“超级电容系统”轮胎吊(HYBRID RTG)在洋山深水港区三期工程的运用

在轮胎吊实施"油改电"后,为进一步节能减排,采用了"超级电容系统"轮胎吊(HYBRID RTG)的技术。介绍该项目背景,对HYBRID RTG与传统RTG进行项目比选。详细介绍HYBRID RTG的技术原理、应用条件和优越性。该项目取得显著的节能效果和良好的经济效益、社会效益。

Hybrid Loader Automatic Shift Strategy Based on Neural Network

Hybrid loader 's comprehensive performance mainly depends on the performance of hydraulic torque converter during its driving and working. Hybrid loader and hydraulic torque converter are taken for the research objects. The primary characteristic curve of hydraulic torque converter and the traction curve of hybrid loader are acquired by analyzing the characteristic parameters of hydraulic torque converter, the characteristic parameters of engine, the characteristic parameters of battery pack and geometric parameters of hybrid loader. The gear shift curves based on the best energy saving performance and the best power performance are acquired respectively with the opening of throttle,the speed of pump wheel and the speed of turbine as parameters. Then the two curves are combined to get the comprehensive gear shift curve. Radical basis function( RBF) neural network is applied to building the gear shift strategy to keep hybrid loader with the best power performance and energy saving performance. The experimental bench is set up for experimental verification. It proves that both of the power performance and energy saving performance of hybrid loader are improved effectively by using the automatic shift strategy.

基于自适应阈值优化的插电并联式混合动力拖拉机节能控制研究

为最大限度发挥电能在作业过程中的优势,以插电并联式混合动力拖拉机为研究对象,采用滚动优化的思想,提出基于时间窗口的自适应阈值优化混合动力拖拉机节能控制策略。搭建插电并联式混动拖拉机驱动系统模型,制订拖拉机多种能源模式切换策略,对关键阈值参数进行自适应优化研究。基于拖拉机犁耕工况,利用Matlab/Simulink仿真平台,对文中策略与功率跟随策略进行仿真对比。结果表明:在循环犁耕工况下,基于时间窗口的自适应阈值优化混合动力拖拉机节能控制策略等效燃油消耗下降8.78%,为插电并联式混合动力拖拉机的节能控制提供新的控制方法。

无人驾驶混合动力汽车轨迹跟踪节能控制融合研究

为进一步提高无人驾驶混合动力汽车轨迹跟踪精度和能耗经济性,提出了一种轨迹跟踪节能控制融合策略。首先,建立车辆运动学模型,采用模型预测控制策略对车辆进行轨迹跟踪控制;在此基础上,以速度为交互变量,提出了一种三阶段动态规划节能控制策略,在线优化最优经济性函数,以降低整车能耗总成本;最后,选择相互独立的纯跟踪轨迹跟踪算法与功率跟随节能控制策略进行比较。结果表明,所提出的轨迹跟踪节能控制融合策略提高了轨迹跟踪效果,降低了整车能耗总成本,轨迹跟踪精度提高了70.47%,纯电动和混合驱动模式下能耗总成本分别下降了4.52%和25.10%。

多目标约束下的电力网络负荷优化分配研究

当电力网络某些区域负荷过重时,会导致电压下降、频率不稳定,进而影响电子设备的正常工作和供电质量。合理优化分配电力网络的负荷,是典型的多目标优化问题。对此,提出电力网络负荷多目标优化分配方法。以负荷平衡与功率总和作为约束条件,建立多目标下的电力网络负荷优化分配模型。引入非劣分层理论改进差分粒子群混合算法,求解负荷优化分配模型,以获取负荷优化分配解集。利用基点和熵的多指标评价方法,在负荷优化分配解集中确定唯一解,以完成电力网络负荷优化分配。试验结果表明,该方法可有效优化分配电网中的负荷,减少供电煤耗、污染物排放量与调度机组数量,缩短负荷调整时间,提升电力网络发电机组出力值,且具有较高的负荷优化性能。该研究对智能电网和智能优化领域具有借鉴意义,能使电力网络运行和管理更加高效和智能化。

内河混合动力船舶智能能效管理系统研制及应用

以7500吨级混合动力散货船为研究对象,开发一套适用于内河混合动力船舶的智能能效管理系统,通过采用能效评估算法和灰盒航速优化算法,实现能效分析评估功能和航速优化功能,并提供燃料信息管理和报告管理等辅助功能。在实船应用中经过模型训练和运营测试验证,该系统能够为船舶提供有效的航速优化建议,降低3.07%的油耗。

光伏节能系统在岸边集装箱起重机中的应用

文中结合岸边集装箱起重机设备的工作特点,利用分布式光伏发电技术,在岸边集装箱起重机机器房顶部建设分布式光伏储能发电系统。系统采用自发自用、余电并网的智慧节能模式,并充分利用物联网、大数据等前沿技术,不仅实现单机岸边集装箱起重机能源消耗的监控管理,更实现单机设备与港口监控平台的大数据互通互联,实时监测及高效管理,从而提升港口能源管控智慧化水平,稳步推动低碳港区、低碳港口的建设。

