选择困难和寻优过程耗时等特点,提出了一种基于群智能寻优的工艺参数优化组合设计方法,实现了难变形高温合金环类锻件形性质量提升。论文以高温合金环形件模锻成形工艺参数最优组合为研究对象,以实现环锻件形性协同控制为目标,设计了考虑环锻件平均等效应变、等效应变标准差以及材料利用率的多目标参数模型;通过对各目标参数进行加权处理,获得了环锻件的综合目标模型;根据中心复合试验法及有限元模拟结果,确定了各目标参数与工艺参数之间的回归关系;利用麻雀搜索算法对综合目标模型进行智能寻优,获得了环锻件锻造工艺参数组合。生产试制结果表明:采用基于群智能寻优麻雀搜索算法获得的工艺参数组合,锻造后环锻件本体晶粒度达到9~10级,晶粒度差值小于1级,有效提高了环形锻件的变形均匀性,实现了高温合金环类锻件形状和性能的形性协同。

数字孪生架构下的智慧微电网多智能体协调优化控制技术研究

随着智能体(微源)的不断接入,为了更好地协调控制微电网,提高经济效益,提出一种数字孪生架构下的智慧微电网多智能体协调优化控制技术。首先借助数字孪生架构设计控制技术框架,在该数字孪生架构下,以微电网运行成本和环境维护成本组成目标函数,以经济支出最少为目标,建立一个协调优化控制模型。然后为了保证微电网的稳定运行,在供需平衡约束、智能体电压约束、爬坡约束、运行容量约束、交易功率约束5个条件下,利用改进粒子群算法实现模型求解,得出智慧微电网多智能体运行优化方案。结果表明:协调优化控制技术应用后较应用前经济支出更少,由此证明所提技术达到了协调控制效果,减少了经济支出。

由主客二分到主体间性:网络治理模式的演进逻辑

网络治理模式由网络管控发展到网络共治,体现了由主客二分转向主体间性的逻辑演进过程。网络管控模式的理论根据在于对主客体进行二元预设,并将二者对立错置,技术与权力被异化为主体,个体受到技术异化和权力异化的宰制而沦为客体,并受到来自技术与权力的双重管控。要实现对网络管控模式从主体到模式的全面变革,需要从底层逻辑上重置主客体、重申社会性和重建认同来共同完成对技术异化、权力异化及人和社会异化的纠偏。网络共治模式得以构建依赖开放的权力系统,并将从根本上否定并扭转基于主客体分化导致的异化现象,进而摒除技术理性的统治缺陷,催生出基于主体间性而形成的权力共治主体。多元权力主体通过交往行动、平等参与和对话协商,最终达成基于合作的尊重理解与交往共识,以交往行为的合理化实现对技术理性的扬弃,落实以主体间性为根基的合作共治。

五相永磁同步电机的分数阶滑模模型预测转矩控制

为了提高五相永磁同步电机控制系统的性能,本文提出了适用于五相永磁同步电机谐波子空间的目标函数构造方法。采用有限集模型预测转矩控制策略,并基于分数阶滑模变结构理论提出了不确定非线性的分数阶速度控制器。仿真结果表明:该控制方法具有减小电机转矩、磁链脉动的效果,同时也提高了空子系统跟随精度;减小了速度超调和响应时间,提高系统稳定性。采用基于分数阶滑模控制的五相永磁同步电机的有限集模型预测转矩控制优化策略具有较强的负载鲁棒性,有良好的动态性能和静态性能,优化的控制系统提高了电机的输出性能和可靠性。

网侧电压跌落下计及无功支撑效能的直流微电网多目标优化策略

当直流微网的并网点电压由于网侧故障等因素发生短时跌落时,并网换流站通常采取最低限度的无功输出策略,以尽量保留直流微网安全运行所需的有功调节裕度。然而,大量案例表明,上述策略过于偏重换流站有功调节裕度对直流微网自身安稳的影响,而忽视了主动无功支撑对交流电网安稳的积极意义。为了获得更为合理的换流站有功-无功分配方式及对应微网控制策略,首先,构建网侧电压跌落期间换流站有功安全裕度-无功支撑效能的量化评估模型。随后,通过分析系统层面的有功平衡与直流电压波动转换关系,以及元件层面的微网内部各元件短时工作限制,获得直流微网在有功调节和无功支撑过程中的动态约束条件。在此基础上,基于INSGA2-DS算法以统筹优化换流站的无功支撑效能与有功安全裕度。考虑到在线应用场景下INSGA2-DS算法的求解时间较长,难以适配电压跌落的时间尺度,提出了“准同步计算,实时匹配”的时序优化策略。针对分布式电源的波动性对准同步计算时效性的负面影响,同步设计一种帕累托曲线映射规则以修正前沿曲线偏差。最后,大量算例仿真验证了所提模型和策略能够获得的有效性。

