基于PLC技术的联合收割机电气控制系统设计

以联合收割机电气控制系统为研究对象,利用可编程控制器(PLC)对联合收割机电气控制系统进行改进,以提高联合收割机运行效率和可靠性。通过对联合收割机的工作原理和液压作动系统进行分析,基于可编程控制器(PLC)进行联合收割机电气系统整体设计,并对电气系统的运行效果进行测试分析。试验结果表明:系统运行可靠,能够获得良好的收割效果,可将收割损失率控制在2%以内,验证了系统运行过程稳定性。

光储联合发电系统不对称故障穿越控制策略

针对电网不对称故障下光伏发电系统输出功率与直流侧电压二倍频波动问题,提出了一种光储联合发电系统低电压穿越控制策略。在低电压穿越期间,充分利用光伏并网逆变器和储能变流器容量向电网输送有功和无功功率;在此基础上令储能变流器采取基于负序虚拟电导的负序电压补偿控制策略;同时,分析了单台以及多台储能变流器参与负序电压补偿的原理,并对负序虚拟电导进行了自适应优化设计。仿真结果表明,所提控制策略能够有效削弱光伏发电系统输出功率与直流侧电压的二倍频波动。

基于混合储能的风光储联合发电系统优化调度策略及评价

针对用户用电需求和可再生能源发电情况,建立以系统总运行成本最小为优化目标的并网型风-光-蓄电池-废弃矿井抽蓄联合发电系统优化调度模型,以等效负荷方差、联络线波动率、供电损失率为评价指标衡量优化调度结果,利用CPLEX求解器对调度模型进行最优求解。对3种不同储能形式的优化调度模型进行仿真对比,结果显示:储能形式为蓄电池和废弃矿井抽蓄的混合储能时的总成本相比蓄电池与废弃矿井抽蓄分别减少了62.21%与49.18%;利用组合熵权秩和比法对优化结果进行排序评价,风-光-蓄电池-废弃矿井抽蓄联合发电系统加权秩和比值为0.833,评分排序最优。所提模型在提升系统运行经济性的同时,提高了系统供电的可靠性,验证了所提模型的合理性与有效性。

基于微阵列波能装置的半潜式风浪联合系统运动与获能研究

为实现海上风浪资源的高效利用,以Windfloat型风力机平台为基础,结合摇臂式波能装置,建立联合获能系统数值模型,并分析了波周期、PTO(powertake-off)阻尼、浮子直径及摇臂长度等关键参数对联合系统运动与获能的影响。研究发现,随波周期的增大,平台运动幅度整体呈增大趋势,装置获能先增大后减小;随PTO阻尼的增大,平台纵荡、纵摇运动幅度逐渐减小,垂荡运动幅度及装置获能先增大后减小;随浮子直径、摇臂长度的增大,平台纵荡运动幅度逐渐减小、垂荡、纵摇运动幅度逐渐增大,装置获能随浮子直径的增大而增大,随摇臂长度的增大先增大后减小。

玉米联合收获机清选控制系统设计与试验

玉米联合收获机清选系统工况复杂,存在收获质量差、效率不高等问题。基于此,设计一套清选损失率控制为主同时兼顾含杂率的自动控制系统。首先分析以风机转速、振动筛转速和喂入量为影响因素,损失率、含杂率为评价指标的正交试验数据,获取影响损失率和含杂率的主次因素,提出清选系统自动控制策略;其次,为开展控制策略和算法的研究,建立清选系统中的风机转速、振动筛转速调节装置以及收获机纵向运动的数学模型,设计离散化PID控制算法。最后,基于MATLAB/dSPACE软硬件环境,搭建清选控制系统的硬件在环仿真平台,并进行控制器在环测试。试验证明:本文设定的双目标联合控制策略和控制算法,能够有效降低清选损失率、含杂率,其中清选损失率降到2.7%左右,含杂率为2.8%左右。