混合动力工程机械节能效果评价及液压系统节能的仿真研究

对比了串联和并联混合动力在工程机械中的节能效果,并分别将马达能量回收、单独驱动、电动机直接驱 动回转和进出口独立调节等节能措施与并联混合动力系统相结合,进行了燃油消耗的理论计算和节能效果的评 价,其结论对工程机械的节能研究具有指导意义。考虑到生产成本、操作性和元件的性能等方面因素的影响,提 出并联混合动力单独驱动进出口独立调节电驱回转系统应该是目前比较切实可行的主要开发方案。

油液混合动力液压挖掘机动臂势能回收系统

针对油电混合动力系统价格昂贵、功率密度小的缺点,在对普通液压挖掘机典型工况特性进行分析的基础上,提出了一种以蓄能器为储能元件,由液压缸、换向阀、单向阀和蓄能器组成的油液混合动力液压挖掘机动臂势能回收系统,建立了相关数学模型。以实测液压挖掘机动臂下降参数为依据,对该能量回收系统节能效率进行了仿真分析,论证了数学模型和方案的正确性。通过与普通挖掘机动臂下降过程能耗比较,该能量回收系统回收效率较高,在满足实际工作要求下节能比率达14.8%。

液压挖掘机功率匹配与动力源优化综合控制策略

现有的液压挖掘机功率匹配方法由于负载工况的剧烈波动和不可预知性,导致动力源工作点很大部分分布于高油耗区域,动力源本身效率无法得到提高,从而影响了整机效率。为此,提出了一种基于混合动力技术的液压挖掘机全局功率匹配与动力源优化的综合控制策略。该策略以传统功率匹配方法为基础,结合混合动力的特点,在实现动力源、液压泵和负载三者功率匹配的同时,优化动力源的工作点,提高整机的燃油经济性。试验表明采用该策略的液压挖掘机能够实现全局功率匹配,同时减小了发动机的转速波动,使其工作在高燃油效率区域,提高了整机的燃油经济性。

基于混合动力技术的液压挖掘机节能方案研究

为进一步提高液压挖掘机的节能效果,提出了以混合动力源代替单一柴油机动力系统的新型节能方法。通过分析液压挖掘机的工况特点和发动机工作点波动情况,证明了混合动力技术在液压挖掘机节能中的必要性和可行性。建立了5 t级串、并联混合动力挖掘机的仿真模型,并以采集的同等级动力配置的液压挖掘机工作负载作为仿真的载荷谱。以模型仿真和试验测试为研究手段,对比分析了原型系统和串/并联混合动力系统的节能效果、系统成本和动力性能,得出了并联式混合动力系统是目前最适合液压挖掘机的节能方案的结论。仿真和试验结果表明,该方案能进一步提高液压挖掘机的节能效果。

并联式混合动力装载机的参数匹配

为提高混合动力装载机的节能效果,提出了一种针对并联式混合动力装载机动力系统参数匹配的方法。分析了混合动力装载机系统结构、工况特点及控制策略,提出了优化目标函数及约束函数。对某5t混合动力装载机的主要元件进行了参数匹配,在此基础上利用粒子群优化算法对传动系统参数进行了优化。仿真研究结果表明:参数匹配后系统装机功率和油耗降低、效率提高。经优化后的系统油耗更低。

应用于混合储能的组合级联式多端口变流器拓扑结构研究

针对光伏等可再生能源发电的间歇性和功率波动问题,提出一种新型的用于混合储能的组合级联式隔离型多端口变流器拓扑结构及其控制策略。该装置由蓄电池组、超级电容器组、多端口隔离半桥DC/DC变换器和级联式H桥DC/AC变换器组合而成。首先对该拓扑的工作原理进行了分析;然后结合相应的控制策略,通过滑动平均滤波算法将外界给定目标功率指令在各储能单元之间进行合理分配,并在PLECS上搭建了基于该装置的光伏电站并网模型进行仿真;最后,结合仿真结果和实际工程案例对该装置可带来的经济效益进行了定量分析。结果表明,所提出的混合储能拓扑结构可有效结合超级电容器功率密度高、响应速度快,和蓄电池能量密度高、适用于平抑长周期缓慢功率波动的特点,提高了间歇式电源并网运行的电能质量和可调度性,同时避免了蓄电池频繁充放电,显著延长了电池使用寿命。该装置可用于基于蓄电池-超级电容器混合储能(BSHES)的大功率储能电站,实现平滑可再生能源发电输出功率波动和微电网中的调频调压功能,模块集成度高,可实现模块化生产,具有广阔的应用前景。

低温冷库冷风机的变频节能研究

分析风机变频调速的节能原理。通过低温冷库蒸发器风机在不同工作库温下的变频试验研究,表明风机采用变频调速控制运行后,不仅功耗降低,系统的有效制冷量明显增加,且库温越低增益越大,对于提高经济效益和节约能源有重要意义。

