摘要:提出一种多模式复合电解槽集群运行状态轮换控制策略。通过深人分析电解槽制氢功率与效率之间的关系及负载范围、启停时长等运行特性,精细划分出3种模式下6类电解槽运行状态;基于质子交换膜电解槽和碱性电解槽的动态运行响应特征差异性,设计复杂工况下两类电解槽集群的功率匹配机制,实现复合电解槽不同运行状态下的协同调度和灵活切换。仿真结果表明,与传统顺序启停控制策略相比,所提出的复合轮换控制策略在相同输入功率下产氢量提升 11.27% ,额定状态下运行时长标准差及变异系数分别降低 27.71min 和47.04,在提升电解槽产氢效率的同时可增强电解槽集群的动态运行稳定性。
摘要:构建基于粒子群算法的并网型电氢氨系统的优化调度模型,模拟运行并网情况下风光制氢合成氨的过程。提出一种保障制氢合成氨负荷需求的储能设备运行策略及电网交互策略,通过在每个时刻比较新能源预测出力和制氢氨负荷的大小,首先制定储能设备的运行策略,之后在储能调整的基础上制定电网交互策略以满足制氢氨负荷的需求。在满足电氢氨系统实时功率平衡、电解槽启停特性以及储能容量限制等条件下,得到电氢氨系统在各时段内的运行数据,验证所提模型及策略的有效性。
摘要:以原生生物质稻壳作为生物质原料,考察反应温度 350~500°C )、浓度 1%~4% 和碱金属催化剂 K2CO3 对稻壳超临界水气化制氢性能的影响。实验结果表明,升高反应温度、降低反应物浓度能有效提高稻壳的碳气化率,降低结焦率。非催化条件下, 500°C 和 1% 为该实验中稻壳超临界水气化的最佳工况,碳气化率达到 37.6% H2 选择性达到 48.3% 。虽然超临界水环境可有效促进生物质的溶解与水解,且可提供过量的水促进蒸汽重整反应、水气变换反应等产气反应的进行,但稻壳的气化仍无法避免结焦问题,会阻碍原料中的有机物完全气化。碱催化剂 K2CO3 的添加,使其在最佳工况下,稻壳的碳气化率达到 49.2% ,总产气量达 58.70mol/kg 。热重分析仪分析残余固体中几乎不含有碳,这可能源于碱金属催化剂可加强稻壳的水解反应,促进原料中的碳转移至气相和液相,从而极大降低焦炭的产生。此外, K2CO3 对稻壳气化产物具有良好的 H2 选择性, H2 占比达到71.0% 。 H2 产量达到 41.66mol/kg ,较非催化条件增长3.5倍。实验结果证明,稻壳在 K2CO3 催化超临界水气化制取富氢气体具有潜力。
摘要:针对在波动光伏条件下电解槽可能会出现运行在非最佳运行区间导致的效率低下和频繁投切导致的电解槽寿命衰减等问题。首先提出一种基于最佳运行区间的混合功率分配策略,该策略采用改进的TOPSIS法来选择电解槽最佳运行区间,在此基础上通过依次分配和平均分配相结合的方式分配各电解槽运行功率,以提高各机组在最佳运行区间内的平均运行时长,提升电解槽机组的总体效率。同时提出一种基于底层循环切换的电解槽机组变滞环投切的策略,通过扩大功率滞环区间以增强机组承受功率波动的能力及依次启停各电解槽的方式以降低电解槽机组总启停次数,并均匀分配阵列中各电解槽的启停次数,延长电解槽机组的寿命。最后,通过仿真验证策略的有效性。
摘要:以燃料电池中质子交换膜为研究对象,建立7参数Maxwell模型,利用该模型得到不同温度下质子交换膜初始状态和稳定状态下松弛特性的拟合结果。研究结果显示,7参数Maxwell模型与实验结果的拟合误差较小,且能有效描述膜应力变化趋势,证明其高精度与可靠性。该模型的建立有助于深入理解膜在实际运行中的动态响应和稳定性,进而优化膜材料的设计和选择,延长燃料电池系统的使用寿命。