基于自适应时间尺度小波包和模糊控制的复合储能控制策略

对复合储能系统参与风电波动平抑进行了探讨和分析。首先,传统滤波方法在提取并网功率时以风电波动大的时段确定平滑程度,在不同风电波动场景整体平滑效果差异较大,提出自适应时间尺度小波包方法,能够根据风电波动情况自适应规划滤波时间尺度,同时在时间尺度内自适应确定分解层数,兼顾不同风电波动时段,提高了场景适应能力。然后,基于功率型、能量型储能出力充放电响应分界时间,用所提方法进行内部功率分配,并设计了计及复合储能荷电状态(SOC)优化和能量型、功率型储能协调控制的双目标模糊控制策略,在优化SOC的同时减小对并网功率的影响。最后,依托某风电场典型日数据在MATLAB中验证了所提方法的有效性。

基于虚拟发电厂的火电机组厂级负荷两级分配方法研究

在新能源与火电结合发电中,虚拟电厂可以对电网需求侧进行调节,以减缓新能源发电的波动,起到消纳的作用。在虚拟发电厂概念下以火电厂和风电场作为一个整体,研究机组的负荷优化分配方法,建立了既考虑快速性又兼顾经济性的多目标厂级负荷优化分配数学模型,通过调整各目标函数的权值以满足不同情况下的目标需求,利用捕食遗传算法对数学模型进行求解,该方法改善了遗传算法收敛速度较慢的缺点,最后通过仿真进行试验分析。试验仿真结果验证了模型的有效性,提高了系统对风电的消纳能力。

基于目标函数优化法的风场层一次调频功率分配策略

随着风电渗透率的不断上升,大规模风电参与调频成为风电发展的重中之重,功率分配方法也需更加智能化和简便化。因此,利用目标函数优化法对风场层功率分配进行优化。首先,对整个风电场进行调频功率函数的建模,使整个风电场的实时功率变化值追踪整个风电场待分配功率,将上述两者偏差值最小作为目标函数。其次,通过超短期预测方法得到一定周期内每台风机风速和有功出力的上下限,结合桨距角的变化限度作为约束条件。最后,求解得到各台风机优化后的功率偏差值,将其叠加到各台风机出力的基础值上进行调频。通过与其他功率分配方法对比,验证了目标函数优化法的优越性,其可以提高风电场调频的快速性和可靠性。

中国林业产业生态化综合评价研究——基于中国30个省市的面板数据

为缓解林业经济发展与生态环境之间的矛盾,科学研判我国不同地区林业产业生态化水平及变化趋势至关重要。研究通过中国年鉴提供的数据分析中国林业产业生态发展的各类指标,构建一种新型的林业产业生态化综合评价系统,利用主成分分析、熵权法、N-DEMATEL和TOPSIS等主客观组合赋权方法,综合评价中国各省林业产业的生态发展水平和系统协调度。实证结果表明,技术创新能力是制约我国林业产业生态发展的最重要因素,全国林业产业的生态化发展水平和各种因素的协调程度有明显的区域差异。对林业产业生态化发展水平的研究有助于促进林业产业的绿色转型和升级,并依据各级省市的当地条件提供针对性的对策建议。

基于特征融合的配电网源-荷-储完全分布式协调控制方法

为解决电能供不应求难题,优化削峰填谷效果,控制配电网功率,提出基于特征融合的配电网源-荷-储完全分布式协调控制方法。通过改进K-均值聚类方法融合配电网特征,以有功功率波动及配电系统网损最小为目标函数,以节点潮流和负荷转化平衡等为约束条件,构建配电网源-荷-储完全分布式协调控制模型。试验结果表明:削峰填谷效果突出,且配电网功率曲线更加平缓。完成配电网源-荷-储完全分布式协调控制,为相关领域的研究提供参考。

配电网分布式电源和储能协调控制方法研究

近年来,随着国民经济的飞速发展,能源的需求量也越来越大,使得环境污染状况越发严重。为了防止环境恶化,人们开始关注如何更好地利用清洁能源,分布式电源也因此在各个领域得到了广泛的应用,但应用分布式电源的同时也使得配电网的协调控制问题更加复杂。为解决这个难题,首先将风机作为研究对象,基于模糊理论提出了一种新的多目标协调控制策略,最后基于仿真平台验证策略的有效性。

双馈型风电场群无功分层协调控制策略

针对目前风电场群无功补偿多以单场独立控制为主,且各风场间缺乏无功协调控制机制的特点,提出一种适用于双馈型风电场群的分层无功补偿策略,特别关注了双馈型风电机组/风电场的无功调控能力,并基于风电功率波动特性分析,根据当前时刻风电有功出力,对其下一时刻的无功调控能力范围进行了概率评估。该策略分3层实施:场群层,根据场群汇集站中枢点电压确定整个场群无功补偿任务;子场层,基于多目标函数模型及遗传算法对各单场分配无功任务;机组层,各单场控制子站实施上层控制下达的指令,并完成场内风机无功分配任务。算例研究表明,该控制策略能够实现各风场无功补偿任务的优化分配,充分利用了双馈风机的无功调控能力,可提高风电场群的静态电压稳定性。

