基于能量路由器的智能型分布式能源网络技术

可再生能源发电系统因其间歇性和波动性特点不适于独立的自发自用供电系统,需要与其他分布式电网或公共电网互联。在传统电网向能源互联网转型过程中将形成基于能量路由器(energy router,E-router)的智能型分布式能源网络。E-router作为该网络的核心,类比信息互联网的路由器,可以实现大量分布式电源接入低压电网后的能量管理和传输控制。该文在综合E-router应用类型和现有技术基础上,绘制了基于多能量路由器的3层树形架构智能型分布式能源网络,归纳分析了智能型分布式能源网络的典型特征,并从配电网层、微电网层和用户层详述了系统架构、接入能源、运行控制、通信调度和关键部件E-router的技术类型及实现方式。

基于混沌的图像加密技术综述

综述了当前图像加密技术的进展情形,介绍、分析了一些比较成熟的图像加密技术,主要有基于矩阵置乱的图像加密技术、基于秘密分割的图像加密技术、基于现代密码学的图像加密技术、隐藏加密技术以及基于混沌的图像加密技术,概述了它们各自的特点。最后说明了基于混沌的图像加密技术未来的发展趋势。

直流微电网下垂控制技术研究综述

为了解决分布式能源发电问题，微电网成为可选方案之一被提出。相较于交流微电网，直流微电网更加适合目前的很多分布式电力设备。为了保证直流微电网的稳定运行，就需要制定一套行之有效的能量管理策略。其中如何解决能量管理底层控制中的电流分配问题，成为实现直流微电网系统中各组成单元可靠运行的关键。下垂控制作为典型的实现电流分配的方法，被广泛地研究和讨论。传统的下垂控制存在固有的局限性，因此需要二次控制通过补偿的方法进行改进。该文对不同的改进下垂控制进行了系统的分类和技术分析。最后，对比和总结了各种改进下垂控制的技术特点为该领域的进一步研究和发展趋势提供参考。

分布式光伏电站系统效率模型分析与研究

基于常州某3.00 MW分布式光伏电站级平台和上海地区单块组件级实验平台的实测数据,建立光伏系统综合效率随辐射量变化的数学模型,得到该电站年综合效率值为59.45%,远低于工程经验值。并从逆变器转换效率、单块光伏组件以及整个阵列的转换效率方面入手分析研究,对光伏阵列工作电压与逆变器MPPT工作电压失配导致电站综合效率受损进行重点揭示,且据此对光伏阵列组件串联数进行优化设计。可为分布式光伏电站的效率分析、设计优化提供理论指导,有利于光伏电站发电量的准确预估。

并网光伏电站的组件倾角优化设计与研究

综合考虑倾斜面太阳辐照度估算模型和实际组件转换效率估算模型,建立一个固定倾角下的组件发电功率模型,并提出一种以年功率最大为最优倾角设计原则的优化设计方法。基于武汉、南京和北京三地的大量数据对提出的方法进行验证和分析,结果显示该方法可为电站增加发电量,增大经济效益,且电站纬度越高,其发电量提升空间也越大。

基于固态变压器的有源配电网自适应模式切换与功率管理

为实现高压电网和交直流混合微网的系统集成与优化,固态变压器(solid-state transformer, SST)成为研究热点。然而,目前较少考虑线路或通信故障条件下系统运行模式的协调控制以及即插即用单元的功率优化分配。为此,提出一种基于SST的有源配电网自适应模式切换与功率管理策略。首先,基于SST的系统架构实现高压并网、微网互联、微网孤岛的平滑模式切换,保证母线电压稳定在额定值附近。同时,采用分布式一致性算法和改进下垂控制,根据运行成本、储能荷电状态(state of charge, SOC)实现经济均衡的功率分配。最后,基于RT-LAB实时仿真平台验证所提模式切换与功率管理策略。

基于能量路由器的能源互联网分层分区优化

现有研究提出了包含能量路由器（energy router,E-router）的能源互联网分层管理体系,但研究重点均聚焦在分层架构或关键设备E-router上。对于分层控制中的经济调度问题关注较多的是微网与公共电网间的交互,较少考虑多微网构成的能源互联网中引入E-router后电能传输路径的优化选择问题。因此,该文提出基于E-router的能源互联网分层分区优化策略,底层基于E-router的微网经济调度以发电成本最低为目标实行分布式局部优化。上层路由交易中心采用文中所提出的基于图论的电力库交易优化策略,通过E-router选取没有阻塞的最低网损路经进行电量传输,实现效益最大化和阻塞管理。最后,通过仿真验证了所提优化策略和模型的有效性。

基于HHT和SVM的运动想象脑电识别

对运动想象脑电信号(EEG)分类识别是脑-机接口(BCI)研究领域的重要问题。本文通过经验模式分解(EMD)将EEG分解为一系列内蕴模式函数(IMF),并对重要IMF的瞬时幅度提取AR模型参数,同时对所有的IMF进行Hilbert变换(HT)得到Hilbert谱,进而求得瞬时能量(IE)。将得到的AR参数和IE,结合时域均值和中值绝对偏差估计(MAD),组成初始特征,然后利用经遗传算法(GA)优化的支持向量机(SVM)进行分类,得到识别结果。对2008年BCI CompetitionⅣDataset 1中想象左手和脚运动的两组数据进行识别,在仅仅使用少数通道的情况下,识别正确率分别达到84.7%和85.8%,初步验证了该方法的有效性。