摘要:采用快速频繁启停(运行 10min ,关闭 循环工况,探究频繁启停工况对 5kW 碱性水电解槽(AWE)耐久性影响。在 100h 的连续测试期间,频繁启停工况对应电解槽平均小室电压增加 0.32V ,平均衰退率 3.2mV/h ,是恒电流密度( 2500A/m2) 工况运行结果的4倍。利用线性扫描伏安曲线、电化学阻抗、X射线光电子能谱等表征手段进行分析,测试结果表明频发启停工况对阳极电极的性能变化影响不明显,而阴极电极催化剂发生氧化,反应动力学减弱,电荷转移阻抗增大,进而导致AWE电解效率和稳定性衰减。
摘要:重点分析激光功率对发射区掺杂、电池暗饱和电流、接触电阻与电性能的影响。结果表明,当激光功率输出比从 73% 增至 78% 时,选择发射区整体掺杂浓度逐渐提高,与轻扩区形成 方阻差,有效少子寿命 ,iVoc 、接触电阻率等随整体杂质浓度的提高明显下降,而暗饱和电流的大小则受表面杂质浓度的影响更大。因而选择发射极的使用,可通过提高光吸收区的方块电阻来降低整体掺杂浓度,从而提高少子寿命和高开路电压。当激光功率输出比为 75% 时,暗饱和电流密度为17.68fA/cm2 ,接触电阻率为 1.34Ωcm2 ,获得最佳电池性能开路电压为 723.79mV 、填充因子为 84.58% 转换效率为 25.51% 。
摘要:基于浙江某光伏工程的现场静载试验,利用ABAQUS有限元软件建立使用混凝土塑性损伤(CDP)模型的预应力高强混凝土(PHC)竹节桩三维数值模型,分析了竹节直径、竹节间距和竖向荷载对水平承载性能影响。研究表明:桩身弯矩主要集中在地面以下 0~10d(d 为桩身直径)的范围,桩身最大弯矩出现在地面以下 3.5d~5.0d 处,且随水平荷载增大而下移;竹节直径不大于1.5d时,竹节直径每增加 10% ,水平承载性能约上升 3% ;竹节间距小于 5.0d 有助于保持优良的承载性能,小直径桩设置竹节间距为 1m 是较为合理的;竖向荷载增大到其设计值可提高水平承载力 18% 。
摘要:针对非晴空天气下光伏发电功率剧烈波动导致的预测准确度不足问题,提出一种基于饥俄游戏搜索算法(HGS)优化变分模态分解(VMD)和大脑情绪神经网络(ENN)的光伏发电功率超短期混沌预测模型。首先,为提高VMD自适应性,将HGS算法用于VMD核心参数寻优,并设计一种考虑加权排列熵和分解损失的HGS-VMD适应度函数,降低分解分量的复杂性和残差分量对预测结果的影响。其次,采用改进C-C法对VMD分解分量重构系统相空间,并将相空间重构矩阵输入ENN模型进行单步滚动预测。最后,基于实测光伏发电功率数据对所提预测模型进行仿真验证,结果表明所提预测模型能有效提高光伏发电功率在非晴空天气下的预测准确度。
摘要:针对遥感图像中光伏组件的分割和提取问题,提出一种基于深度残差注意力网络的遥感图像光伏组件语义分割方法。首先基于U-Net结构搭建光伏组件遥感图像分割框架;然后,使用深度残差神经网络替换原始U-Net的特征提取部分,提升网络的图像特征提取和表达能力;最后,在网络的残差模块中引入一种高效局部注意力机制,用于进一步增强局部特征的表达能力,提高算法对光伏组件的分割和提取精度。利用该算法在遥感图像光伏组件公开数据集上进行分割提取实验,结果表明改进算法在3类不同空间分辨率的数据集上表现优于 DeepLabv3+ 、UCTransNet、UDTransNet、HRNetV2、SegFormer等方法,相较于原始U-Net网络的mIoU、Dice、mPA和Precision等评价指标平均提升 5.80%.2.91%.3.06% 和 3.92% 。