风电—光伏—光热发电系统联合优化运行研究

“风光热储”是近几年多种新能源互补发电的新模式,以有效解决用电高峰期和低谷期存在的电力输出不平衡问题,并提高能源利用率,实现清洁发展。为此研究了光热电站的运行机理和工作模式。建立了风电—光伏—光热发电系统联合优化运行模型,以高优先级优化匹配调度曲线的程度,以低优先级优化联合系统的可再生能源消纳能力。为提高风力发电、光伏发电并网的可靠性,采用预测误差描述二者出力存在的不确定性,并采用样本均值近似法对其进行了确定化处理。然后对优化模型中的非线性因素进行了线性化处理,最后调用Cplex求解器得出联合系统最佳调度方案。结果表明,光热电站可以调节联合发电系统的上网功率,使其尽可能满足调度曲线的需求;另外,采用样本均值近似法处理不确定变量,并且将优化模型线性化后,可以更加快速地求出最优解。

安徽省“水-土-能”系统安全评价及联合风险概率测算

水、土、能是人类生存和发展的重要自然资源。基于稳定性(S)、协调性(H)、可持续性(F)构建安徽省“水-土-能”系统安全评价指标体系,利用“单指标量化-多指标综合-多准则集成”(Single index quantification-multi-index comprehensive-multi-criteria integration,SMI-P)法测算各子系统指数及其系统安全水平,引入Copula函数分别探究S-H、S-F、H-F和S-H-F等不同组合的联合概率分布,测算其联合风险概率。结果显示:2012—2021年,安徽省“水-土-能”(“Water-Land-Energy”,WLE)系统安全水平波动上升,均值为0.5685,其中稳定性对系统安全水平影响最大;S-H、S-F、H-F分别呈弱正相关、强正相关、较强负相关关系,S-F联合风险概率最大,为0.2807;S-H-F系统联合风险概率为0.0712。当S、H、F其中一个固定时,另外两个的值越大,相应的联合风险概率越大。探究“水-土-能”系统安全水平及风险发生频率,有利于保障区域可持续发展,提高风险分析精度,为决策部门提供有效信息。

多变量联合模型在隧道通风系统寿命预测中的应用研究

为了提高隧道通风系统的智能运维水平,将基于数据驱动的联合模型引入隧道通风系统进行剩余使用寿命(Remaining Useful Life,RUL)预测,即综合失效事件和状态监测数据进行RUL动态预测。针对基于失效事件和状态监测数据融合的RUL预测,目前工业领域主要使用两阶段模型法,该方法遵循“先退化建模,后失效建模”的步骤。由于隧道通风系统受到地铁工况环境的影响,退化过程和失效事件存在相互影响,提出了基于多元变量的联合模型,旨在辨识共享随机效应,进而降低退化模型和失效模型估计偏差,提高隧道通风系统RUL动态预测的准确度。基于调研发现,地铁隧道通风系统主要故障模式为风机轴承磨损,研究主要通过风机轴承磨损失效仿真算例,选用平均绝对误差比较所提出的方法与两阶段法、单元联合模型的预测性能。算例研究结果表明,多元联合模型方法能有效辨识出监测状态演变和失效事件的关联关系,降低模型估计的偏差,为地铁隧道安全运行提供决策支持。

基于时频域联合数据辅助MIMO均衡算法的多维度复用千公里级相干传输系统

基于少模光纤的模式复用系统利用单根纤芯中的正交模式实现各独立信道的并行传输,能够有效提升系统容量,解决单模光纤系统的容量危机.本文联合使用模式复用、波分复用与偏振复用技术,基于六模渐变型光纤实现了80个波长通道下32 Gbaud四模双偏振16阶正交振幅调制信号的1000 km相干传输,并在接收端使用时频域联合数据辅助8×8多输入多输出最小均方算法,以补偿由光纤传输导致的模式耦合及模间色散等线性损伤.与传统的纯时域或纯频域多输入输出最小均方均衡算法相比,该算法分别实现了57.1%的收敛速度提升与25.1%的收敛误差下降.经过1000 km少模光纤传输后,80通道每个模式及偏振态的误码率均低于开销为20%的软判决前向纠错编码阈值2.4×10^(-2),系统净速率达68.2 Tbit/s.

双制式列车接地系统的车-地联合牵引供电计算

为研究双制式列车在不同供电制式区段下的车体环流和车体—轴端电位分布,针对某型双制式列车构建列车接地系统的链式电路模型,并提出车-地一体化的交、直流区段联合牵引供电计算方法;同时,建立列车接地保护电阻优化模型,并分析2种列车接地系统配置方案.以国内某条双制式线路为算例进行仿真验证,研究结果表明:方案1相较方案2,列车的车体—轴端电位最大值降低36.58%~41.04%,车体环流最大值降低18.49%~22.97%;并且在方案1中,头尾车保护电阻设置为20 mΩ,可使列车的车体—轴端电位最大值为1.15 V,车体电流最大值为50.30 A,达到抑制车体—轴端电位的最优效果.该车-地一体化的交、直流区段联合牵引供电计算方法可适用于单一供电制式或者多供电制式列车接地系统的分析.