基于模拟驾驶员多目标决策的汽车自适应巡航控制算法

汽车自适应巡航控制系统根据本车与前车之间的相对距离和相对速度,综合考虑车间行驶安全性、本车纵向动力学特性和驾乘人员的舒适性等多个相互关联且存在一定矛盾的性能指标,实现本车与前车安全车间距的保持控制。针对这一多目标协调控制问题,本文在动态输出反馈控制框架下,模拟真实驾驶员对车间距控制的行为特性,利用汽车行驶状态和控制变量建立了安全性、轻便性、舒适性和工效性指标,进而基于不变集和二次有界性理论提出了以上多性能指标的动态协调控制机制,建立了一套自适应巡航控制系统的车间距控制算法。最终通过跟随、驶离和切入3种典型工况的仿真,验证了算法对安全车间距保持和协调多性能指标的可行性和有效性。

基于目标全息反馈的STATCOM与发电机励磁的多目标非线性协调控制

针对以往静止同步补偿器(STATCOM)数学模型具有较多约束条件的问题,以STATCOM内部并联电容的直流电压Udc为切入点,采用STATCOM的脉冲控制角和STATCOM超前系统电压角为控制量,提出一种新型的STATCOM数学模型。借助非线性多目标控制设计理念,选取6个跟踪状态目标;基于目标全息反馈控制原理,将非线性系统的多目标控制问题转换到线性系统中,得到包含全部控制目标反馈信息的非线性控制律u,完成了凸极式发电机励磁与STATCOM协调控制策略的设计,并通过单机无穷大系统对其进行暂态仿真。仿真结果表明:利用目标全息反馈非线性控制设计方法设计的协调控制律能较好地改善发电机的输出特性,有效地抑制系统电压的静态偏移,改善电力系统的暂态稳定性,提升系统协调控制的动、静态性能。

含直流潮流控制器的交直流混合系统多目标最优潮流研究

直流潮流控制器是直流电网潮流分析与控制领域的研究热点,一般安装在枢纽换流站的直流母线处,能够有效提高直流电网的潮流控制自由度。在交直流混合系统中加入直流潮流控制器并在直流电网中建模,把网络损耗、静态电压稳定指标和电压偏移量作为优化目标进行潮流优化,依据优化结果协调换流站和直流潮流控制器分步调整交直流系统潮流,实现了换流站和直流潮流控制器的协调控制。利用所提出的协调控制方法可使系统从某个状态安全稳定地过渡到另一个状态,在提升系统经济效益的同时,也可以减小网络损耗、电压偏移量,提高静态电压稳定裕度。利用Matlab对混合系统进行潮流优化,以一个五端混合系统为例,验证该方法的有效性。

多站点无功补偿装置的多目标协调控制

针对目前500 kV变电站中无功补偿装置所采用的单独补偿控制方式,提出一种多目标协调控制方式来克服无功补偿装置缺乏协调且损耗较大的不足。该方法将变电站内低容/低抗装置纳入SVC的控制体系,并考虑站与站之间无功补偿装置的相互影响,以节点电压偏差和无功补偿装置总损耗最小为目标建立多目标无功协调控制模型。根据无功协调控制中变量敏感度不同、局部搜索能力不足的特点,将控制变量划分为敏感变量和非敏感变量,采用具有二级搜索的改进NSGA-II算法求取其Pareto最优解集。对南方电网中电压耦合较强的2个变电站在3种不同负荷水平下进行无功协调控制仿真,结果表明优化结果能够根据控制需要为决策者提供多种最优的协调控制策略。与常规NSGA-II算法和法线边界交叉算法的对比,表明改进NSGA-II算法得到的Pareto解集具有更优的收敛曲线及分布性。

水库水沙联合调度多目标决策模型

针对水库运用过程中蓄水与排沙之间的矛盾,本文首先建立了水库防洪、发电及航运调度子模型;然后,以水库防洪、发电及航运效益为基本目标,应用多目标决策方法,建立了水沙联合调度多目标决策模型;为减少水沙联合调度计算的工作量和难度,以子模型计算结果为基础,建立水库运行参数与目标之间的函数关系,将各目标有机地联系在一起,据此合理进行水沙联合调度;最后,将该模型应用到三峡水库汛末蓄水的研究中,得到一个兼顾各目标要求的蓄水方案。

互联电网电压/无功协调优化控制模型

电网互联为一体,而各控制中心的电压/无功控制系统却采用独立的计算模式,缺乏彼此间的协调,可能造成无功分布的不合理,甚至导致控制振荡。以电网有功、无功解耦后的网络方程为基础,基于电网的分解协调计算思想,推导了进行区域电压/无功控制时互联电网间的相互影响关系;并利用最优匹配注入流法,估计相连电网的最优无功注入量,得出兼顾本区域电网和相连电网经济运行的电压/无功协调控制模型。通过2类互联电网仿真算例及某实际电网算例,验证了所述模型只需很少的互联电网间的信息交换,即可有效地实现电压/无功协调优化控制。