摘要:针对局部阴影下光伏阵列输出功率的多峰值问题,提出一种将改进粒子群算法和非奇异终端滑模控制融合的复合控制方法。首先,分析光伏阵列的数学模型及输出特性;其次,设计改进粒子群算法,减小惯性权重在算法执行过程中的影响,提高局部阴影下光伏系统的输出功率;再次,设计非奇异终端滑模切换面,以克服传统滑模的奇异问题,简化系统结构并提高稳态精度;最后,通过Matlab/Simulink平台开展仿真实验,并与现有方法进行对比,结果表明所提策略在跟踪速度、稳态功率波动等方面均表现出更优性能,可显著改善光伏系统的最大功率点跟踪效果。
摘要:针对近海薄膜式光伏浮岛,利用耦合的欧拉-拉格朗日(CEL)有限元方法进行流固耦合分析。首先通过造波理论和模型试验验证CEL方法的可靠性;之后通过CEL数值模拟,研究薄膜式光伏浮岛在不同条件下的受力特性。研究结果表明:浮管的随浪性影响浮体运动状态和薄膜受力;波浪作用下薄膜应力较大的关键位置有膜-绳连接处、光伏组件间薄膜和光伏组件-薄膜接触点,随着波高的增大,关键位置应力增大,而随着周期的增大,关键位置应力减小;当波高为 5m 且发生破碎时,波浪越过浮管直接击打薄膜,导致光伏组件附近薄膜发生破坏。
摘要:针对居民住宅屋顶形态多样不规则的特点,以及常规光伏阵列布局普遍依赖人工排布或穷举搜索等布局方法,布局效率低且难以实现最优配置的问题。该文提出一种住宅屋顶光伏阵列优化方法,以平准化度电成本(LCOE)最小化为目标,构建顾及组件自遮阳效应和建筑构件限制的优化模型。利用遗传粒子群算法(GA-PSO)来确定不规则平屋顶上光伏阵列的最佳布局方案。最后,通过若干居民住宅典型不规则平屋顶为研究对象进行光伏布局优化研究。结果表明,提出的光伏阵列布局约束优化方法通过精确分析面板布局的设计参数,为屋顶光伏系统在复杂环境下的合理空间配置提供参考建议,显著提升光伏系统性能,并降低成本,达到成本与效益的最佳平衡,最优的平准化度电成本(LCOE)为3.86元/(kW·h)。
摘要:该文以某实际双层柔性光伏项目为工程背景,对其风振系数开展深入研究工作。首先设计制作气弹模型,并完成动力特性标定,进而开展风洞试验,探究不同风速、风向、边界条件等因素对结构风振系数的影响。然后建立双层柔性光伏支架结构的有限元模型,利用风洞试验结果验证仿真模型的可靠性,并分析气动阻尼、地面粗糙度、拉索索力等关键参数对结构动力响应及风振系数的影响。结果表明:结构的气动阻尼不可忽略;背风向风振系数大于正风向风振系数;风振系数与风速、拉索索力呈负相关,与地面粗糙度系数呈正相关。
摘要:提出一种由双狼牵头改进的灰狼算法(THW-GWO)与扰动观察法(P&O)相结合的最大功率点跟踪(MPPT)控制方法,用以提升光伏阵列的能源利用率。首先,对光伏阵列在复杂光照下的发电原理及MPPT控制原理进行深入分析,从理论的角度说明P&O跟踪效率较低的原因。其次,将GWO与P&O结合用于提升光伏阵列MPPT控制的跟踪效率。同时为了在GWO收敛速度、寻找局部最优解等方面达到更好的效果,在GWO的收敛因子、加权距离和位置更新权重方面做出自适应调整,即THW-GWO。最后,通过Matlab/Simulink仿真平台对光伏阵列在P&O、GWO、THW-GWO、THW-GWO-P&O4种MPPT方法下的控制效果进行对比分析,结果表明THW-GWO-P&O在均匀光照和局部遮阴条件下均展现了更高的能量转换效率、寻优精度和收敛速度,验证THW-GWO-P&O具有更好的寻优性能。
