结温导向的牵引变流器寿命优化控制

结温是影响绝缘栅双极型晶体管(IGBT)寿命的主要因素。为了提高地铁两电平牵引变流器寿命,提出一种降低结温的异步牵引电机双矢量模型预测转矩控制(DVMPTC)策略。将传统DVMPTC的第二个电压矢量选择范围缩小在与第一个电压矢量不切换或仅切换一次的范围,降低IGBT开关损耗的同时减小系统计算量;在代价函数中约束IGBT及其反并联二极管的损耗,动态加入损耗因子,并赋予权重系数,使得最优矢量的选择兼顾控制性能与降低损耗。通过仿真分析,本文所提方法相较于传统基于分段调制算法的直接转矩控制策略,降低了结温及其波动,提高了牵引变流器寿命。

“碳双控”形势下炼化企业的生产经营计划优化

随着我国“双碳”战略稳步推进,从能源消耗总量和强度双控(能耗双控)转向碳排放总量和强度双控(碳排放双控)的新形势对石油石化行业节能减碳提出了更高的要求。本研究从石化产业链的关键环节——炼化生产经营和计划优化的角度出发,探索炼化企业在不改变现有生产工艺和能源结构、不增加额外投资的前提下,通过优化生产方案实现碳减排的新途径。通过梳理某炼化一体化企业A和燃料型企业B的生产过程碳排放情况,创新间接排放因子计算方法,对企业每套装置的碳排放量进行精准测算,将炼油厂的碳排放量测算精度从全厂级别推进到装置级别。并进一步将装置的碳排放量纳入生产计划优化模型,研究了装置级碳排放对企业计划优化的影响,研究发现在原油加工量和乙烯产量等条件不变的情况下优化减碳空间至少3%,为A和B企业在实际生产中提供了切实可行的碳减排解决方案。

价值函数级联的PMSM双矢量模型预测转矩控制

针对永磁同步电机有限集模型预测转矩控制(FCS-MPTC)存在的权重因子难以确定,电磁转矩和磁链波动较大的问题,提出了一种价值函数级联的双矢量模型预测转矩控制策略。首先,根据基本电压矢量对电磁转矩的作用效果,将电压矢量分为两类,并设计了一种新的双矢量组合规则;其次,为了保证所选的双矢量组合在控制过程中能有效抑制转矩和磁链的波动,将其波动程度纳入到价值函数的寻优计算中,并通过构建级联结构消除转矩与磁链之间的权重因子;最后,在MATLAB/Simulink中搭建模型进行仿真,仿真结果表明所提控制策略在无权重因子参与的情况下能有效降低电磁转矩和磁链的波动。

A Control Strategy for Grid-connected Inverters With LCL Filters

把LCL滤波器作为电压源型并网逆变器与电网的接口已受到广泛关注。与单电感L滤波器相比，利用电感值较小的LCL滤波器对入网电流的高次谐波具有显著的衰减效果，特别是在低开关频率的大功率并网逆变系统应用中更具明显优势，但是仅采用直接入网电流控制时，LCL滤波器接口的并网逆变器系统存在稳定性问题。该文采用电网侧电感电流和逆变侧电感电流双闭环控制策略对并网电流进行直接控制，电网侧电感电流作为外环更容易抑制并网电流的谐波因素，且可以直接控制入网电流的单位功率因数，采用逆变器侧电感电流作为内环可以增加系统阻尼，从而可抑制系统振荡，增加系统稳定性。对该方案进行系统建模，并深入分析了滤波器参数、控制器参数及系统稳定性之间的精确量化关系。仿真和实验结果表明，该控制策略既可有效抑制入网电流谐振和实现进网电流的高功率因数运行，同时又具有良好的稳态和动态性能。

