基于改进布谷鸟搜索算法的光伏最大功率点跟踪策略

实际工程中,光伏阵列在随机变化的环境中会出现局部遮光的情况,从而导致光伏阵列的功率-电压特性曲线会呈现多峰值状态,传统的最大功率点跟踪(maximum power point tracking, MPPT)算法易陷入局部最优解,追踪速度和精准度无法得到满足。针对这一问题,提出一种基于布谷鸟搜索算法(cuckoo search algorithm, CS)和电导增量法(conductivity increment method, CI)结合的光伏MPPT算法,在算法前期利用布谷鸟搜索算法将大步长和小步长交替使用使得全局搜索能力增强,找到全局最大功率点所处区域附近;在后期,采用步长小、控制精度高的CI进行局部寻优,快速准确地锁定到最大功率点。在MATLAB/Simulink中搭建仿真模型,并与原始布谷鸟搜索算法和粒子群优化(particle swam optimization, PSO)算法进行比较。仿真结果表明,将CS与CI结合的算法使得收敛速度更快,精度更高,稳定状态时功率曲线的波动更小。

Hopf bifurcation control of a Pan-like chaotic system

This paper is concerned with the Hopf bifurcation control of a modified Pan-like chaotic system. Based on the Routh-Hurwtiz theory and high-dimensional Hopf bifurcation theory, the existence and stability of the Hopf bifurcation depending on selected values of the system parameters are studied. The region of the stability for the Hopf bifurcation is investigated.By the hybrid control method, a nonlinear controller is designed for changing the Hopf bifurcation point and expanding the range of the stability. Discussions show that with the change of parameters of the controller, the Hopf bifurcation emerges at an expected location with predicted properties and the range of the Hopf bifurcation stability is expanded. Finally,numerical simulation is provided to confirm the analytic results.

基于SORT算法的图像轨迹跟踪混合控制方法

当目标物体被其他物体部分或完全遮挡时,目标的有效特征点数量会逐渐减少,跟踪器无法继续准确地锁定目标,导致目标轨迹中断。为此,文中研究基于SORT算法的图像轨迹跟踪混合控制方法。选取FCOS算法,利用特征金字塔结构,依据检测头层输出的目标分类得分、位置回归结果以及中心度检测图像目标。将目标检测结果作为卡尔曼滤波器的输入,利用离散控制过程系统描述视频图像中的目标运动状态,预测目标轨迹。利用SORT算法控制图像目标检测结果与目标轨迹预测结果进行级联匹配与IoU匹配,输出匹配成功的目标,即图像目标轨迹跟踪结果。实验结果表明,该方法可有效地跟踪视频图像目标轨迹,未出现ID变更情况,轨迹中断占比低于0.2%。

T型三通管路仿生降噪技术研究

依据仿生学原理将生物结构进行简化后应用到T型通水管路,基于有限元方法对仿生设计前后的T型管的声学模态进行了分析;采用CFD计算流体力学的方法对原管和仿生管进行流场计算;基于自主搭建的循环水管路系统噪声实验平台,测试原T型管原管的流噪声,以验证数值方法的可靠性;采用边界元方法对比分析了仿生织构管路和原管的流噪声。结果表明:与原管相比,仿生织构T型管在交界处的高速区域与低速区域面积在整个流体域的占比均减少,仿生织构极大降低了附近的速度梯度,显著抑制漩涡的产生,仿生管的出流段流场也更均匀,从而揭示了T型管仿生织构的降噪机理。较低流速下,仿生管对降低流噪声的改善效果低于1 dB,对T型管流噪声的综合影响不大;较高流速下,仿生管降低流噪声接近7 dB,综合改善效果十分明显;仿生织构的应用基本不会改变T型管的声学模态,对于仿生管耦合模态的第四阶、第五阶稍有变化,但随着壁面厚度的增加变化逐渐变小;对于流激振动噪声的控制,仿生织构设计仅适用于管壁较薄的T型三通管路,对管壁较厚的T型三通管路的降噪效果不明显。