摘要:针对基于能量路由器(ER)间接接纳分布式光伏的高渗透率光伏配电网由于本地台区光伏消纳或出力不足导致的弃光及功率缺额问题,引入高渗透率光伏能量路由器互联系统(HP-PVERIS),提出一种基于泛化图论和深度确定性策略梯度(DDPG)算法的双层相干驱动能量路由策略。第一层通过定义多目标优化模型,针对节点转换损耗、线路损耗、网络拥塞及能量负载均衡问题,利用改进的泛化图论求解路由路径;第二层基于DDPG强化学习算法对多路径进行最小损耗目标的动态功率分配,并将优化后的新拓扑参数反馈至第一层,形成双层驱动的路由分配策略。仿真结果表明,该策略能够有效改善网损、网络拥塞及负载均衡问题,同时提升高渗透率光伏配电网的光伏消纳和互济能力。
摘要:以一定日镜场为研究对象,通过镜场缩尺模型测压风洞试验,在代表性工况下获取各布置位置镜面的压力系数分布,计算镜场中不同位置定日镜的风振系数,综合讨论俯仰角和风偏角对不同位置定日镜风压系数和风振系数的影响。结果表明,定日镜场不同位置处定日镜的风压系数和风振系数的分布规律表现出典型的“区域性”:可将整个镜场定性分为边缘镜场和内部镜场两个区域进行直观总体把握。并发现在特定的风偏角作用下,部分内部镜场特定位置处的定日镜风振系数显著降低,表现出典型的"角落效应”。最后,基于定日镜风振系数与风压系数的高度相关性,提出一个可快速估算不同位置处定日镜风振系数的经验公式。
摘要:为改善槽式太阳能集热管因非均匀受热引起的较大周向温差问题,通过冲压工艺在传统金属集热管内壁加工出金字塔型内表面集热管,并采用数值模拟方法,对比分析金字塔粗糙元不同长度比、宽度比、高度比对管内流动与传热特性、集热管周向最大温差、二次流强度以及局部传热特性的影响。研究结果表明:金字塔型粗糙元的引入提高了传统集热管的换热能力,其结构参数会不同程度地影响流动与传热特性,最大强化传热因子达 1.59 。与传统集热管相比,金字塔型强化管周向最大温差降幅最高可达 51.68% 。此外,局部努塞尔数 (Nulocal) 在周向上呈周期性变化规律,在金字塔粗糙元的塔尖和塔底之间出现峰值。截面平均努塞尔数 (Nuz) 与二次流强度 (Sez) 沿流动方向的变化趋势一致,同时, Num 和 Se 随雷诺数 (Re) 的变化趋势也保持一致,表明金字塔型内表面管内二次流强度决定其换热强度。
摘要:为改善坑式储热水体的温度分层特性,提出内置2个分割体的方法改善其温度分层特性,同时优化运行参数进一步提升水体的热性能,减少热损失。通过数值模拟方法对比研究不同入口流速、入口温度、分割体高度和位置对水体温度分层特性的影响,并基于理查森数和斜温层厚度等性能评价指标,分析其热性能的变化趋势。研究结果表明:当坑式储热水体体积为10000m3 ,分割体高度选用相对较低的 5m ,分割体布置在距离进水口相对较远的 13m 、出水口相对较远的 5m 时,斜温层厚度降低 22.9% ,理查森数提高 53.2% ,水体具有最佳的温度分层特性。内置分割体可显著优化水体温度分布,提高能量存储效率。
摘要:为了解不同配置参数下地埋管道在冬季日光温室中的加温效果,该文通过计算流体力学方法模拟不同进口温度(50、45,40,35,30°C )、不同管径 (16,20,25,32,40mm) 和不同流速 (0.2,0.4,0.6,0.8,1.0m/s) 时的土壤温度分布。结果表明,地埋管道进口温度 40°C 、管径 32mm 时,能确保芹菜根系处于适宜的生长温度范围内。然而,进口流速的变化对土壤中同一位置处的温度影响不显著。
