STBC-VBLAST混合系统的研究

针对贝尔实验室分层空时码(BLAST)容量性能好和正交空时分组码(STBC)分集增益高的特点,阐述了两系统混合研究的优点和可能。首先简要地介绍了三种常见BLAST发射空时数据流结构的工作原理,分析了3种常用的BLAST混合STBC的系统结构。以垂直BLAST(VBLAST)为对象,总结了常见的VBLAST的译码算法。然后介绍了QR译码原理,提出了一种基于QR分解的循环迭代算法,并将其引入STBC-VBLAST混合系统。仿真实验表明:STBC-VBLAST混合系统在保留VBLAST高频谱利用率的同时,也改善了系统的抗衰落性能,适当的循环迭代次数,系统抗衰落性能改善更加明显。最后综述了STBC-VBLAST混合系统未来应用和实现可能遇到的问题和面临的挑战。

基于增益腔的腔磁力混合系统中的光放大和快慢光传播

为了在腔磁力系统中实现可控的磁子诱导透明、磁力诱导透明、光放大以及快慢光传播,建立了一个腔磁力混合系统模型.该模型由含有1个钇铁石榴石(YIG)球的增益腔组成.该模型利用强驱动来驱动YIG球,利用弱探测场探测微波腔.研究表明,通过选取最优增益和调节腔-磁耦合强度、磁-力耦合强度可以实现可控的磁子诱导透明、磁力诱导透明、光放大以及快慢光传播.该研究结果可为量子信息操纵、量子信息存储和灵敏光开关的研究提供参考.

风电光伏混合系统中的储能技术研究与应用

介绍风电光伏混合系统的基本概念、组成以及运行特点,强调系统在提供稳定、可靠电力方面的优势。探讨电化学、机械和热储能等的优缺点及其在可再生能源系统中的应用,详细分析储能技术如何提升风电光伏混合系统的稳定性、经济性以及环境适应性,并通过实证数据和比较分析展示储能技术在系统优化中的效果,提出结合储能技术的系统优化策略,如模型预测控制(Model Predictive Control,MPC)等,强调其在提高系统效率和应对复杂气候条件中的关键作用。

计及多堆燃料电池效率特性的氢储混合系统协调优化控制方法

针对传统多堆燃料电池的控制方法难以解决系统全功率范围高效运行与暂态电压稳定的问题,提出了一种计及多堆燃料电池效率特性的氢储混合系统协调优化控制方法,分为系统优化分配层与装备协调控制层。在系统优化分配层,提出了一种优化分配与轻载运行策略,以多堆燃料电池系统的效率最优为目标求解全功率映射集合,实现多堆燃料电池功率的优化分配,并避免燃料电池运行于轻载区间;在装备协调控制层,提出了一种燃料电池和电池组暂态功率快速平衡控制与稳态能量互补方法,实现两者之间暂、稳态的能量互补,抑制系统直流母线电压波动,提高系统的运行稳定性。基于Simulink平台进行算例分析,结果验证了所提协调优化控制方法的可行性与正确性。

基于海马优化器的光伏-温差混合系统重构

部分遮蔽(partial shading conditions,PSC)是导致光伏(photovoltaic,PV)–温差(thermoelectricgeneration,TEG)混合系统(PV-TEG)输出功率损耗和组件失配的主要原因之一。为了提升PSC下PV-TEG混合系统的发电效率,提出一种基于海马优化器(sea horse optimizer,SHO)的PV-TEG混合系统重构方法。该方法以PV-TEG混合系统的输出功率为目标函数,利用SHO调整电气开关动作来改变混合系统阵列中PV-TEG组件的位置,以提高系统整体功率输出。为验证SHO的可行性和优越性,在实际PSC条件和标准PSC条件下对4×4阵列、9×9阵列和15×9阵列进行仿真分析,并与粒子群优化算法、遗传算法、人工蜂群算法和蚁群算法进行全面对比(失配损耗、平均输出功率和开关动作数量),证明采用SHO算法可以缓解遮蔽带来的影响,提升系统功率。仿真结果表明,通过SHO重构后的PV-TEG混合系统功率在4×4阵列中提高38.36%,在9×9阵列中提高20.74%,在15×9阵列中提高21.14%。此外,基于RTLAB平台进行硬件在环实验(hardware in the loop,HIL),验证了PSC下SHO应用于PV-TEG混合系统的硬件可行性。

