基于改进SAC算法的城轨列车混合储能系统动态功率分配策略

为平抑城轨列车牵引网电压波动,在采用车载超级电容和地面混合储能系统的基础上,提出一种基于强化学习的柔性动作-评价算法(soft actor-critic,SAC)的功率动态分配策略,用于提高直流牵引网节能稳压特性、实现车载超级电容寿命保护。首先建立城轨列车动力学模型,并针对SAC算法在城轨动态功率分配中训练时间长、收敛慢等问题,提出PEC-SAC算法。该算法结合了优先级经验回放、强调最近经验和余弦退火算法,通过增加最近经验的采样概率和动态调整学习率,提高了训练效率和收敛速度。根据目标设置状态空间、动作空间及奖励函数,使列车在与仿真环境交互中学习到混合储能系统最优能量控制策略。通过MATLAB/Simulink与Python联合搭建仿真平台,仿真结果表明,与SAC算法相比该方法稳压提高了0.36%,能耗降低了4.52%。

地铁混合储能系统及其功率动态分配控制方法

针对城市地铁制动能量瞬时大功率、短时大能量等引起的牵引网电压安全问题,提出采用超级电容-锂电池组成双DC/DC架构的混合储能系统进行制动能量吸收。通过引入制动电阻辅助分流,研究采用电压分级的方法实现混合储能系统中超级电容、锂电池以及制动电阻的启停控制;同时根据一阶低通滤波法以及基于超级电容荷电状态的动态滤波常数调整方法,优化超级电容组和锂电池组的输出功率,并在MATLAB中搭建了仿真模型。仿真结果表明该控制方法可以有效抑制牵引网电压的波动,同时提高了混合储能系统整体性能和性价比。

并联混合动力汽车功率分配最优控制及其动态规划性能指标的研究

研究了并联混合动力汽车功率分配的最优控制方法,应用动态规划方法求解功率分配的最优解,并着重分析了其性能指标。该指标融入了电池(电机)功率和整车需求功率,同时建立了燃油消耗和荷电状态变化量之间的物理关系。仿真结果表明,动态规划方法可以大幅度提高混合动力汽车的燃油经济性,并且功率损失型性能指标的效果更加显著。

柔性双工网络功率分配:边剪枝加速的GNN计算

由于用户间干扰的存在,无线通信网络中的功率分配问题往往是非凸的、计算量巨大。当前图神经网络(graph neural network,GNN)成为一种有效的计算方法被用来解决该问题。为了最大限度地提高网络传输速率的同时降低计算复杂度,提出一种将设备属性和通信连接属性纳入GNN的柔性双工网络图表示方法,并构建了相应的柔性双工图神经网络(flexible duplex GNN,FD-GNN)模型,首次将节点对之间的距离、信道增益和邻居作为动态阈值引入到FD-GNN中,以适应动态环境。排除GNN中邻居的信道状态信息,通过修剪FD-GNN中的边来减少计算时间降低网络时间复杂度。仿真表明,所提出的基于信道增益邻居的阈值设定方法,性能最优且达到加权最小均方误差(weighted minimum mean square error,WMMSE)的97%,相较于Full-GNN所需的训练时间下降24%。提出的基于阈值的边剪枝有效降低了GNN运算的时间复杂度,提高了算法有效性。

混合储能系统的动态比例功率分配控制策略

针对混合储能系统(HESS)中负载多变性和冲击性导致的系统不稳定,充放电效率下降,控制难度增加等问题,提出了一种蓄电池/超级电容器混合储能系统的动态比例功率分配控制策略。控制采用双层结构,外层功率控制回路用于确定蓄电池与超级电容器的功率分配比;内层电流控制回路用于确定蓄电池和超级电容器的最佳充放电状态以及实时跟踪负载需求。当外层功率控制回路中的负载不变时,超级电容器和蓄电池的功率分配比维持不变。负载改变时,功率分配比动态改变,超级电容器提供最大的动态负载电流,蓄电池则以不变的动力继续工作。通过仿真测试表明,动态比例功率分配不仅能够减小蓄电池电量波动及其变化率,而且能够提高系统充放电效率和稳定性。