基于多类型换流设备的受端电网耦合鲁棒阻尼控制策略

针对混合级联直流馈入与柔性输电设备密集接入的受端电网,为增强其特定振荡模式的阻尼,利用不同换流设备控制回路间的相互作用,提出了一种基于多输入多输出系统模型的耦合鲁棒阻尼控制器设计方法。根据主模比指标选取振荡抑制效果最佳的反馈信号作为控制器输入信号;利用总体最小二乘-旋转不变技术识别系统的振荡模式并辨识系统降阶模型;采用混合H_(2)/H_(∞)方法设计耦合鲁棒控制阻尼器。控制器采用平衡截断法进行降阶,兼具鲁棒性能与实际工程应用。混合级联直流与受端江苏电网互联系统的时域仿真结果表明,相比于传统超前-滞后控制器,耦合鲁棒阻尼控制器在多种扰动和故障下均能有效抑制低频振荡,使系统快速恢复稳定运行。

混合域特征波全波形反演速度建模质控方法

常规的速度建模方法速度模型精度低,往往不能改善断层阴影带成像质量,通过采用混合域特征波全波形反演技术能加快全波形反演运算速度和收敛。同时提出成像剖面叠合分析、收敛性分析、测井速度与全波形反演速度对比分析、实际炮集与正演炮集波形对比分析、全波形反演模型与观测记录相似系数对比分析五步法全波形反演速度建模质控方法 ,并建立了目标泛函收敛是判断全波形反演是否收敛最直观的参数,目标函数不下降表明反演不收敛;全波形反演速度趋势与测井趋势要相吻合;正演炮集与实际炮集特征波对比越接近,目标泛函数值越小;正演炮集与实际炮集相似系数越大越一致,表明反演速度越精确等混合域特征波全波形反演速度建模质控主要标准。应用该质控方法,在较为准确的背景速度基础上应用构造约束混合域特征波全波形反演技术,引入较为准确的断层信息,建立精度更高的速度模型,提高了断层阴影带成像质量,有效改善了断层阴影带下盘构造成像畸变现象。

闭链级混联式液压机械臂运动控制方法

针对含有多个闭链结构的液压机械臂非线性强、控制精度低等特点,采用了虚拟分解控制方法消除了系统非线性引入的误差,以提高其控制精度。首先,根据驱动方式不同将整个机械臂分解为四类结构,针对每一类结构再将其虚拟分割成每一子系统,对每个子系统分别建立了刚体动力学模型、液压执行器流体动力学模型;然后,基于刚体动力学模型和流体动力学模型分别设计了刚性连杆控制律和液压执行器控制律,其前馈控制量和误差反馈量是高精度控制的基础;最后,使用Simulink的Simscape模块建立了该机械臂的多物理域混合模型,进行了轨迹跟踪效果验证,同时引入了控制性能指标,在不同机械臂的液压执行器空间进行了计算。研究结果表明:相比于比例-积分-微分控制器,基于虚拟分解控制理论搭建的控制器控制精度提升较大,单关节平均绝对误差最大降低了88.9%,且控制效果与其他较先进液压控制器的性能指标相近。针对含复杂闭链结构的混联式液压机械臂,采用虚拟分解控制理论能有效提升控制精度。

一种适用交直流混合微电网的组网方法及控制策略研究

交直流混合微电网网架结构是能量管理、控制、保护和稳定的基础。根据交直流混合微电网的特点,提出了一种基于能量守恒原则及分区、分层匹配原则的组网设计流程,并给出了改进交直流混合微电网主从协调控制策略,采用一种新型主控制器,当储能逆变器由PQ控制切换至V/f控制时,能够克服暂态时刻将产生较大的电压、频率和功率波动,保证微电网安全稳定运行。基于某实际风光储柴微电网项目,设计拓扑结构并搭建PSCAD仿真模型,验证了所提组网设计和主从控制策略的有效性,为未来大规模交直流混合微电网的规划设计及运行提供参考。

基于级联式模糊控制的电氢耦合直流微网能量管理策略研究

针对电氢混合储能系统在平抑直流微网中功率波动时面临的功率分配问题,提出了一种基于级联式模糊控制的电氢耦合直流微网能量管理策略。该策略中一次模糊控制器依据储氢罐储氢状态(stateofhydrogenstorage,SOH)与锂电池荷电状态(state of charge, SOC)求解出一次功率分配因子,对直流微网净功率进行一次分配;二次模糊控制器结合一次功率分配参考值与SOH对一次功率分配因子作出校正。此外,为使氢储能系统中具有非线性工作特性的电流控制型装置(电解槽、燃料电池)能够对能量管理系统作出高效响应,采用插值法将功率分配参考值转换为电流参考值。通过Matlab/Simulink仿真结果证明,所提能量管理策略有效缩小了氢储能系统在非合理区间的功率波动范围并提高了氢储能系统中装置的响应精度与速度。