考虑电堆性能一致性的燃料电池混合动力系统多目标优化能量管理方法

为优化燃料电池混合动力系统(fuel cell hybrid power system,FCHPS)并延长其使用寿命,该文提出一种考虑电堆性能一致性的多目标优化能量管理方法。该方法的目的是降低系统等效氢耗、提高燃料电池系统内电堆组运行效率的同时限制锂电池荷电状态(state of charge,SOC)波动。由于电堆组的性能会在实际运行过程中发生退化,因此该方法还考虑了电堆组的性能状态差异,通过限制性能较差电堆的运行压力,以延长系统寿命。为实现这一目的采用樽海鞘群算法(salpswarmalgorithm,SSA)对目标函数进行优化求解,得到系统最优功率分配。最后,基于RT-LAB半实物仿真平台,将所提方法与有限状态机控制方法进行对比,实验结果表明所提出的方法能够有效降低系统氢耗,提高电堆组效率的同时减缓性能较差电堆的功率波动,维持系统一致性,有利于系统长期稳定运行。

风光储混合系统的雷电过电压仿真

风光储混合系统相比于单一风电场或光伏系统具有多端源载混合的特点,混合系统的端口阻抗网络及其雷电下暂态响应特性与单一系统存在差别。利用PSCAD/EMTDC搭建风光储混合系统的暂态模型,计算风光储混合系统的雷电过电压分布,分析混合系统遭受雷击位置、架空线长度和避雷器接地方式对混合系统过电压水平的影响。结果表明,混合系统中光伏侧遭受雷击时变压器的过电压峰值高于风机侧遭受雷击情况;增大风机侧接入母线的架空线长度或减小光伏侧的架空线长度均可降低混合系统的过电压;风机侧与光伏侧的变压器高压侧避雷器均采用公共接地方式,储能侧采用单独接地方式可有效抑制混合系统的雷电过电压水平。

油电混合动力船舶动力系统研究

为了响应国家对航运业绿色可持续发展的需求,以某小型油电混合动力客船为研究对象,进行动力系统研究。根据船舶基本参数与设计指标,给出混合动力系统总成方案。在满足船舶动力性指标要求的前提下,对船舶混合动力系统进行参数匹配;并进一步提出了油电混合动力船舶能量控制策略,最后在混合动力实验平台上进行仿真试验验证。实验结果表明,相同工况下,混合动力船舶会比柴油发动机作为主机的船舶消耗更少的燃料,可以有效提高船舶的经济性并改善其排放性能。

基于扩展Nataf变换的交直流混合系统概率潮流计算方法

随着新型电力系统高比例新能源与高比例电力电子化的“双高”特征日益凸显,交直流混合已成为中国电力系统的典型特征。伴随着可再生能源出力的随机性,交直流混合系统的潮流也表现出随机性。为此,提出一种基于扩展Nataf变换和拉丁超立方采样的交直流混合系统概率潮流计算方法。首先,建立适用于概率潮流计算的交直流混合系统潮流模型。同时,针对Nataf变换无法处理源荷相关系数矩阵非正定的情况,采用一种基于奇异值分解的扩展Nataf变换,并结合拉丁超立方采样进行交直流混合系统的概率潮流计算。此外,针对传统Gram-charlier级数存在节点电压幅值等状态变量概率为负值的情况,提出一种C型Gram-charlier级数以解决该问题。最后,在改进的57节点交直流混合系统中验证了所提方法的有效性。

