Distributed Model Predictive Control for Networked Plant-wide Systems With Neighborhood Cooperation

For large-scale networked plant-wide systems composed by physically(or geographically) divided subsystems, only limited information is available for local controllers on account of region and communication restrictions. Concerning the optimal control problem of such subsystems, a neighbor-based distributed model predictive control(NDMPC) strategy is presented to improve the global system performance. In this scheme, the performance index of local subsystems and that of its neighbors are minimized together in the determination of the optimal control input, which makes the local control decision also beneficial to its neighboring subsystems and further contributes to improving the convergence and control performance of overall system.The stability of the closed-loop system is proved. Moreover, the parameter designing method for distributed synthesis is provided.Finally, the simulation results illustrate the main characteristics and effectiveness of the proposed control scheme.

IoT Based Approach in a Power System Network for Optimizing Distributed Generation Parameters

The objective of this paper is to provide a robust Virtual Power Plant(VPP)network collaborated with Internet of Things(IoT)which uses a conceptual model to integrate each device in the grid.Based on the functionality all the devices which are purely distributed within the grid are networked initially from residential units to substations and up to service data and demand centres.To ensure the trapping of the available power and the efficient transfer of Distributed Generation(DG)power to the grid Distribution Active Control(DAC)strategy is used.Synchronized optimization of DG parameter which includes DG size,location and type are adopted using Dispatch strategy.The case studies are optimized by rescheduling the generation and with load curtailment.Maximized Customer Benefit(MCB)is taken as an objective function and a straight forward solution is given by heuristic search techniques.This method was vindicated in a practical Indian Utility system.This control proposes better performances,ensures reliability and efficiency even under parameter variations along with disturbances which is justified using IEEE 118 bus system and real time Indian utility 63 bus system.Results reveal that the proposed technique proves advantages of low computational intricacy.

新一代的分散控制系统——PROCONTROL P

本文介绍ＡＢＢ向电站控制最新推出的ＰＲＯＣＯＮＴＲＯＬＰ分散控制系统，着重分析系统在适应电站过程控制、控制系统组织和实现等方面的特点。

Coordinated control for voltage regulation of distribution network voltage regulation by distributed energy storage systems

With more and more distributed photovoltaic(PV)plants access to the distribution system,whose structure is changing and becoming an active network.The traditional methods of voltage regulation may hardly adapt to this new situation.To address this problem,this paper presents a coordinated control method of distributed energy storage systems(DESSs)for voltage regulation in a distribution network.The influence of the voltage caused by the PV plant is analyzed in a simple distribution feeder at first.The voltage regulation areas corresponding to DESSs are divided by calculating and comparing the voltage sensitivity matrix.Then,a coordinated voltage control strategy is proposed for the DESSs.Finally,the simulation results of the IEEE 33-bus radial distribution network verify the effectiveness of the proposed coordinated control method.

PLANTSCAPE集散系统的可靠性技术

在引入一项新型集散控制系统用于工业生产过程时,研究它的可靠性是很有必要的,才能体现出该系统的应用价值。针对PLANTSCAPE集散系统应用中出现的问题,提出了具体的解决办法,从而提高发电机组的安全性和经济性。

Applications of DCS in Fossil Power Plants in China──Current Status and Development

This paper outlines the achievements andexisting problems of the applications ofdistributed control systems (DCS) indomestic fossil power plants and sets forth itsviews on the future trend in the DCSapplications in fossil power plants and somecritical tasks the application fields of DCSare faced with.

