基于T-S模糊神经网络的光伏发电机组自动控制

光照情况变化会使光伏发电机组功率呈现不稳定性,加大光伏发电机组控制难度,为此,设计了基于T-S模糊神经网络的光伏发电机组自动控制方法。构建光伏阵列数学模型,分析在均匀和不均匀2种光照情况下光伏发电机组特性曲线。以分析结果为依据,采用T-S模糊神经网络构建光伏发电机组自动控制模型。为保证良好的控制效果,引入定比因子优化隶属度函数,输出最佳跟踪结果,结合最佳跟踪结果和自动控制模型实现光伏发电机组自动控制。测试结果显示,该方法能够完成光伏阵列特性分析,控制效果好。

电网高压隔离开关机械故障诊断

电网高压隔离开关经常发生轴承卡涩、动作不到位等机械故障,导致故障信号特征值不准确、诊断效果不佳等问题的产生,对此提出一种新的电网高压隔离开关机械故障诊断方法.根据机械发生故障时的振动信号特征值,绘制力矩-转角检测曲线,通过与正常运行状态下的曲线变化相对比,实现对机械故障的准确诊断.实验结果证明,所设计方法的机械故障诊断结果与实际一致,说明该方法可以有效检测电网高压隔离开关机械故障,诊断效果较好.

独立光伏阵列全局最大功率点跟踪控制技术

受多种因素影响,传统独立光伏阵列跟踪方法跟踪效率低、速度慢,为此提出一种独立光伏阵列全局最大功率点跟踪控制技术。通过建立独立光伏阵列工程仿真模型,模拟在实际工程中的光伏阵列发电特性;分析独立光伏阵列输出特性,得到I-U特性曲线和P-U特性曲线;利用梯度法跟踪全局最大功率点,观察P-U特性曲线存在的扰动,求得P-U特性曲线上的最大值。经实验论证分析,在无阴影条件下,该方法的振荡范围更小,跟踪速度更快;在静态阴影条件下,跟踪精度更高,具有良好的控制能力;在动态阴影条件下,能够在阴影突变后再次准确找到全局最大功率点。

风电机组惯量支撑与一次调频综合控制策略

针对大规模风电接入电网导致系统惯量降低、调频能力不足的问题,文中提出一种风电机组惯量支撑与一次调频综合控制策略方案。该方案基于风电机组浆距角特性来整定风机减载控制,预留风电机组调频所需的备用容量,进一步解决减载模式下电网频率变化与虚拟转动惯量之间的结合问题。此外,再计及风电机组转速保护来整定静调差系数,并与惯量支撑控制相结合,以实现风电机组综合调频控制策略。在MATLAB/Simulink中搭建含风电场的联合仿真模型,其结果表明风电机组可快速为电网提供虚拟转动惯量支撑,降低初期电网频率扰动的变化率,并按照整定的静调差系数调节输出功率,提高了风电接入电网的频率稳定性,验证了文中所提控制策略的合理性。

光伏电池最大功率点快速定位方法

针对光伏电池最大功率点定位时间长的问题,提出一种基于SPICE模型的光伏电池最大功率点快速定位方案。依据构建的光伏电池SPICE模型获取了不同光照条件下功率分布数据,对功率分布数据进行二元样条插值后,利用最小二乘法对功率分布曲面进行拟合,获取了光伏电池输出功率、输出电压和环境照度的数学模型,在给定环境照度后,通过极值求取的方法实现最大功率点的快速定位。

基于高斯混合聚类的海上风电出力特征曲线提取方法及其在电量平衡计算中的应用

[目的]为了减少化石能源消耗和改善环境污染问题,海上风力发电是解决问题的有效方式之一。然而,海上风电存在间歇性强、波动性大、双向调峰性等问题,研究其出力特性曲线对海上风电消纳具有重要意义。[方法]提出一种基于贝叶斯信息准则的高斯混合聚类模型,对海上风电原始出力曲线进行分类和特征曲线提取。[结果]得到能够反映不同海风区域特点的海上风力特性曲线,并应用于海上风电出力的电量平衡计算。[结论]最后,以沿海某省份海上风电15 GW装机规模下不同海风区域原始海上风电出力曲线为研究对象,验证所提方法的有效性。

复杂遮阴条件下光伏系统MPPT控制改进PSO算法仿真研究

局部遮阴时,光伏阵列输出的功率-电压曲线出现多个峰值,传统最大功率点跟踪(maximum power point tracking,MPPT)算法会失效。提出两步型控制模型:第一步由粒子群算法(particle swarm optimization,PSO)寻找最大功率点,第二步通过电导增量法(incremental conductance,INC)控制系统稳定输出。此外还研究以下几点:模型的参考曲线更改为光伏阵列功率-占空比(P-D)输出特性曲线(由标准Boost电路调节占空比测得);改进传统PSO算法结构,限制了最大搜索速度;分析模型最适合的粒子数目和粒子搜索顺序。最后在复杂环境下对系统进行仿真和实验。