并联式混合动力装载机模糊逻辑控制策略

以某5t并联式混合动力装载机为研究对象,通过载荷谱分析了其工况特点,提出模糊逻辑控制策略,通过在线估计系统需求转矩,以需求转矩和超级电容SOC值作为输入,得到发动机和电机输出转矩。结果表明:本文控制策略改善了发动机燃油经济性,比传统装载机节油约7.8%,实现了节能效果。

电传动装甲车辆混合动力总成的联合仿真

混合动力的建模仿真技术是混合动力系统设计过程中的一项关键技术。针对现在一些混合动力系统仿真软件在模型建立、仿真精度等方面存在的一些问题,使用Simulink和Simplorer两种商业软件搭建混合动力动力总成系统的仿真模型,实现了多学科领域之间的联合仿真。在此基础上对混合动力动力总成系统模型进行了初步仿真试验,证明所搭建的模型能够较好地反映出电传动动力总成系统的动态响应特性。

液压混合动力挖掘机动力系统的参数匹配方法

根据液压混合挖掘机动力系统的驱动结构、工作原理和负载特性,提出了其参数匹配方法.以蓄能器安装空间最小、蓄能器使用寿命最长和发动机工作点的稳定性为约束条件,从最大限度地发挥辅助驱动单元削峰填谷功能和降低系统装机功率的角度,对液压蓄能器的工作压力和体积、发动机功率、泵/马达的排量等参数的设计依据及其匹配进行分析,利用AMEsim软件建立仿真模型,以用于节能驱动系统中蓄能器的工作压力和额定体积的仿真.结果表明,进行参数匹配后,发动机的工作点切换满足稳定性的要求,且蓄能器的压力波动满足工况的要求.相对于原始驱动系统,其节能效果显著,节能比率为11.21%.

油电混合机械液压式拖拉机动力系统节能性

针对大马力拖拉机在道路运输与田间作业过程中由于工况复杂、作业环境恶劣导致油耗高、节能效果差的问题,该研究采用油电混合动力匹配液压机械无级变速器(Hydro-Mechanical Continuously Variable Transmission,HMCVT)的方式,设计了一种油电混合—机液复合拖拉机动力系统,探讨了该系统的驱动模式与传动方式的实现原理并得到液压机械无级变速器的调速曲线;建立了动力系统的数学模型。为实现动力系统最佳性能,制定了整车控制架构,在此基础上提出HMCVT经济性速比控制策略、基于规则的工作模式划分策略和基于自适应等效因子的燃油消耗最小功率分配策略。为验证所提控制策略的可行性,在SimulationX仿真软件中建立系统动力学仿真模型,并基于测功机搭建试验台架进行测试,分别对拖拉机在犁耕、收获和运输3个典型工况下进行仿真与试验。结果表明,所设计的控制策略能够兼顾混合动力源的最佳扭矩分配与电池电量平衡,且动力系统能保持较高的系统效率(0.4以上),犁耕、收获和运输3个工况下油耗仿真值(2.59、6.56和1.69L)与试验值(2.72、6.80和1.77L)的误差均不超过5%,模型可靠。与德国农业协会公布的相近功率动力换挡拖拉机和无级变速拖拉机油耗数据相对比,该研究所提的控制策略在3种工况下节油9%~20%。研究结果可为多工况作业条件下降低拖拉机能耗提供解决方案。

计及风电备用风险的电力系统多目标混合优化调度

风电功率不确定间歇波动给电力调度带来了困难。如何合理考虑风电备用风险,一体化制定经济发电与旋转备用计划,并使节能减排等指标满足期望水平,是亟待解决的问题。定义了一种以风电功率间歇波动引起系统备用紧张程度为指标的规范化风电备用风险,建立了一种同时计及风电功率间歇波动对系统上调和下调备用的风险影响、一体化制定经济发电与旋转备用计划、具有最优值与期望值混合形式的多目标优化调度模型。其中,电网公司购电总费用取最小值形式,系统发电总燃煤耗量、总污染物排放量、上调和下调备用风险取期望值形式。针对多目标混合优化调度模型,采用分解交替迭代求解策略:将原问题分解为经济发电和旋转备用2个混合优化子问题,并利用发电出力与旋转备用的特定关系交替迭代求解。算例验证了所提出方法的有效性。

基于熵分析的新能源集成火电机组减排性能研究

将太阳能、生物质能引入火电机组可作为促进新能源利用及实现火电机组减排目标的一种有效措施。以某300 MW机组为例,基于热力学第二定律的熵分析法及Gouy-Stodola关系式,建立由太阳能、生物质能组成的辅助系统作用于加热器水侧的熵产及火用损分布矩阵模型,对该混合发电系统减排CO2、SO2、NOx等污染物的潜力进行分析。结果表明:引入辅助系统之后,各加热器的熵产均有所降低;随辅助系统作用位置的不同,混合发电系统各项减排指标差别较大,其中作用于2#高加时的经济性最好;随分流系数增大,各项减排指标均升高,当分流系数为0.9时,该混合发电系统CO2、NOx、SO2、碳粉尘及汞减排量分别为54kt/年、817.1 t/年、1634.2 t/年、15kt/年、4.4 kg/年。