云南九大高原湖泊湖滨带入侵植物物种组成与分布特征

湖滨带植物多样性是湖滨带生态系统维持稳定的关键,入侵植物的出现破坏湖滨带生态平衡,对湖滨带生态安全造成威胁。为揭示云南九大高原湖泊湖滨带入侵植物组成与分布特征,基于文献报道及野外踏查,整理得到云南九大高原湖泊湖滨带外来入侵植物名录,并对其种类组成、原产地、生活型、分布特征、区系类型、繁殖特征进行了分析。结果显示,云南九大高原湖泊湖滨带有外来入侵植物64种,隶属于23科52属。从种类组成上看,外来入侵植物多为菊科(Asteraceae)和苋科(Amaranthaceae);从分布特征上看,滇池湖滨带入侵植物分布最多,泸沽湖湖滨带入侵植物分布最少;从原产地上看,超过50%的入侵植物来自美洲;从生活型上看,外来入侵植物几乎均为草本植物,且以一年生草本植物居多;从物种分布上看,白车轴草Trifolium repens、凤眼莲Eichhornia crassipes、土荆芥Dysphania ambrosioides、喜旱莲子草Alternanthera philoxeroides分布最广;从区系类型上看,九大高原湖泊湖滨带外来入侵植物科和属的区系类型均具有明显的广布与泛热带分布特征;从繁殖特征上看,外来入侵植物花期集中于7-10月,果实类型多为被毛瘦果。研究表明,云南九大高原湖泊湖滨带入侵植物较为多样,与同区域数据比对后发现九大高原湖泊湖滨带入侵植物种数有所增加。不同湖滨带入侵植物种数的差异可能与海拔、温度和周边人口数量有关,较高的海拔,较低的年均温以及较少的周边人口数量都有利于减少湖滨带入侵植物种数。研究结果将为高原湖泊湖滨带生态系统风险评估和防控部署提供理论基础。

配电网多馈线负荷协同的直控型虚拟电厂自动功率控制

配电网内具有有功快速调节能力的分布式资源及柔性负荷的增多,为电网运行控制提供了新的方式。研究了配电网多馈线负荷协同的直控型虚拟电厂自动功率控制策略,实现了对自动功率控制指令的主动跟踪。首先,分析了馈线负荷调节特性,建立了基于电能质量等级的调控成本模型,并考虑广泛存在的分布式资源,构建了计及多类型有功资源调节潜力的直控型虚拟电厂。其次,构建了分布式资源聚合与控制指令分解模型,通过聚类算法实现资源分群,并基于经济性原则分解聚合体控制指令;构建了基于解析电压灵敏度的多类型有功调节资源协同优化模型,以确定自动功率控制指令的分解策略。最后,结合MATLAB和实时数字仿真(RTDS)平台搭建中国广东某区域实际配电网仿真模型,验证了所提策略的有效性。

虚拟电厂下灵活资源多时间尺度调频控制

随着能源结构转型的推进,可再生能源的使用逐渐增加,仅依靠传统机组调节频率偏差难以满足需求。因此,为了解决此问题,考虑利用分布式资源(DR)参与调频辅助服务,DR主要考虑空调、电动汽车充电桩以及储能。首先,考虑了DR的特性和满意度评价方法;然后,基于状态势博弈理论对DR进行协调控制,将DR集中起来使其对外呈现为一个整体参与调频辅助服务;最后,通过算例仿真证明了该方案下对DR聚合并协调控制参与调频辅助服务的可行性和有效性,并对多时间尺度下储能、电动汽车充电桩以及可控负荷参与快速调频进行了验证。

首钢京唐烧结主抽风机节能改造设计

介绍首钢京唐烧结主抽风机电控系统变频改造电气技术方案的制定与实施情况。介绍现有烧结主抽风机电机的电控设备状况和生产运行情况,在充分利用现有电控设备前提下,提出采用高压变频器控制的改造设计方案。该技术方案内容涵盖了10kV配电系统、同步电动机励磁、高压变频器、自动化系统4个方面技术内容,可实现变频器启动+变频器运行、变频器启动+工频运行、变频软启动+工频运行3种工作方式的切换,该技术方案经实践验证取得良好的社会效益和经济效益。