摘要:为研究严寒地区太阳能-地源热泵系统不同方案下的运行效果,基于Fluent建立耦合系统数值仿真模型,对传统地源热泵运行方案、太阳能-地源热泵均匀蓄热与分区蓄热方案进行完整运行周期仿真和对比分析。结果表明:跨季节蓄热系可实现热量跨季节储存和利用,同时可有效提升地源热泵系统能效,降低系统全年能耗 20% 以上;采用分区蓄热方案后蓄热体热量集中在内区,同时可降低蓄热体外区温度,全年热量损失由 38.71% 降至 19.19% ,可有效提升跨季节蓄热效果和热泵能效、降低系统全年能耗。
摘要:提出基于光斑螺旋运动轨迹的定日镜跟踪误差测量方法,该方法通过控制定日镜转动,使定日镜光斑按照螺旋线轨迹运动,使用相机采集定日镜的光斑图像并进行图像处理,最终获得定日镜的跟踪误差。阐述螺旋轨迹法测量定日镜跟踪误差的原理,搭建定日镜跟踪误差测量实验平台,使用相机光靶法对螺旋轨迹测量方法的正确性进行验证,结果表明螺旋轨迹法与相机标靶法的测量结果基本一致,两种方法测量的定日镜方位和俯仰跟踪误差的偏差值均方根分别为 0.016° 和 0.018° ○
摘要:提出一种基于数据与机理混合驱动的建筑热容辨识方法,该方法建立建筑热参数等效电路模型。利用白鲸算法以模型仿真温度和实测温度的平均绝对误差最小为目标函数,开展热容辨识及实验验证。在此基础上以北京某办公楼为例开展案例分析。结果表明,基于建筑热容辨识结果,通过热泵变负荷运行调控能够充分挖掘系统的节能潜力,提高光电消纳水平。相比初始负荷用电成本,负荷优化后成本降低 10.9% ,且光伏消纳率提高 9.97% 。
摘要:考虑到高比例新能源接入带来的不确定性问题会导致微电网直流母线电压的大幅波动难以平抑,该文提出一种基于双延迟深度确定性策略梯度算法(TD3)强化学习的双向DC-DC变换器的自抗扰控制策略。首先,利用线性扩张状态观测器进行系统重构来实现对总扰动的估计补偿,并就控制策略的跟踪性和抗扰性进行频域分析。接着,通过大量的仿真交互自学习获得观测器参数来智能调节神经网络的权值更新方式,优化奖励函数形式,并在线利用网络进行参数实时调度,使其充分训练以实现近似最优控制律。最后,利用数字仿真平台和小功率实验验证了在多工况下所提控制策略较双闭环PI控制和传统线性自抗扰控制具有更小的电压偏差及更快的响应速度等优越的动稳态性能,有效提升了直流母线电压的抗扰能力。
摘要:为实现农业区域综合能源系统(RIES)多能互补及能源高效利用的低碳发展,提出一种计及多生物质能与综合需求响应的农业综合能源低碳调度模型。首先,基于农业区域的生物质能特点,将其分为可燃性生物质能和不可燃性生物质能,分别用不同机组供能。同时,对综合需求响应进行建模,考虑可削减、可转移及可替代3种类型负荷,实现负荷在时间及类型上的转移,深度挖掘需求侧潜力。其次,考虑到源侧和负荷侧的不确定性,建立农业区域综合能源系统(RIES)两阶段鲁棒优化模型,并引入阶梯式碳交易机制降低系统碳排放量,达到低碳运行目的。最后,通过列约束生成算法对该模型求解,算例分析表明,所提优化方案在调度成本降低 4.65% 、碳排放量下降 5.36% 的同时使系统鲁棒性与灵活性得到提升,实现农业区域多能协同互补,提高农业区域综合能源系统的整体效益。
摘要:在多逆变器并联系统中,载波不同步会引发高频开关频率环流,而传统抑制方法难以实现载波基本同步。针对这一问题,提出一种载波同步控制的方法来实现对开关环流的抑制。该方法根据开关环流的大小来动态调整载波相位的补偿,当开关环流低于预设值时停止调整。首先通过对逆变器输出电压进行傅里叶分解,推导载波相位差与开关环流幅值之间的数学关联;然后详细说明逆变器载波同步控制的原理;最终通过仿真及实验验证该方法的有效性。