基于MPC的光电热联合系统建模与控制优化

为解决我国北方地区冬季采暖产生的能源消耗与环境污染问题,改善光资源丰富、较丰富地区光能利用率不足的现状,充分利用谷电和日照优势,针对太阳能利用与建筑采暖相结合的分布式能源系统性问题,提出一种基于TRNSYS动态建模与数值建模相结合的光电热联合供暖系统。综合考虑小范围内供暖温度的时滞性以及系统各设备的出力情况,联合Matlab搭建模型预测控制器(MPC),提出一种基于MPC的误差实时校正优化控制策略。分析表明:采用MPC的控制优化,在热负荷跟踪方面,最大误差降低4.16%,平均误差降低2.79%;在室内温度控制方面,最大偏差降低1.2℃,平均偏差降低0.2℃;在太阳能利用占比方面,太阳辐射强度趋近于800 W/m^(2)时,太阳能利用占比差距达最大8.9%。分析结果说明该系统可以更快速、更准确地跟踪建筑热负荷波动,并且有效抑制室内温度波动,提高清洁能源的利用率。

计及最小惯量约束的风光火储联合系统优化调度

风、光、储多种新能源并网使系统常常处在低惯量运行场景下,给考虑频率稳定的系统优化调度带来极大挑战。为此提出了一种计及最小惯量约束的多源联合电力系统优化调度模型。首先,综合考虑两项频率指标,计算满足频率指标的系统最小惯量需求,将非线性的频率稳定约束转化为线性的最小惯量约束加入调度模型之中。其次,利用含模糊参数的机会约束表达源荷不确定性对于联合系统的影响,建立模糊参数下的系统优化调度模型。最后,通过IEEE 30节点系统验证了该模型的经济性与安全性。

基于深度强化学习的毫米波大规模MIMO系统资源联合优化

针对毫米波大规模多输入多输出(multiple-input multiple-output,MIMO)系统中无线资源受限、功耗巨大且能量效率与系统容量相互制约而导致吞吐量和能量效率低的问题,提出一种基于深度强化学习(deep reinforcement learning,DRL)的资源联合优化方法。该方法采用三阶段策略,首先,构建射频波束成形器,通过少量的射频链降低硬件成本和总功耗;其次,利用有效信道状态信息设计基带预编码器;最后,设计应用双层DRL架构实现动态离散带宽和连续功率资源的分配。实验结果表明,与单级全数字预编码和混合预编码的均等资源分配方法及基于粒子群优化的资源分配算法相比,所提的联合优化方法显著提高了系统的吞吐量和能量效率。

基于联合仿真的表贴式永磁游标电机的伺服系统设计

研究了表贴式永磁游标电机的伺服系统,设计电机三环(即电流环、速度环、位置环)结构的伺服控制系统控制器,并分析伺服系统的动、静态性能。利用Maxwell、Simplorer及MATLAB/Simulink软件建立了表贴式永磁游标电机伺服控制系统联合仿真模型,研究了位置环参数对位置跟随系统快速性和准确性的影响。对比分析了电机三环结构伺服控制系统场路耦合仿真与定参数仿真。仿真结果表明,此控制策略可以实现表贴式永磁游标电机精准定位、无超调,且具有良好的快速性和抗干扰性。

吸收式热泵-太阳能联合供热系统性能影响因素研究

为提高供热系统的供热能力,以吸收式热泵-太阳能联合供热系统为研究对象,通过分析联合供热系统原理并建立供热系统热力模型,对供热系统性能影响因素进行了分析。仿真结果表明,吸收式热泵-太阳能联合供热系统性能受多种干扰因素影响,包括聚光型集热器面积和流量、吸收式热泵容量和蓄热水箱容积。其中,增加聚光型集热面积和吸收式热泵容量,减小聚光型集热器流量和蓄热水箱容积,可有效降低平板集热器进口温度,提高平板集热器集热效率,使供热系统供热温度和供热量增加,进而提高供热系统供热能力。