多电飞机用燃料电池-蓄电池-超级电容混合供电系统的高可靠动态功率分配技术

供电可靠性作为评价多电飞机电力系统性能的关键指标,关乎飞行安全,其重要性不容忽视。针对多电飞机用燃料电池-蓄电池-超级电容混合供电系统动态功率分配技术存在的成本高、可靠性低、灵活性差等弊端,该文基于改进混合下垂控制方法,提出一种高可靠的分散式动态功率分配策略,实现脉动负荷功率在供电单元间优化分配、储能单元荷电状态调节和再生能量回收。在某一供电单元因故障而退出系统后,该策略仍能实现负荷功率在其余供电单元间的动态分配,确保关键负荷的供电。最后通过实验验证了所提方法的有效性和可行性。

基于二阶变滤波时间常数的微网混合储能功率分配策略

为避免混合储能在平抑直流微网功率波动过程中小容量超级电容的频繁越限现象,延长其可用时间,提出了滤波时间常数随超级电容荷电状态实时变化的二阶高通滤波混合储能功率分配策略。该策略将两个一阶滤波分配算法串联构成二阶滤波算法,恢复超级电容荷电状态;在功率波动中,根据超级电容荷电状态自适应调节其滤波时间常数,使超级电容荷电值处于缓冲区时,基于变时间常数分配高低频功率,对混合储能各部分进行平抑。通过搭建含混合储能的直流微网模型,在MATLAB/Simulink下的仿真验证结果表明,文章所提出的策略能够通过合理的功率分配,使超级电容工作在理想区间,提高了混合储能系统的可靠性和稳定性。

混合储能系统功率分配效果的表征参数研究

针对混合储能系统基于SOC的功率分配方法,参照滤波器时间常数的概念,定义"等效时间常数",将其作为功率分配效果的评判指标,并通过仿真证明了定义的合理性。在仿真分析等效时间常数影响因素的基础上,比较基于SOC和滤波的两类功率分配方法对应时间常数可能的取值范围;进而以时间常数作为分配效果的表征参数,解释了基于SOC的功率分配方法优于滤波法的原因。

混合储能系统动态功率控制策略

蓄电池-超级电容混合储能系统采用传统双闭环控制策略时,会出现储能单元之间能量分配不协调、能量利用率低、动态性能差等问题。针对这些问题,提出了一种蓄电池-超级电容混合储能系统动态功率控制策略。在传统双闭环控制器中引入动态功率优化控制,结合储能元件工作特性获取蓄电池-超级电容最佳工作区间。在此基础上推导电机不同运行状态下的能量存储和能量消耗函数,考虑系统最高综合效率并在约束条件下实时求解功率分配比。实验结果表明,所提出的功率动态控制策略能够快速跟踪负载功率,并提高了系统能量利用效率和动态性能。

适用于有界通信延迟的交流微网功率分配控制

研究了有界时延条件下交流微网的二次频率恢复和有功功率分配问题。针对分布式发电机组,提出了一种分布式动态事件触发控制法,该方法使用动态事件触发机制,可以极大地减少通信负担。通过Lyapunov函数对系统进行分析,得到了保证系统稳定、实现渐近频率恢复和有功功率分配的充分条件。在此条件的基础上,得到了所有时滞的显式可容忍上界。该上界可作为MG系统规划阶段的设计指南,提高了系统的实时运行安全性。最后,为了验证所提控制方法的有效性,在基于DSP控制器的OPAL-RT实时模拟器上进行了实验,实验结果验证了所提控制器的有效性和优越性。

船舶混合动力系统模式切换与动态协调控制

为解决天然气发动机作为船舶主机时动态特性差以及低负荷性能差等问题,本文在电机快速响应优势上提出基于逻辑门限算法的动态协调切换控制策略。针对天然气发动机低负荷和电池最佳工作区间进行分析得到工作模式的切换条件,建立适合于船舶并联气电混合动力的切换控制策略;由于2种动力源的动态响应不同,加入动态协调算法来提升切换控制策略的性能。结果表明:动态协调算法可使天然气发动机稳定时间维持在3 s内,通过天然气发动机转速变化率和转速稳定时间验证了所提策略的可靠性和有效性。

多跳AF中继中的动态混合携能通信

考虑从信源到信宿经过m跳的多跳AF中继传输,给出了混合时间分配和功率切割的无线携能通信协议的帧结构构建过程。在每个中继的总传输功率和吞吐量一定的约束条件下,评估了功率传输效率和信息传输性能之间的权衡关系。导出了双参数混合的非闭合形式表达式,计算出在给定节点吞吐量下的最大可实现跳数。数值仿真结果表明,为了扩展网络覆盖范围和保证能源效率,可以通过不同的中继跳数动态调整两个参数,以实现最佳的无线携能通信性能。