摘要:提出一种可应用于光伏系统的Cuk改进型耦合电感DC-DC升压变换器。在传统Cuk变换器的拓扑基础上加入开关电容升压结构,并添加耦合电感双升压单元,不仅可实现较高电压增益,而且不改变Cuk变换器的反向输出特性,通过开关电容结构形成的无源钳位吸收支路降低开关管的电压应力并吸收漏感能量,拓扑后级的输出电感和输出电容组成L-C滤波单元可实现零纹波输出。进行变换器的理论和特性分析,给出关键器件设计参数指标,对比不同升压拓扑电路的工作性能,结合理论设计制作出一台100W实验样机验证理论的正确性。
摘要:提出一种用于新能源电力系统的调频关键参数在线监测方法,明确在线监测所需的测量信号,并设计系统整体等效惯性时间常数和调差率在线监测的方法及流程,通过不同渗透率的仿真算例验证该方法在传统电力系统和新能源电力系统中的适用性。仿真结果表明,该方法能准确实现对新能源电力系统调频关键参数在线监测,等效惯性时间常数监测误差低于2% ,调差率监测误差低于 4.5% 。此外,该方法可在扰动后的0.4s内完成系统等效惯性时间常数的计算,并在系统再次进入一次调频死区后得到系统调差率。尤其在新能源高渗透率系统中,该方法展现了优良的适应性和稳定性。关键词:频率响应;状态监测;频率控制;惯量控制;一次调频控制;等效惯性时间常数;调差率
摘要:提出考虑气热动态特性的电转气-碳捕集(P2G-CCS)综合能源调度策略。首先,将气热能流特性方程转化至s域,得到二端口传递函数模型,利用卷积定理对其进行Laplace逆变换,从而得到任意时间断面的时域动态模型。其次,在动态模型基础上建立包含P2G-CCS的IES园区,结合碳交易机制减少碳排放。最后以IEEE-39-20-6为例,建立电-气-热能源系统,通过设置不同调度场景进行对比分析。结果表明,所建动态模型和策略有效提高气热网潮流计算效率的同时,降低碳排放,提高系统调度经济性。
摘要:提出一种基于容量灵敏度的构网型换流器配置方法,在宽频范围内考虑换流器落点差异的影响。首先,基于回比矩阵的关键特征值衡量系统的稳定裕度。其次,计算关键特征值对不同落点构网型换流器的容量灵敏度,基于灵敏度筛选系统的薄弱节点,所述薄弱节点在构网型换流器的选址规划中具备更高的优先级;最后,通过仿真算例验证所提方法的有效性。
摘要:该文综合考虑将电力储能、储热系统和负荷侧柔性资源视作广义储能,引入绿证-阶梯式碳交易协同交互机制,提出一种基于纳什谈判-主从博弈的MCIES电-碳共享合作运行优化策略。首先,构建含P2P电-碳共享的MCIES合作运行架构,并引人碳捕集系统与电转气装置,建立园区综合能源系统(CIES)及设备模型;其次,构建以CIES运营商为领导者,用户为跟随者的MCIES主从博弈动态多能源定价模型;最后,基于纳什谈判理论构建含主从博弈动态多能源定价机制与CIES间电-碳共享合作博弈的双层混合博弈优化模型,进而将纳什议价问题转化为MCIES合作成本最小化与合作收益分配最大化两个子问题,采用交替方向乘子法求解,并通过仿真算例验证方法的可行性与有效性,结果表明所提策略能有效降低MCIES总运行成本,减少系统碳排放,并均衡提升各主体收益。
摘要:针对光储直流微电网母线电压控制过程存在的相位滞后问题,以储能双向DC-DC变换器为研究对象,提出一种含相位补偿网络的深度强化学习自抗扰控制策略。在该策略中,首先,将线性扩张状态观测器降阶处理,在其总和扰动作用通道串联相位补偿网络,以提供扰动估计所需的超前相角;其次,分析补偿环节改善扰动抑制性能的机理,配置补偿参数取值区间,评估改进后观测器对于典型时变扰动信号的跟踪特性;然后,基于深度强化学习算法建立控制变量优化模型,通过训练智能体与环境不断交互,探索变换器最优策略参数空间,实现观测器带宽和校正系数的自适应调整;最后,仿真对比典型工况下不同控制方式对于母线电压扰动的跟踪能力和控制精度。结果表明,所提控制策略有效可行。