基于对称分量法的混合型电力有源滤波器研究

针对光伏并网发电系统中非线性负载带来的谐波问题,以及大量单相非线性负载接入后的三相电力系统严重不对称情况,提出一种新型混合型滤波器主电路结构和基于应用改进的对称分量法的有源滤波器控制方法。首先,建立混合型滤波器的主电路结构,分析有源部分的拓扑结构和无源部分的工作模式及零序电抗。接着,给出该滤波器的锁相环控制电路以及整体硬件控制结构。针对三相负载严重不对称情况,采用改进对称分量法精确提取中线侧零序电流分量,实现滤波器有源部分的控制。最后,通过仿真验证与现场应用,验证了该混合型滤波器及控制方法在三相负载对称和严重不对称情况下的有效性,结果表明其具有明显的滤波效果及较优的经济性。

含能量路由器的交直流混合配电网潮流计算

能量路由器(energy router,ER)作为新兴电力电子设备,可以实现电能在电力系统中的灵活分配。分析ER对系统的影响,研究以ER为配电枢纽的交直流混合配电网潮流计算方法,对实现配电网的优化运行具有重要意义。文中首先基于改进交替迭代法建立ER的稳态潮流模型,并对ER直流端口采用下垂控制策略,结合传统解耦法,提出一种适用于含ER的配电网交直流解耦迭代潮流计算方法。以含有多个ER的IEEE 14节点和IEEE 69节点配电系统为算例进行仿真计算,验证所提方法的正确性与收敛性。为分析ER对系统运行的影响,对不同场景下IEEE 69节点测试系统进行仿真计算,证明ER在系统中可以支撑节点电压,减小系统运行损耗。

大规模风/光互补制储氢关键技术研究现状与趋势

发展大规模风/光互补制储氢系统,对推进我国能源战略转型、实现节能减排和新能源高质量发展具有重要和深远的意义。当前风/光制氢相关研究以制氢技术为主,尚缺乏从核心装备、运行控制到安全保护多方位多角度的系统性梳理。首先概述了大规模风/光互补制氢技术国内外的发展情况;其次从关键技术发展角度对风/光互补制储氢系统结构、关键设备、运行控制、保护方式及安全监控5个方面进行了分析归纳。最后,展望了大规模风/光互补制储氢关键技术未来发展趋势,总结了未来有待深入研究的技术方向。

抽水蓄能-飞轮混合储能系统协调控制方法

建立了一台容量为300 MW的抽水蓄能机组功率模型和容量为25 MW的飞轮储能阵列模型并分析了各自的充放电特性。然后,为了达到抽水蓄能机组综合调频指标提高至2倍,同时减小机组磨损进而降低损耗成本的目标,基于水电机组斜坡输入控制策略和飞轮储能阵列荷电状态(SOC)分段控制策略,提出了一种抽水蓄能-飞轮混合储能系统的协调控制策略。最后,根据某额定功率为300 MW的抽水蓄能机组历史运行数据,通过仿真实验验证了所提出的混合储能系统协调控制策略。结果表明:在电网二次调频过程中,提出的混合储能系统协调控制策略将抽水蓄能机组的综合调频性能指标提高2.29倍以上,能够显著减少抽水蓄能机组平稳运行阶段的频繁输出调整、进而降低损耗成本并提高抽水蓄能机组的稳态运行特性,同时保证飞轮储能阵列的SOC维持在合理水平。

机械臂与环境交互的位置/力切换抑制振动方法

当机械臂执行位置/力的混合跟踪任务时,位置控制一般用于机械臂的自由运动阶段,力控制一般用于约束运动阶段。这种位置/力切换的控制结构既能实现与环境接触前对机械臂位置的精确控制,也能保证接触后对期望控制力的准确跟踪。由于开关系统本身存在的切换不稳定性,机械臂在以一定的速度与环境接触时,机械臂执行器会在环境表面振动甚至弹跳。针对此问题,提出了一种半主动阻尼阻抗学习方法,该方法主要包含两部分:基于位置/力切换控制的半主动阻尼控制器;基于一种逆秩拟牛顿法(broyden fletcher goldfarb shanno,简称BFGS)的阻抗学习算法,根据学习到的环境参数调节半主动阻尼,实现机械臂在接触面的振动抑制和平稳过渡。在仿真及实验中,应用提出的方法让机械臂与不同环境交互,结果表明:该方法能很好地抑制接触过渡阶段的超调力,并防止机械臂在切换过程中的振动,实现了柔顺接触和平稳过渡。