智能太阳电池模拟系统的研究

针对国内外光伏系统研究的现状,提出并研究了一种大功率智能太阳电池模拟系统。通过分析太阳电池模拟数学模型,进行了智能模拟系统样机的软件、硬件设计与评价。本系统在给定太阳电池特性参数的情况下能自动生成太阳电池的I-V或P-V特性曲线。同时,也可设定随时间变化的日照强度等外界环境因素,系统将这些外界因素自动印加在模拟太阳电池上,从而实现外界环境变化下太阳电池的模拟输出。此外,系统可计算出各种模拟状况下的理论最大功率点和实际运行的工作点等工作状态,从而能方便、快捷、准确地评价太阳能发电控制器的工作状况。为确保模拟的快速性和实时性,模拟曲线数据完全下载到控制器内部,避免了通信造成的堵塞和延时。因此,本系统具有操作简单、使用方便、实时高效等特点,可广泛应用于太阳电池及其发电系统的研究。

局部阴影下光伏阵列MPPT控制方法的研究

光伏阵列在局部阴影条件下,其输出P-V特性曲线将呈现多个功率峰值。为了追踪到全局最大功率点,对局部阴影条件下光伏阵列输出P-V特性曲线进行了深入分析,对各功率极值点对应电压和被遮挡的光伏组件个数及光照强度之间的关系进行了研究。得出了相邻功率极值点对应电压之差的最小值为0.8Uoc(Uoc为单个光伏组件的开路电压)等规律,在这些规律的基础上,提出了一种新的最大功率点跟踪方法,能够快速、准确地跟踪到全局最大功率点。应用MATLAB软件搭建了仿真模型,仿真结果验证了所提出方法的正确性和有效性。

直接空冷机组增湿系统中压力式雾化喷嘴的特性研究

在实验装置上以清水作为介质,分别对3种不同孔径的压力式雾化喷嘴进行了冷态实验。对压力式喷嘴雾化特性,如喷嘴流量、流量系数、雾化角及雾滴索泰尔平均直径(SMD)等参数随压力和喷嘴孔径的变化关系进行了研究,并根据实验数据计算处理绘制出相关的喷嘴性能实验曲线。

电力系统暂态稳定计算分析方法的研究

隐形梯形积分法是电力系统暂态稳定性分析中的最基本的数值计算方法之一。研究采用隐形梯形积分法,以一个三机九节点电力系统为算例,计算了该电力系统7号母线发生0.1s的三相金属性短路故障时,三台发电机的功角发生变化的曲线;同时使用Matlab软件,设计了基于数值积分方法分析电力系统暂态稳定性的计算程序,由此可知暂态分析过程中,系统的任意两台发电机的相对摇摆角曲线图,以及基准值步长h为0.001s时的计算结果的误差曲线图。由程序得出的系统最大相对摇摆角的曲线图可知,在设定的故障下系统是暂态稳定的。

光伏阵列在阴影下最大功率点跟踪策略研究

在局部阴影条件下,光伏电池阵列输出的功率-电压(P-U)特性曲线有多个局部峰值点(LMPP)。传统的最大功率追踪(MPPT)方法可能不能追踪到最大功率点(GMPP),导致光伏电池阵列输出效率降低,造成能量损失。应用MATLAB/Simulink对局部阴影下的光伏电池模型进行仿真,得出其P-U特性曲线上相邻两个峰值点的电压差具有等差性,即电压差等于(0.7~0.9)U_(oc)(U_(oc)为单个光伏电池的开路电压)的整数倍。基于这个特性和修正变步长电导增量法相结合,提出了一种新的最大功率点跟踪策略,并能够快速、准确地跟踪到最大功率点。经过MATLAB/Simulink对光伏电池阵列仿真验证了跟踪策略的正确性和可行性。

局部阴影条件下光伏阵列输出特性的研究

当光伏阵列处于阴影情况下时,输出的I-V曲线呈阶梯状,相应的P-V曲线含有多个局域峰值。通过理论分析、Matlab仿真以及实验测试,研究阴影分布对光伏模组输出特性的影响。并以工程用光伏电池模型为基础,用Matlab语言建立了一个简单实用的光伏阵列辅助设计软件,利用该软件对光伏阵列在不同光照、温度、遮挡模式以及阵列结构下进行仿真研究,深入分析了光伏阵列在局部阴影下的I-V和P-V特性,给出全局最大功率点位置随遮挡模式变化的定性结论,为局部阴影下光伏阵列特性和最大功率点跟踪算法的研究提供了有力的支持。