摘要:为进一步提高超短期电力负荷的预测精度,增强对电力负荷时序特征的提取能力,提出一种考虑相似日与误差修正的时序增强Transformer(TETransformer)超短期电力负荷预测方法。首先,利用灰色关联分析选取气象相似日;然后,在Transformer模型基础上构造局部时序增强注意力机制,利用时序卷积提高注意力机制的局部时序特征感知能力,聚合观测点临近区域相关信息;传统Transformer模型中嵌入时序卷积层,扩展特征图,在Transformer模型全局信息提取的基础上增强局部时序信息提取能力;最后,将历史特征数据和未来气象数据输入TETransforemr,气象相似日的负荷功率序列输入LSTM,通过全连接层融合历史时序特征与相似日信息,引入基于编码器的误差修正模块,提高模型预测精度。通过多模型对比与消融实验,预测精度均有提高,证明所提方法可有效增强对电力负荷的提取能力,在超短期电力负荷领域具有一定的应用意义。
摘要:针对降低扰动对电能质量的影响、提高测量精度和减小检测盲区3个方面,提出一种结合小波包能量熵和Goertzel算法的改进谐波阻抗测量的孤岛检测方法。该方法根据PCC处谐波电压信号特征采用小波包能量熵和谐波电压变化率的Goertzel算法提高疑似孤岛状态的判断,对系统疑似孤岛状态,提出改进注入式谐波阻抗测量的孤岛检测,以降低间歇注入扰动信号对系统电能质量的影响。考虑检测精度、电能质量与检测盲区,提出注入谐波电压限值选定原则,在PCC注入该限值谐波电压,获得谐波阻抗及其灵敏度系数p,实现系统孤岛状态的最终判定。通过Matlab仿真验证所提方法有效性。
摘要:为解决传统三电平并网逆变器模型预测控制中开关频率不固定、滚动优化计算量大的问题,提出一种低复杂度固定开关频率三电平并网逆变器模型预测控制策略。首先,利用冗余小矢量对中电电位的作用机理,构建参考电流跟踪单目标价值函数;然后,通过电压中轴矢量滚动优化并结合目标预测差值的 q 轴分量定位寻优核心区域,二次滚动优化后确定最优三矢量;进一步结合所选电压矢量在目标价值函数评估中产生的目标价值优化分配矢量作用时间;最后,通过Matlab/Simulink仿真模型和三电平并网逆变器实验平台对所提低复杂度定频模型预测控制策略进行验证。
摘要:提出风光新能源接入大水电基地下梯级水电站群中长期调度方法。基于优化的典型输电功率曲线,以水库日平均实际下泄流量为边界,开展水风光互补小时尺度的长系列运行调度模拟,进而提取新能源弃电率与水电出力的响应函数,再将其嵌入水风光互补中长期调度模型中,采用模拟-优化方法推求适应性调度规则。以某清洁能源基地为实例,结果表明:随着水电出力的增加,弃电率先下降后抬升,水电出力在适中范围内可使得风光弃电率较小;相比于常规调度,单纯优化水电运行方式可降低风光弃电率 3.71% ,系统总发电量提升 1.74% ;嵌套响应函数的互补运行优化使得风光弃电率下降 7.68% ,系统总发电量提高 2.15% 。因此,所提方法可进一步挖掘水电灵活性,协调水电与新能源的互补关系,进而提升水风光互补系统整体互补效能。
摘要:针对传统虚拟同步机(VSG)控制下直驱风电机组主动支撑不足、故障穿越工况下易产生电流越限和功率振荡问题,提出基于三端口九开关变换器的构网型风储一体化系统,实现电力电子设备高度集成和有效功率支撑,通过风储协同功率优化分配避免风电机组转速大范围变动,始终保持在最大功率跟踪点运行。为提升风储一体化系统故障穿越能力,以变流器最大耐受电流为边界条件改进VSG控制策略,与储能装置配合提升无功支撑强度和直流侧电压稳定水平,消纳因电流约束而无法送出的不平衡功率,降低电流越限风险。于Simulink平台建立系统模型并设置风速波动、电网频率扰动和电压故障3种不同工况进行验证,仿真结果表明:所提拓扑结构及控制策略可实现风功率实时跟踪,具备良好的主动支撑和故障穿越能力。