抑制电网电压扰动的输出阻抗增强型控制环路优化设计研究

为抑制电网背景谐波对并网电流的影响,该文从输出阻抗重塑角度出发,提出基于输出阻抗增强的控制环路拓扑推演与拆分优化方法。在此基础上以LCL型电容电流、并网电流双闭环为例,研究基于阻抗增强的谐波抑制控制环路拓扑,提出一种电容电压和并网电流回馈控制环路拓扑结构,这种结构消去了电容电流内环,简化了控制回路,同时具有抑制谐振尖峰的效果。最后通过仿真及实验验证该方法的有效性和正确性。

一种双反激集成无电解电容LED驱动电源

电解电容是限制AC/DC LED驱动电源寿命的主要元件,因此,消除电解电容是长寿命LED驱动电源的关键。将两个反激(flyback)变换器集成(integrated dual flyback converter,IDFC),提出一种双反激集成无电解电容LED驱动电源结构。该结构具有较高的拓扑集成度,控制方式容易实现。通过将输入功率pin和输出功率po分为pin?po和pin?po两种情况,避免了整机能量的二次变换,通过储能电容的充电和放电,平衡pin和po之间的低频脉动功率。详细分析该拓扑结构的工作原理及开关模态,给出了主电路关键参数的设计思路,最后通过实验验证该方案的正确性和可行性。

反激式三端口无电解电容LED驱动电路拓扑

为了消除LED驱动电源电解电容对其寿命的影响,研究无电解电容LED驱动电源技术具有重要意义。基于LED驱动电路输入功率pin、输出功率po和储能电容三个能量端口之间的功率流特性,讨论了三端口变换器(three-port converter,TPC)无电解电容LED驱动电路拓扑的构造原理。以此提出了基于反激(Flyback)变换器的组合型TPC拓扑族,通过集成组合型拓扑中并联子电路结构的方式得到集成TPC拓扑,并给出了适用所提TPC拓扑的主电路控制策略和简单易实现的控制电路方案。最后,搭建13.5W实验样机,验证了所提TPC无电解电容LED驱动电路的正确性和可行性。

电能质量扰动检测与识别方法研究综述

近年来,电力系统电力电子化日益严峻,电能质量扰动问题也日益突出,而其引发的供电质量问题进一步对电力用户的安全、经济和高效运行带来严重威胁。因此,电能质量扰动的检测和识别研究具有重要意义,它可以及时发现供电中存在的扰动隐患,并能够为预防电能质量引发的问题提供有效信息。鉴于该领域的现存研究众多,方法及应用特点各异,该文从常见电能质量问题的扰动特征阐述出发,重点围绕扰动检测、特征选择和问题识别进行现有方法的总结和归纳,分析该技术领域现存问题,给出未来研究方向的建议。

工业无线传感器网络嵌入式监听系统的研究与实现

针对适用于工业环境中无线传感器网络管理的网络监听系统较少的问题,基于嵌入式技术研究与开发了工业无线传感器网络嵌入式监听系统,深入研究了该系统的技术原理、关键技术和体系结构,详细描述了无线接收器模块、处理器模块、上位机监听软件等关键模块的软硬件设计。最后,对该监听系统的性能进行了测试,测试数据表明,监听系统能稳定、准确、及时地对目标网络的工作状态进行监听、分析,满足了对工业无线传感器网络进行监听的要求。

面向流程工业的无线传感网络接入网关的设计和应用

文中针对主流无线协议及网关不能满足特有的工业领域和特殊现场环境要求的问题,设计了面向流程工业的无线网络协议WICN,使用AT91SAM9260和CC2530为核心芯片,研制了基于该协议的无线接入网关装置,并构建基于无线传感器网络的冷轧连退线重要设备状态监测系统。该系统在某钢铁公司的冷轧车间现场进行了验证和测试,测试的数据表明,网关很好地满足了工业现场的无线监测要求,具有安全可靠的无线通信功能。

多通道异构网络诱导延时约束下网络化控制系统的量化控制研究

针对异构网络环境下信号在多通道中传输受到的网络诱导延时在每个通道不尽相同,使得量化控制更加困难的问题.文章首先运用两个马尔科夫链分别刻画有线和无线网络在同一/不同时刻每个通道的网络诱导延时特性并给出数学描述式,进而建立了融合量化器参数和多通道异构网络诱导延时参量的马尔科夫跳变系统综合模型.理论证明了在给定量化密度和最长网络诱导延时下闭环系统随机稳定,并建立了量化参数、网络诱导延时和系统稳定性之间的关系.最后,仿真验证了所提方法可行且有效.

一种数据驱动的控制器性能在线监控策略

运用基于数据协方差基准的控制性能评估方法,并结合协方差矩阵的递推更新,本文提出了一种控制器性能的在线监控策略。首先给出一种协方差矩阵的递推更新算法,通过实时输出监控阶段数据相对于基准阶段数据的广义特征值及其构成的系统总体性能指标,在线监控系统性能的变化趋势。进一步使用统计推断方法得出每个时刻的特征值所对应的置信区间,得到优/劣子空间的性能指标实时变化趋势,从而判定控制器的性能变化。最后,将本方法应用在重油分馏塔预测控制的实时性能监控中,验证了本方法的有效性。