致密油藏动态渗吸实验及主控因素

渗吸作用对于致密油藏的注水开发有着重要作用,目前中外学者在动态渗吸方面开展大量的室内研究,但由于实验模型设计过于理想,不能真实而全面地反映注水驱替过程中储层特征、裂缝及注水参数对动态渗吸的影响规律。针对以上问题,设计制作了二维平板双重介质模型,定量评价了基质渗透率、储层非均质性、层内天然裂缝、人工裂缝、层间非均质性、隔层发育程度及注水速度对渗吸贡献的大小,明确了影响渗吸贡献的主控因素。结果表明,层内天然裂缝和注水速度是影响基质渗吸贡献的主要因素,基质渗透率和人工裂缝影响次之,隔夹层发育程度影响最小,建立了一种适用于双重介质储层的基质-裂缝采出程度贡献估算方法,实现了定量计算并区分基质与裂缝对采收率的贡献率。

东道海子凹陷双重孔隙介质储层产量主控因素与产能预测

为了明确东道海子凹陷双重孔隙介质储层产量的主控因素并制定产能预测方案,综合利用钻井取心、薄片鉴定、常规测井、成像测井和生产试油等资料,开展了储层基质参数和裂缝参数与米产液量的配置关系研究。在此基础上,采用相关性分析法和敏感参数分析法,构建了基质综合指数f_(1)和裂缝有效性指数f_(2),并建立了基于f_(1)和f_(2)指数的产能预测气泡图版。结果显示:研究区产量受基质和裂缝共同控制。渗透率、砾石含量、黏土含量和平均毛管半径为产量的基质主控因素,裂缝宽度和裂缝走向与最大水平主应力方向夹角为产量的裂缝主控因素,且裂缝对产能的控制作用强于基质;基于f_(1)、f_(2)指数的产能预测气泡图版与米产液量关系较好,将研究区储层产液能力较明显的区分为高产、中产和低产。经9井15层试油结果验证,预测图版的符合率达93.3%,这为研究区老井复查和新井产能预测提供了依据。

车排子油田A井区火山岩油藏产能控制因素

车排子油田A井区石炭系火山岩储集层属于孔隙-裂缝型双重介质,其油气成藏和产能受断裂、岩性、岩相、孔隙和裂缝等多重因素的影响,成藏规律复杂,产量差异大。以开发产能为主导,综合利用地质、测井、分析化验、地震等资料,分析了岩性、岩相、基质物性和裂缝等储集层因素和产能的配置关系,明确了石炭系火山岩油藏的油气生产特征,结果认为在靠近火山口爆发通道的爆发相和溢流相等优势岩相内,发育火山角砾岩和气孔状玄武岩等有利岩性,对应的基质物性好、裂缝发育,高产井分布多、产量高,同时在测井曲线上表现为自然电位测井曲线负异常和电阻率—密度测井曲线具一定叠合面积的电性特征。结合产能主控因素和开发动态产量,在平面上划分出3类储集层有利区,Ⅰ类储集层性能最优。由此,结合测井曲线特征,提出对9口老井进行恢复试油建议,并建议针对C3和C4岩体新部署11口开发评价井。

聚合反应釜温度的模糊控制及仿真研究

聚合反应的动态特性具有时变、非线性、时滞的特点,应用传统的PID控制和一般的模糊控制算法,难以得到较好的控制效果。本文在模糊控制算法中加入双调整因子,根据偏差及偏差变化率的情况,在线动态调整控制规则:在升温阶段,加大偏差调整力度,使系统快速达到给定温度;在恒温阶段,增加偏差变化率的权重,减小超调。通过给定值和扰动的仿真实验,证明具有双调整因子的模糊控制算法,是提高聚合反应效率和质量的有效方法。

基于电流预测控制的三相PWM整流器研究

为了解决传统的基于dq变换的电流内环控制器应用在三相电压型PWM整流器时,动态响应慢及直流电压波动较大的问题,提出了一种电流预测的控制策略。本文首先建立了三相电压型PWM整流器的离散化数学模型,并在此基础上推导出电流预测控制方程。其次,设计了系统电流内环、电压外环的双闭环控制器,搭建了三相电压型PWM整流器Matlab/Simulink仿真模型。最后,实验验证了所提电流预测控制在稳定直流电压、控制交流电流等方面具有良好的稳态和动态特性。该控制方法简单、易于实现,具有一定的实用价值。