水电机组容量占比对水火混合系统频率稳定性的影响

一些地区水电机组容量比已是火电机组容量比的数倍,水电机组调速系统的特点对保持电网频率稳定有很大影响,据此用Simulink搭建精确的水火混合系统,又将火电机组细分为无再热机组和再热机组.为了达到更好的调频效果,首先比较了普通PID与模糊PID控制器的特性,最终选用模糊PID控制器.为了凸显水电机组容量占比对一次调频性能和系统频率稳定性的影响,首先仿真分析了有无再热机组容量占比的不同对一次调频性能和系统频率稳定性的影响,然后改变水电机组容量的占比,实现不同一次调频效果,研究其对系统频率稳定性的影响,得出在一定条件下水电机组容量占比越大,系统频率出现大幅度超调现象的可能性越大,不利于频率的恢复,但是提高了系统频率的稳定性能.

非厄米混合系统中快慢光的传播性质

为了研究非厄米混合系统中的快慢光传播性质,提出了一个非厄米磁量子电动力学(QED)混合模型.该模型由2个微波腔和1个钇铁石榴石组成.模型采用强泵浦场驱动磁子,采用弱探测场探测微波腔.研究表明:通过调节腔与磁子之间的相互作用强度和微波腔与磁子的耗散比,可以增加磁子诱导放大效应和提高快慢光的传播速度.该研究结果可为量子光学操纵、量子信息存储以及灵敏光开关的研究提供参考.

光-氢-储混合系统功率协调分配控制策略

光伏发电系统出力具有间歇性、随机性的特点,导致光伏发电与电力负荷之间存在供需功率不平衡问题,因此提出一种光-氢-储混合系统的功率协调分配控制策略。首先,构建光-氢-储混合系统结构,分析了系统功率分配原则;其次,在供需功率不平衡的基础上提出一种功率协调分配策略,该控制策略考虑了超级电容的充放电状态,实现对系统各设备在不同运行条件下的输出功率协同调控,提升了电网供电的可靠性,促进光伏功率的消纳;最后,利用MATLAB/Simulink建立了该控制策略的模型和仿真,验证了所提控制策略的有效性。

风电/制氢/燃料电池/超级电容器混合系统控制策略

风能的波动性及间歇性致使传统风力机出力不可控,即出力曲线与负荷调度曲线不一致。本文构造了一种风电/制氢/燃料电池/超级电容器耦合于直流母线的结构。针对风电/制氢/燃料电池/超级电容器混合系统10种运行模式,提出了一种能量管理策略,确保在各个控制单元的作用下,能量协调流动于混合系统各子单元之间。此能量管理策略不仅使混合系统出力可控,而且提高了风能利用率,平抑了直流母线电压波动,平滑了上网功率。PSCAD/EMTDC仿真结果验证了风电/制氢/燃料电池/超级电容器混合系统控制策略的有效性。

基于RTDS的交直流混合系统实际故障再现分析

基于实时数字仿真器(RTDS),针对实际的交直流混合电网,搭建了仿真模型,并将RTDS与实际直流输电控制保护装置连接,建立了一个交直流混合系统实时仿真实验平台。介绍了仿真建模中的关键问题,提出了RTDS元件模型的选择原则。在此基础上,对南方电网中实际发生的2种典型故障进行了仿真研究,通过仿真实验成功再现了实际故障过程,并分析得出了故障发生的真实原因,提出了合理的改进建议。通过仿真结果与实际录波的对比,证明所建电网模型是准确、可信的,能够比较真实地反映实际系统的动态特性。

天广交直流混合系统输电能力的研究

对我国第一个交直流混合系统天广交直流混合系统的输电能力进行的分析研究表明:天广直流输电工程投产后,提高了南方电网的稳定性。由于直流系统的调制功能对交直流并联运行的作用明显强于对交直流分列运行的作用,故交直流并联运行的输电能力也相对较高。同时电网运行条件的变化对天广交直流输电系统安全稳定运行有明显影响,增强电网动态无功支持能力对提高天广交直流混合系统输电能力有十分重要的作用。