分段变步长MPPT算法在风力发电系统中的应用

针对传统定步长爬山搜索(HCS)法在风力发电系统最大功率跟踪(MPPT)控制过程中的快速性和准确性矛盾,提出了一种基于爬山搜索法和模糊控制的分段变步长MPPT算法。该算法根据发电机P-ω特性曲线对最大功率点(MPP)跟踪过程进行分段,使系统能够根据工作点所在的区域选择合适的跟踪算法和步长完成最大功率跟踪。在Matlab/Simulink中分别对提出的模糊分段变步长算法和传统爬山搜索法进行了仿真。仿真结果表明:所提算法明显地改善了系统跟踪MPP的速度和稳态精度,在MPPT方面明显优于传统的爬山搜索法。

电力系统小干扰稳定分析的最小特征轨迹法

提出了一种基于Nyquist特征轨迹的多输入-多输出系统小干扰稳定分析方法,可以量化原动机-调速器回路及附加励磁控制回路对稳定裕度的贡献。首先通过框图变换得到了一种便于分析的简洁形式的Heffron-Phillips模型,然后根据广义Nyquist曲线和特征轨迹的关系定义了新的稳定裕度。基于前述模型推导了稳定裕度的线性解析表达式,该线性表达式包含了原动机-调速器回路以及附加励磁控制回路,从而能够清晰地看出二者对稳定裕度的影响。除此以外,所提方法还可以作为控制器参数的设置。最后通过多个算例证明了所提方法的准确性和有效性。

基于Matlab/Simulink的光伏电池建模与仿真

为了研究光伏发电系统,该文根据光伏电池的数学模型,利用Matlab软件在Matlab/Simulink下搭建了一种光伏电池仿真模型。通过对搭建模型运行仿真得出了光伏电池的特性曲线,并且经过改变外界参数对不同环境下的光伏电池的输出特性曲线进行了比较,得出了相应结论:不同环境下光伏电池的输出特性是不同的,且按照一定的规律变化,但每一种环境下光伏电池都有唯一的最大功率输出点。这对光伏并网系统的研究具有重要意义。

电动工具性能曲线的分析

以使用单相串激电机的电动工具负载特性曲线图为例,研究在额定电压下,以输出转矩为自变量,转速、效率、功率因数、输出功率、输入电流、输入功率等六个参数的变化规律。

基于改进差分进化算法的光伏最大功率点跟踪

在光伏最大功率点跟踪算法中,传统算法收敛会产生陷入局部极值的问题,而智能算法收敛较慢,且在收敛过程中可能产生大幅度电压振荡。针对上述问题,文中提出了相应的改进策略。在粒子群算法迭代过程中,通过增加粒子种群的个体排序来抑制大幅度电压振荡,消除较差适应值粒子对速度更新的影响,同时结合差分进化算法中种群更新时的竞争关系来提高收敛速度。采用单峰值及多峰值算例对所提策略进行仿真实验,得到的光伏最大功率分别为60 W和122 W。仿真结果表明,相较于粒子群算法和差分进化算法,文中所提算法的收敛速度分别提升了52.22%和61.60%,追踪过程的中期电压波动幅度分别减少了15%和30%。

基于直线方程求解与波峰区间划分的串联光伏组件多峰MPPT方法

针对阴影遮挡状态串联光伏组件P-U曲线多峰问题,在等效模型基础上引入Lambert W函数进行推导,给出一种基于直线方程求解过零电压值的单峰MPPT算法;同时对不同遮挡状态下串联光伏组件的波峰数量及分布规律进行研究,获得一种波峰区间的划分方法;进而将两者结合,提出一种串联光伏组件多峰MPPT算法。通过建模仿真和搭建实验平台,针对不同材质的单块光伏组件进行光照条件变化仿真实验和误差分析;针对串联光伏组件(组串)进行不同遮挡状态实验验证和误差分析。结果表明,该方法能快速准确地计算出组件单峰或组串多峰的最大功率点,具有良好的工程应用前景。

一种新型多峰值MPPT控制算法研究

为实现受遮挡情况下光伏阵列最大功率跟踪,对三种阴影模式下的光伏阵列的输出曲线进行了分析,提出了一种基于受遮挡情况下光伏阵列P-U输出曲线几何特性的多峰值MPPT算法,解决了陷入局部极值而使得跟踪失败的问题,为多峰值下最大功率点跟踪技术的研究提供了一种新思路。