基于自适应降阶滑模算法的受约束多机械臂力/位混合控制

针对多机械臂系统末端受环境约束而产生的力/位混合控制问题,提出一种基于自适应降阶滑模算法的受约束多机械臂力/位混合控制方法。通过运用多个坐标系建立受约束多机械臂系统动力学模型,并将位置控制、约束力控制以及内力控制引入同一控制器中。将自适应滑模算法与降阶方法相结合,对动力学模型中的未知扰动进行了补偿。基于李雅普诺夫方法,证明系统的稳定性。经仿真验证,该方法不仅提高了控制器的控制精度和系统的响应速度,同时还能保证约束力误差及内力误差均稳定在极小的范围内。

一种串联式混合动力汽车控制策略研究及仿真分析

混合动力汽车是燃料汽车向电动车发展的过渡阶段,其中控制策略研究是混合动力汽车研究的关键问题之一。针对某种小型客车,本研究提出了一种串联式混合动力汽车的建模方法,并基于串联式混合动力汽车的动力传动系建模提出了一种控制策略。控制策略侧重于功率分配和多模态开关逻辑,通过matlab/simulink以US06作为循环工况进行的仿真验证,仿真结果表明该模型和控制策略简单有效,有一定的应用前景。

基于逆推滑模的混合传动型风力机并网控制方法

带有差动调速机构的混合传动型风力机可在无需电力电子变频装置的条件下,采用同步发电机实现风电的友好并网消纳。为了进一步提高该新型机组的并网运行性能,结合逆推设计方法与滑模控制理论,提出了一种适用于混合传动型风力机发电单元的逆推滑模励磁控制方法。将扩张状态观测器与所提逆推滑模控制算法相结合,很好地补偿了控制系统中模型参数的不确定性及风轮/电网端扰动的影响;构建了李亚普诺夫判据,证明了控制系统的全局渐近稳定性。搭建了1.5 MW混合传动型风力机的仿真模型及半物理试验平台,并对所提控制方法的控制效果进行了对比验证研究。结果表明,在不同的风速条件及电网故障下,所提逆推滑模励磁控制方法可更好地提升混合传动型风力机的并网运行性能。

基于OpenSees Navigator的子结构混合仿真试验系统及其验证

将有限元软件OpenSees Navigator应用于子结构混合仿真试验,介绍了基于OpenSees Navigator的子结构混合仿真试验方法的试验原理、试验系统组成和误差控制方法,并通过八层实腹式SRC异形柱框架子结构混合仿真试验结果和有限元软件OpenSees Navigator的数值模拟结果来验证该试验系统及方法的有效性和准确性。研究结果表明,试验预加载得到的命令位移和反馈位移时程曲线吻合程度较好,验证了该试验系统的有效性;模型结构的加速度反应、位移反应和层间剪力试验结果和模拟结果较为接近,表明该子结构混合仿真试验系统和试验方法能够较好地反映SRC异形柱框架结构在地震作用下的动力反应,将该试验系统应用于工程结构的抗震性能研究能够取得良好的效果。

混合动力汽车能量管理策略研究进展

混合动力汽车(HEV)在不同传动系统组件间的功率分配方面存在问题。为避免这种情况,需要一种更有效的能量管理策略(EMS),用来在传动系统组件间分配所需功率。但基于计算复杂性及与汽车能量有关的各种特性,这仍然是一个很困难的工作。在此背景下,为研究一个更有效的EMS,文章中首先介绍了目前为止基于HEV的汽车能量管理策略方面的主要研究进展,通过调研结果,对近年来混动汽车的能量管理策略的变化情况进行浅析,并从各种策略的优化效率及其实时使用能力等角度加以评价比较,最后对混动汽车能量管理策略在今后的发展方向做出了预测。

连接孤岛风电场的混合直流系统对送端电网的频率控制方法

由于部分直流输电系统的送端交流电网容量规模较小且风电占比较高,存在频率控制能力差的问题,因此直流系统参与送端电网调频具有现实意义。文章提出了一种连接孤岛风电场的混合直流系统对送端电网的频率控制方法,使混合直流系统与风电场共同支撑送端系统频率,并针对在接入电网的模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)满载运行时,混合级联直流系统因风电场参与调频而降低传输直流电流的问题,提出了混合级联直流系统在换流器重载运行下的改进频率控制,以提高在此工况下的频率调节能力。最后在PSCAD/EMTDC仿真平台建立相应的仿真模型,验证了所提频率控制方法的有效性。