基于双层网络频率控制的分布式风电并网研究

为研究含通信控制层的双层电网中分布式风电入网位置的选择,电网层采用二阶类Kuramoto模型进行建模,通信控制层收集发电机及其邻居节点信息形成控制信号并调整发电机的频率。根据负荷到原电网发电机节点的平均距离定义了3种并网方式,研究比较了含功率波动的分布式风电并网时最佳的入网位置。研究表明,加入双层网络频率控制可有效提高电网的同步性能和抗扰能力;分布式风电选择离原电网发电机节点平均距离小的负荷并网可提高电网稳定性。

新型电力系统下虚拟电厂研究综述与展望

在“双碳”目标之下,新型电力系统的电能供应主体将逐步由化石能源转变为可再生能源,这极大程度上增加了电力系统供需平衡压力。虚拟电厂可通过先进调控技术将海量、分散、多元的分布式资源聚合起来,形成一个可灵活调控的主体,为保证新型电力系统安全可靠运行提供了可行路径。首先,介绍了虚拟电厂的概念与类型;然后,从资源聚合、协同控制、优化调度及商业运营等4个方面分析归纳了现有虚拟电厂关键技术;然后总结了国内外虚拟电厂典型工程案例;最后,指出了虚拟电厂在新型电力系统下面临的挑战,并从虚拟电厂的外特性量化分析、低碳聚合调控、新型商业运营3个方面对新型电力系统下虚拟电厂的发展方向进行了展望。

玉米不同生育期多旋翼植保无人机防治草地贪夜蛾施药参数优化

【目的】比较多旋翼植保无人机在玉米不同生育期施药参数对作业质量和草地贪夜蛾(Spodoptera frugiperda)防治效果的影响,筛选最佳施药参数,为草地贪夜蛾精准用药提供科学依据。【方法】以大疆T20型六旋翼植保无人机为对象,分别在玉米大喇叭口期和抽穗期对作业高度、作业速度和喷头型号进行沉积分布优选试验以及调查药后7 d玉米上草地贪夜蛾的虫口减退率和防治效果。【结果】玉米大喇叭口期:当无人机飞行速度为4 m/s、高度为2.5 m、喷头型号为SX110015VS时,雾滴归一化平均沉积量最高为0.45μL/cm^(2);当无人机飞行速度为4 m/s、高度为1.5 m、喷头型号为SX110015VS时,雾滴密度和覆盖率平均值均最高、分别为44.92个/cm^(2)和9.31%。玉米抽穗期:当无人机飞行速度为4 m/s、高度为2.5 m,喷头型号为SX110015VS时,雾滴归一化平均沉积量、雾滴密度和覆盖率平均值均最高,分别为0.50μL/cm^(2)、82.92个/cm^(2)和7.67%。【结论】在玉米大喇叭口期和抽穗期施药参数选择时需结合田间实际病虫害发生情况,当无人机飞行速度为4 m/s、飞行高度为2.5 m,喷头型号为SX110015VS时,雾滴沉积量均最高,且施药后7 d对草地贪夜蛾的校正防效均在85%以上。

含光储充的配网虚拟电厂二次调频随机模型预测控制策略

含光储充的主动配电网作为一种灵活的新型调节资源,可通过聚合其内部的多类分布式电源组成配网虚拟电厂(distribution-level virtual power plant,DVPP)进而整体参与系统二次调频,具有广阔的发展前景。但实际配电网内部情况复杂,存在储能配置有限导致可调容量不足、光伏短时出力难以预测导致控制不精确、功率分配不合理导致内部电压越限的问题,传统虚拟电厂调频策略难以适用。针对上述问题,提出了一种基于随机模型预测控制(stochastic model predictive control,SMPC)的DVPP二次调频策略,通过聚合模型设计、光伏不确定功率的场景树模型搭建、SMPC策略设计的方式实现了分布式电源出力扰动情况下DVPP快速、准确响应自动发电控制(automatic generation control,AGC)指令的目标,并有效降低了功率调节对系统内部电压的影响,为DVPP参与系统二次调频提供了理论基础。