基于模糊控制的混合储能可变时间滤波常数控制方法

针对光储一体发电系统中蓄电池-超级电容混合储能系统的功率动态分配问题,提出一种基于模糊控制的混合储能系统可变滤波时间常数功率分配方法。该方法考虑超级电容的荷电状态和混合储能系统功率需求的变化率,利用模糊控制对低通滤波时间常数进行动态调节,最大化利用超级电容在暂态过程中功率快速响应特性,使蓄电池功率响应更加平滑,减少对蓄电池的冲击,提升混合储能系统的整体性能。仿真结果表明,该方法能根据超级电容荷电状态和功率需求变化率,充分发挥超级电容功率型和蓄电池能量型的功能特性,有效提高光储一体发电系统的鲁棒性。

考虑跟踪性能的混合储能系统的优化控制

针对混合储能系统内部协调不合理,导致电池损耗严重及系统跟踪性能差的问题,提出一种功率动态分配策略。在混合储能功率分配过程中,引入跟踪性能指标及内部动态补偿方案,建立以混合储能总寿命衰减折算费用和跟踪性能为综合优化目标的模型。对于所建立的模型,采用粒子群算法进行求解,得到最优的滤波时间常数,从而实现调度功率在混合储能间的最优分配,提高系统的跟踪性能,延长混合储能的综合寿命。

基于虚拟阻抗的孤岛交流微电网混合储能控制策略研究

为了实现孤岛交流微电网(AC-MG)混合储能系统(HESS)的分散控制,针对超级电容(SC)和蓄电池(Battery)构成的HESS,提出了一种基于虚拟阻抗的功率动态分配方法。在不需要实时检测负载功率的情况下实现两种类型储能设备的功率实时动态分配。在分析虚拟阻抗基本原理并建立HESS等效电路模型的基础上,推导了HESS动态功率分配的原理。通过分析DC/AC变换器电压电流双环控制参数对于变换器输出阻抗和虚拟阻抗的影响,给出有益于功率分配的控制参数设置方法。最后,建立了HESS的仿真模型,设计了2类典型的等效功率波动工况,深入分析HESS在各种工况下的运行特性。结果表明:在各种工况下,HESS都可以通过控制超级电容串联虚拟电容(VC)实现其补偿等效功率波动的高频部分;蓄电池串联虚拟电阻(VR)吸收功率波动的低频部分,动态功率自动分配有效实现,提高了系统的鲁棒性和可靠性。

船用混合储能系统分布式控制技术研究

提出了一种船用混合储能系统分布式控制技术,实现了对储能系统功率的动态分配。在各储能单元互不通信的条件下,该方法控制混合式储能系统单元中的超级电容释放或吸收脉冲负载的暂态电能,控制电池储能单元释放或吸收慢速平稳变化的稳态电能。文中给出了控制器的具体结构和及其参数设计方法,同时详细地分析了系统参数对动态功率分配有效性的影响。仿真实验验证了船用混合储能系统分布式控制技术的有效性以及系统参数影响分析的合理性。

基于ATCQAM系统和HARQ协议的渐进图像鲁棒编码传输方案

研究了无线衰落信道下的渐进图像传输问题，针对现有基于不等重功率分配（UPA）传输优化方案的不足，提出了一种基于自适应网格编码调制（ATCQAM）系统和混合自动重传（HARQ）协议的新型编码传输方案。不同于以往鲁棒传输方案，该方案充分考虑了反馈信道提供的自动重传及信道状态信息。为了减小图像传输的端对端失真，该方案采用逆向动态规划算法对待传图像压缩码流的传输功率和编码调制模式进行联合优化。仿真实验表明，该方案相对于前人不考虑反馈信息的编码传输方案，能显著提高接收端图像的重建质量。在高斯白噪声信道和准静态衰落信道下，峰值信噪比的平均增益可分别达到3．6dB和14．4dB。

TruLaser Cell7000系列

随着TruLaserCell7000系列的推出，通快在动态特性和生产用时上引领了新的标准，无可比拟的定位速度和轴加速度确保了这一地位。输出功率高达6kW的切割和15kW的焊接更进一步缩短了加工时间。配备FastLineCell切割时，飞行穿刺功能的应用缩短了40％辅助时间。动态切割镜头具有非常高的加速度，并同时保持喷嘴和工件间的距离不变。