三电平PWM整流器双环控制技术及中点电压平衡控制技术的研究

该文在建立了三电平PWM整流器系统数学模型的基础上,比较了三电平PWM整流器模型与直流电机模型的相似性,基于对控制对象的状态反馈解耦,提出把直流电机的双闭环控制应用于三电平PWM整流器中,使三电平PWM整流器具有良好的动态性能和稳态性能,并且保证输入电流波形正弦性好,实现了单位功率因数。同时,针对三电平PWM整流器所固有的直流侧电容中点电压平衡问题,提出根据每相输入电流方向和中点电压波动方向来优化选取冗余的正小矢量和负小矢量,实现中点电压平衡控制的方法。最后通过实验验证了双环控制器和控制中点电压方法的可行性和有效性。

三相高功率因数PWM整流器双闭环控制系统设计

引入电压干扰补偿,建立三相高功率因数脉宽调制(PWM)整流器的简化数学模型,该模型既能真实反映PWM整流器的运行状态,又便于控制系统设计。针对电流内环的控制要求,根据电流内环的斜坡响应特性设计其比例积分(PI)调节参数,提出依照I“TAE性能最佳准则”的PI调节参数设计方法;针对电压外环的控制要求,根据电压外环的阶跃响应特性设计其PI调节参数,提出依照“阶跃响应最佳准则”的PI调节参数设计方法。仿真波形和实验数据验证了简化数学模型和PI调节参数设计方法的正确性。

大型目标模拟器方位伺服电机的对偶自校正PID控制

大型红外成像目标模拟器方位伺服电机是一大惯量、变参数非标准装置 ,针对该电机的具体情况 ,提出了一种对偶自校正PID控制器。在每一自适应步 ,通过谱分解和在线求解Diophantine方程得到最优PID参数 ,然后基于双重指标进行对偶校正 ,得到一种既保持对偶效应 ,又十分简单易行的对偶自校正PID控制器 ;成功地消除了传统自适应控制系统的关断 (turnoff)、终止 (windup)和猝发 (bursting)等现象 ,收到了良好的控制效果。该控制器适于参数随机变化或快时变系统。

PWM整流器在双馈风力发电机励磁调节中的应用

基于三相电压型PWM整流器的d-q模型,详细分析了PWM整流器的双闭环控制原理,提出了d、q轴电流的状态解耦控制策略及提高抗扰动性能的前馈控制策略,将PWM整流器应用于双馈风力发电机系统。通过仿真及实验,表明该变换器能够获得单位功率因数的正弦输入电流和稳定的直流输出电压,能够实现能量的双向流动,具有良好的动、静态特性,能够满足风力发电机系统的要求。

基于矢量控制的双PWM调速系统仿真分析

针对传统变频器采用二极管整流供电的不足,用脉宽调制(PWM)整流器取而代之,构成双PWM调速系统。在PWM整流器和异步电机数学模型的基础上,分别设计了相应的解耦矢量控制系统,进而搭建了双PWM调速系统的Simulink仿真模型。仿真结果表明,该系统具有良好的动、静态性能,并且实现了网侧单位功率因数及能量的双向流动,从而验证了矢量控制系统设计的有效性。

单相三电平PWM整流器双环控制系统的研究

为了得到单位功率因数、较低的电流谐波和较小的电压开关应力,对单相二极管箝位型三电平PWM整流器的双环控制系统进行了研究。中点电压平衡问题是三电平变换器的一个固有问题,因此针对单相三电平变换器进行了深入分析,并提出了一种中点电压平衡的Bang-Bang控制方法。仿效直流电机的转速电流双闭环控制,建立了三电平PWM整流器的双环控制模型,通过工程设计获得了良好的稳态和动态性能,保证了输入电流正弦化和单位功率因数。实验结果验证了控制方案的正确性和可行性。