考虑灵活性供需平衡的新型电力系统长短期 储能联合规划

随着可再生能源渗透率的不断提高,以电化学储能为代表的短期储能技术将难以满足新型电力系统消纳可再生能源的需求,与此同时,灵活性也将成为系统运行特性的核心和关键。因此,提出了一种考虑灵活性供需平衡的长短期储能联合规划方法。首先,针对不同时间尺度储能技术的特点,统筹短时功率和长期能量的双重调节,考虑灵活性供需平衡并结合价格型需求响应机制,建立了以系统年化综合成本最低为优化目标的长短期储能联合规划模型。其次,为简化问题规模,利用深度卷积嵌入聚类算法在各月份提取典型场景重新刻画全年时序,并通过风光储容量规划和灵活性校验2个阶段的迭代优化求解模型。最后,以中国东部某地区为算例,验证了所提规划方法在兼顾未来可再生能源高渗透的新型电力系统规划经济性和运行灵活性方面的有效性。

基于模糊PID控制的拖拉机遥控转向系统研究

由于拖拉机实际作业环境较为恶劣,为保证驾驶员的安全,提出了一种拖拉机遥控转向系统的设计方案。首先,对拖拉机现有的液压转向系统进行了分析,并提出了遥控转向系统的结构设计和控制策略设计;然后,通过AMEsim和Simulink分别搭建了遥控转向系统的液压部分模型和模糊PID控制器并进行了联合仿真实验。实验结果表明:设计的遥控转向系统能够实现拖拉机的转向,模糊PID控制器相对于常规PID控制器的控制效果更好,阶跃响应时间由1.49 s缩短到1.07 s,正弦跟踪响应最大误差由0.028 m缩短到0.015 m,抗干扰性也更强。

计及风光不确定性的风-光-光热联合发电系统中光热电站储热容量优化配置

传统新能源电站之间联合形式单一且未考虑风光出力不确定性,弃风、弃光现象严重。为此,提出了一种考虑风光不确定性的风-光-光热联合系统的光热电站储热容量优化配置策略,利用电转热技术使风光电站和光热电站有效耦合,明确联合系统框架与原理;采用改进拉丁超立方抽样方法抑制风光出力的不确定性。最后,构建基于风光出力典型场景的光热电站储热容量双层优化配置模型,并进行算例求解,结果表明所提方法显著降低了系统总投资与运行成本,提高了清洁能源消纳能力。

基于阀控缸电液系统的前馈-反馈联合控制策略研究

阀控缸电液系统应用广泛,提高其响应速度、控制精度与可靠性具有重要意义。传统闭环控制基于反馈误差调节,控制简单、稳定性好、易用于复杂系统,但存在时滞与稳定性问题;前馈控制作为一种开环控制方式,具有响应快、无时滞的优点,但控制效果依赖模型精度。针对上述问题,提出一种基于阀控缸电液系统的前馈-反馈联合控制策略,建立其数学模型,运用AMESim软件搭建仿真模型并进行可行性分析,通过实验建立伺服阀流量-压差-电压前馈参数表,最后基于Simulink建立变转速恒压油源实验平台并进行实验验证。仿真及实验结果表明:前馈-反馈联合控制可提高阀控缸电液系统的控制精度和响应性,相较于反馈控制方式跟踪精度提高45%,具有良好的综合控制效果。

计及动态频率响应约束的高比例风电电力系统日前-日内联合调度策略

高比例风电电力系统具有转动惯量低、调频能力弱等特征,容易引发频率安全问题。现有计及频率安全约束的调度策略研究中,调频手段主要为惯性响应与一次调频,鲜见在单机故障等大功率扰动下考虑系统旋转备用与紧急功率支撑的动态响应作用。对此,在日前-日内联合调度模型中引入预想小功率扰动及大功率扰动下的系统动态频率响应约束。首先,分别构建两种预想功率扰动下的系统动态频率响应模型,采用阶梯备用等方法进行模型降阶,并进一步推导两种模型下的频率指标解析式。其次,提出计及动态频率响应约束的日前-日内联合调度架构,并分别构建日前及日内调度模型。进而,针对调度模型中最大频差约束导致的非线性问题,采用两阶段迭代方法求解。最后,开展算例分析,结果表明,所提联合调度策略能够兼顾系统运行经济性要求与频率安全性要求。