市场环境下灵活性资源虚拟电厂聚合调控关键技术综述

灵活性资源技术快速发展、数量与日俱增,为提升电力系统灵活性和经济效益提供了巨大潜力。虚拟电厂通过对海量异构灵活性资源协调管理和聚合调控,为支撑海量异构分散式资源参与电力市场交易提供了有效手段。针对电力市场环境下虚拟电厂中多元海量异构灵活性资源的难以高效管控、不同运营主体之间存在效益冲突、能量和辅助服务之间具有耦合关系等问题,对电力市场环境下灵活性资源虚拟电厂全链路运营过程中面临的技术挑战、当前研究进展和未来攻关方向进行了分析和总结。从灵活性资源虚拟电厂的聚合建模、竞标报价、运行控制3方面展开分析,对相关主流技术方法的模型特征、关联关系和适用场景进行了系统性归纳,以此全面认识电力市场环境下灵活性资源虚拟电厂涉及的关键科学问题、核心理论方法和主流技术方案等,为灵活性资源虚拟电厂的未来研究方向和技术发展提供建议。

虚拟电厂协同调度及市场交易的研究现状及展望

随着可再生能源的不断发展,其分散性、间歇性和波动性的问题也逐渐凸显。针对这些问题,提出了虚拟电厂这一种新的解决方案。首先介绍了虚拟电厂的基本概念,并从协调控制技术、优化调度和市场交易3个角度分析虚拟电厂的研究现状。此外还分析了不同优化调度模型及其求解算法的优缺点以及区块链技术在分布式交易方面的优势,并探讨了区块链技术应用于虚拟电厂交易的可行性。最后展望了虚拟电厂未来的研究方向。

分布式光伏发电站的并网控制技术分析

当前,“低碳环保、绿色发展”理念深入人心,低碳发电技术尤其是光伏发电站发展迅速,相关单位、研究人员对光伏发电站进行了建设性的研究和分析,积极建设分布式光伏发电站,并将并网控制技术作为核心技术之一,以此提升发电站对电网的适应性,同时也可以提升鲁棒性能,保证为社会建设、企业生产、居民生活提供高质量电力资源。基于此,本文对分布式光伏发电站的并网控制技术进行探究分析。

石油化工装置分散控制系统电磁兼容性研究

《石油化工分散控制系统设计规范》中电磁兼容性要求DCS设备工作时不会对其他设备产生不良的电磁干扰,也不会对外界的电磁干扰过度敏感。介绍了电磁兼容性相关概念,梳理了在电磁环境中,DCS电气设备的电磁发射要求和抗扰度要求,提出了DCS电磁防护措施,通过总结石油化工装置控制系统电磁兼容性设计要点,为DCS工程设计中电磁兼容性的设计和应用提供借鉴。

新型电力系统下虚拟电厂研究

随着“双碳”目标的推进,电力系统迎来深刻变化,大量分布式电源、可调负荷等灵活资源具有种类多、时间无序、点多面广等特性,造成电网可控性、调节能力不足。虚拟电厂作为我国实现“双碳”目标的重要路径,能够广泛聚合与调控需求侧多元资源,实现对分布式电源的响应分配、实时协调控制,在破解清洁能源消纳难题方面发挥着重要作用。首先分析建设虚拟电厂的必要性,然后设计虚拟电厂的架构,最后研究面向市场交易的虚拟电厂聚合调控算法。算法验证分析结果表明,虚拟电厂对提升新型电力系统灵活性、电力安全保供能力具有重要意义。

分布式光伏电站机械逆变器无差拍控制

无差拍控制能够有效地减少电网与逆变器之间的功率波动、电压谐波等问题,提高光伏电站的发电效率和电网稳定性。为此,提出分布式光伏电站机械逆变器无差拍控制。在确保输出电流工作在平衡点的基础上,计算分布式光伏电站平均输出电流。结合平均输出电压和平均输出电流计算结果,获取相对稳定的功率表达式。通过控制机械逆变器电压和频率,利用泰勒公式计算下一次采样周期,以实现机械逆变器无差拍控制。实验表明,所提方法的谐波畸变率处于0.01以下,能够准确控制机械逆变器,确保光伏电站运行稳定。