LCL并网逆变器的电流双闭环控制

采用LCL滤波器作为电压型并网逆变器与电网的接口,建立LCL滤波器的数学模型,提出一种基于电网侧电流外环、逆变器侧电流内环的LCL并网逆变器控制方法。该控制方法既能有效保护功率开关,又能保证系统稳定及并网电流的单位功率因数。针对该电流双闭环控制方法,给出一种基于赫尔维茨稳定判据及李纳德-戚帕特稳定判据的内外环控制器参数设计方案。进行了LCL并网逆变器并网运行仿真与实验。仿真和实验结果验证了所提LCL并网逆变器控制方法的正确性和可行性。

一种基于共享控制的双臂协同遥操作控制方法

针对双臂空间机器人精细操作任务,提出一种双臂协同遥操作共享控制方法。该方法将传统的遥操作四通道控制结构与共享控制相结合,通过在主从端控制器中加入优势因子,实现操作者与机器人左右操作手力和位置信息的双闭环反馈回路,并通过调节优势因子使主端的操作者对从端机械臂具有不同的控制权重,且主端操作者在协同操作时可以感受到对方的操作意图。通过CHAI 3D搭建的实验平台设计典型空间操作实验,并与单个操作者单独进行双手操作和双操作者分别操作单机械臂的情况对比。实验结果表明,本算法操作精度和效率较高,操作中的碰撞次数较少。

双电流环交替控制的单相升-降压功率因数校正变换器研究

分析单相Boost-Buck功率因数校正变换器的工作原理,并对变换器在纯Boost和纯Buck模式下的电流控制问题进行分析。针对交流侧输入电压峰值大于输出电压的情况,提出由平均电流控制和电荷控制构成的双模式控制方案,确保变换器在一个基波周期内,不论在Boost,还是在Buck工作模式期间都可实现对输入电流的控制,达到功率因数校正的目的。文中给出双模式交替控制方案控制框图,并给出电荷控制方案的数字实现方法,最后通过实验对理论分析的正确性和控制方案的有效性进行验证。研究成果对于单相级联型Boost-Buck变换器的控制也有一定参考价值。

“双碳”目标下中国区域能耗“双控”目标的因素分解、情景模拟与实现路径——以重庆市为例

能耗“双控”是从源头改善中国化石能源路径依赖与碳脱钩的重要举措,也是实现“双碳”目标的关键支撑以及加快经济社会发展全面绿色转型的重要抓手。本文以重庆市为例,借助IO-SDA模型、LMDI模型考察“双控”影响因素的时间异质性,并以蒙特卡洛模拟对2021-2035年“双控”成果概率分布进行动态情景分析,进而研判其“双控”路径。研究结果表明:(1)重庆市能耗总量最主要的促进因素与抑制因素分别是最终需求与能源效率,最终需求中固定资本形成与净流出是影响能耗总量的决定因子,而能耗强度的主要影响因素表现为能效提升与经济整体结构优化;(2)各时期影响能耗“双控”的因素具有异质性,当前技术带来的能效提升所形成的节能空间已然不足,新时期能耗“双控”工作着力点已由能效提升向经济结构优化升级转变;(3)按当前政策发展趋势,完成2021-2035年能耗强度控制目标具有一定挑战,同时技术突破情景作为实现“双控”目标的长期最优选择,在“十四五”时期也将面临“双控”不达标的问题,因此政府部门需要在政策与技术领域进行双重优化调整。本研究可为中国省域“双控”工作的开展与完善提供参考。

恢复潮流可行解的优化控制策略

针对一系列预想故障,提出了一种恢复潮流可行解的优化控制策略。该策略采用恢复潮流解和恢复可行解的两步法,以最小控制代价为目标,把恢复系统可行解的控制问题转化为一类非线性规划问题求解。针对无潮流解的故障,利用最优切负荷算法恢复潮流解,同时利用模式分析法研究了节点注入无功功率对应关键电压失稳模式的参与因子,这些参与因子决定了在随后恢复可行解的过程中负荷切除和发电机出力调整的优先权。采用考虑离散变量的原—对偶内点法求解上述非线性优化问题。算例仿真表明,通过模式分析选择优化变量减小了优化问题的规模,提高了优化计算的收敛速度。