践踏对天然草与人造草混合系统草坪生理的影响

为进一步了解天然草与人造草混合系统草坪的特点,以纯天然草坪为对照,通过模拟践踏处理后,对混合系统草坪几项生理指标进行测定研究。结果表明:轻度践踏胁迫对混合系统草坪细胞质膜透性、叶绿素含量及可溶性糖含量的影响与不践踏时都达不到显著水平,SOD活性与MDA含量的变化也证实了这一点;而重度践踏在各方面都显著影响草坪草的生长,降低草坪质量;混合系统草坪中天然草受到人造草皮的保护,使草坪质量的稳定性加强,各项生理指标变化幅度降低。但是A2处理的人造草丝密度较大,影响了天然草的正常生长,草坪表观质量也较差;A8处理对天然草的保护作用不明显,与对照A0的差别不大;而A4、A6处理受践踏胁迫影响较小,对于天然草保护作用明显,显著提高了混合系统草坪的耐践踏性。

电网信息物理系统的混合系统建模方法研究

信息物理系统(cyber physical system,CPS)是随着工业信息化发展而提出的新理念,强调在生产中物理过程与信息处理的紧密融合。电网正向智能化发展,是典型的信息物理融合系统。建立CPS模型有助于更好分析、控制日益复杂、灵活的电网运行,该文结合电网特点、需求,分析了电网CPS模型的构成和形式,提出了基于混合系统的电网CPS建模方法及其控制方案;并根据上述方法和步骤,建立柔性负荷和源储协调控制的混合系统模型,提出基于该模型的优化控制问题。

基于分布鲁棒的风-氢混合系统氢储能容量优化配置

氢储能系统受地理、气候条件限制较小,在构建面向高比例新能源电力系统的风-储混合系统中极具发展潜力。然而,由于风电场的出力具有不确定性,氢储能系统需要在储能、释能、热备用等工况下频繁切换,内部热能供需平衡也呈现出不确定性,进而影响其响应速度甚至实际可用容量。为此,设计了考虑热平衡的风-氢混合系统,构建了考虑电解槽、燃料电池间歇工作模式热平衡的氢储能系统模型;在此基础上,综合考虑风电场功率的不确定性和氢储能系统的投资成本,提出了考虑热平衡不确定性的风-氢混合系统氢储能容量优化配置方法。采用分布鲁棒方法对风电场功率的不确定性进行建模,并将其转化为一组线性风险机会约束进行求解。基于实际风电场数据构建算例,对所提模型和方法进行验证和分析。结果表明,氢储能系统中电解槽和燃料电池的散热系数对系统实际可用容量具有重要的影响,在风-氢混合系统的氢储能容量配置中考虑热平衡约束可以有效提升氢储能系统的实际可用容量和混合系统的经济性。

交直流混合系统受端电网暂态电压稳定分析

随着南方电网西电东送规模的日益扩大,受端电网的暂态电压稳定问题日益凸显。深入探讨了南方电网的受端系统的暂态电压稳定问题出现的机理和影响因素,通过对失稳故障的分析表明交流线路、直流换流站的无功需求会逐步恶化受端系统的稳定性,最终由局部地区的负荷失稳导致整个区域发生电压崩溃。针对失稳故障分析比较了相应的稳定措施,其中动态无功补偿措施能够有效地抑制异步电动机诱发的电压崩溃。

混合系统的形式验证方法

在介绍混合系统形式验证概念的基础上,从可达集表示和可达集计算方法的角度比较了混合系统的各种形式验证方法和验证工具。重点介绍了模型检验方法中的收敛近似方法和过近似方法,通过一个化工过程系统的验证实例详细介绍了验证工具CheckMate的验证算法。最后分析了混合系统形式验证的难点问题和主要研究方向。