摘要:为定量评估混合型新能源场站接入的送端电网频率支撑性能,首先利用频率特性传递函数分别对单馈人跟网/构网型新能源系统调频单元进行参数整定,并构建多馈人混合型的送端电网频率响应模型;然后基于系统闭环特征值分析其渗透率对送端电网的频率影响,制定相应的调频贡献度指标并建立优化方案,得出保证系统频率稳定性的最优配比;最后在Matlab/Simulink平台上对理论分析进行时域仿真,验证了该文分析的正确性。
摘要:针对传统LLC谐振变换器在宽输出电压应用中开关频率变化范围过宽、传输效率较低等问题,提出一种适用于超宽输出电压范围的多模式LLC谐振变换器。该变换器通过控制变压器二次侧双绕组的辅助开关,实现桥式、倍压整流的拓扑重构。结合电路模态分析,讨论了电压增益及与归一化参数k、Q的关系,给出了谐振元件参数设计规则。设计了不同电压增益模式间的切换控制,搭建一台输入 400V 、最大功率 1.3kW 的实验样机。实验结果表明,该变换器能够提供50\~430V超宽输出电压范围,工作频率变化范围小,转换效率较高,验证了所提拓扑及控制方法的可行性和有效性。
摘要:该文针对光储孤岛直流微电网中光伏系统不同运行模式切换的平稳性及母线电压控制精度问题,提出一种自适应模式平滑切换策略。首先,提出计及时延补偿的母线电压二次调整方法,减少传输时延导致的母线电压补偿偏差。其次,设计基于变系数Sigmoid函数的加权平均策略,自适应调整参考电流和模式切换时间,确保光伏系统在下垂与MPPT两种模式之间的平滑切换效果,避免控制环路变化带来的系统参数突变。在加权平均策略的基础上,引入自适应指数趋近律滑模修正方法提升系统平滑切换效率与鲁棒性,并通过动态调整滑模趋近律参数减少系统切换过程中的抖振。最后,通过硬件在环实验平台验证所提策略的有效性,结果表明该策略在应对孤岛直流微电网模式切换及电压稳定方面具有良好表现。
摘要:为提升双有源桥DC-DC变换器在直流微电网发生扰动下的性能,该文针对双有源桥DC-DC变换器动态响应性能与应力优化问题展开研究,并提出一种新型混合控制策略。该策略融合了扩展移相调制和模型预测控制,旨在降低变换器电流应力,并通过优化控制提升动态响应与稳态精度。此外,鉴于模型预测控制对参数的敏感性,引入误差校正方法作为反馈校正环节,以消除因参数失配所引起的稳态误差,从而提高系统的控制精度与系统鲁棒性。仿真与实验均验证了所提控制策略的实用性与优越性。
摘要:针对扩展卡尔曼滤波(EKF)在锂离子电池荷电状态(SOC)估计中的精确性问题,以二阶RC等效电路模型为基础,采用多新息最小二乘算法(MIRLS)实现锂离子电池模型参数的在线辨识,在此基础上提出加权多新息改进Sage-Husa自适应扩展卡尔曼滤波(WMISAEKF)算法,解决噪声协方差更新致使滤波发散的问题并提出一种新的权重计算方法,充分利用历史新息,合理分配新息权重,可实现SOC的准确估计。仿真实例对提出的改进SOC估计算法进行性能验证,结果表明改进算法在更新过程中收敛性强、鲁棒性好,在关键误差指标上取得突破性进展,相比于EKF算法,平均绝对误差(MAE)和均方根误差(RMSE)分别降低了 89.01% 和 79.06% ,充分证实了所构建方法在电池状态估计精度上的显著提升,可为延长电池的使用寿命提供新的实践支撑。