户用光伏并网逆变器人机交互系统开发及应用

为方便用户直观地监测和管理户用光伏并网逆变器,设计了基于RA8870的彩色液晶屏人机交互系统。采用32位ARM芯片STM32作为MCU,彩色TFT作为人机交互显示器,通过UART与逆变器控制芯片DSP通信,获取逆变系统的实时运行状态,并将信息以图表方式呈现给用户;同时将功率信息存储到闪存芯片中,以便用户查询发电量历史数据。实验结果及工业产品应用表明该人机交互系统可在60 ms内反映当前系统工作状态,历史数据查询延时100 ms,同时人机界面友好、系统工作稳定可靠。     

基于ELSTM算法的区域风电发电量预测方法的研究

介绍了当前风电发电电量预测的常用手段及面临的挑战,阐述了不同时间尺度下风电发电量预测的区别,将中长期发电量的预测手段和方法作为重点分析的对象,提出了基于ELSTM算法的区域性风电发电量预测方法,对其原理进行了分析.对国内云南某区域7个气象站中的气象要素数据、区域内风电场的气象要素数据及发电量数据进行算法的验证,测试过程中构建了BP-NN全参数、ELSTM全参数、BP-NN风场参数和ELSTM风场参数四种对比模型,验证了其算法的有效性,明确了该算法具备工程应用价值,并能够针对区域中长期风电发电量有效地进行预测,进而为区域性的风电大规模消纳提供良好的基础.     

基于数值天气预报的风能预测系统

随着世界范围内风电事业的飞速发展,大量大容量风电机组直接接入高压输电网络,是对电网安全运营、电能质量保证的重大挑战,迫切需要使用风能预测系统来对风电机组的发电功率进行预测。提出一种基于数值天气预报以及人工神经网络的混合型风能预测系统。该系统以基于数值天气预报的风速和风向预测数据作为输入数据,以自组织神经网络作为预处理模型,以径向基函数网络模型作为预测模型,并依据特定风电机组或风场的发电量的历史数据对输出数据进行修正。用该预测系统对河北某风电场进行了实例计算,得到可接受的预测结果,表明系统可行。     

利用大用户直接消纳风电的利益均衡优化模型

中国风电存在严重弃风问题，风力资源的地理分布与电力负载之间并不匹配。大用户在电力负荷中占有较大比例，可通过调整大用户生产计划来实现风电的消纳。首先以风电消纳发电量最大为目标建立调度优化模型，分析了大用户与风电联合调度下，风电场和大用户在合作和不合作情况下的盈利情况。由于大用户风电联合调度，导致大用户在夜间作业降低了生产效率，增加生产成本，为鼓励大用户参与风电消纳的积极性，建立了以风电与大用户的效益最大化为目标的调度模型，根据大用户的经济损失进行经济补偿。     

基于BP神经网络的智能台区识别方法研究北大核心

为方便普查用户台区和相位信息,特别是解决跨台区用户信息识别难题,提出一种基于BP神经网络的智能台区用户信息识别方法并研制了该系统。系统由识别器和手持器两部分组成,通信方式采用电力载波通信技术,对于垮台区用户,依据系统和已识别用户之间的通信信号品质,选取隐藏层节点数为6的前向BP神经网络作为跨台区用户识别模型进行识别。MATLAB仿真和实际测试结果表明:该方法可有效解决跨台区通信串扰难题,能够智能识别用户台区和相位信息,同时具有识别准确性高、容差性能较好的优点,对提高台区用户信息识别准确性,减少工作量降低成本,具有重要意义。     

计及故障时间的神经网络风力发电量预测

风电是可再生能源的一种重要形式,随着越来越多的风电并入电网,发电量的预测对电网的稳定性变得格外重要,为了得到更高的预测精度,提出了一种将天气因素和故障时间相结合的两段式风力发电量预测的方法。结合湖南省某风力发电场的实际生产数据,分别运用神经网络结合时间序列的方法对故障时间进行预测,以及GRNN神经网络方法对发电量进行预测。提高了风力发电量预测的精度,延长了预测时间,证明了方法的可行性。     

基于BP神经网络的智能台区识别方法研究

为方便普查用户台区和相位信息,特别是解决跨台区用户信息识别难题,提出一种基于BP神经网络的智能台区用户信息识别方法并研制了该系统。系统由识别器和手持器两部分组成,通信方式采用电力载波通信技术,对于垮台区用户,依据系统和已识别用户之间的通信信号品质,选取隐藏层节点数为6的前向BP神经网络作为跨台区用户识别模型进行识别。MATLAB仿真和实际测试结果表明:该方法可有效解决跨台区通信串扰难题,能够智能识别用户台区和相位信息,同时具有识别准确性高、容差性能较好的优点,对提高台区用户信息识别准确性,减少工作量降低成本,具有重要意义。     

基于STM32分布控制的级联H桥STATCOM设计

针对目前级联H桥STATCOM存在的结构的冗余度较低;采用IGBT时成本较高;控制系统与触发系统的电源较为复杂;系统信息传递由于隔离的需要,必须选用光纤通信,研究并设计了一款基于STM32分布控制的级联H桥STATCOM装置。文中介绍了该装置基本拓扑结构与控制系统的实现原理;采用低次谐波最小法原则计算出每个H桥中MOSFET的开通关断时间,实现拟合正弦波输出。分布控制部分由STM32系列芯片作为控制芯片,控制各H桥的触发、信息采集并将信息传递给作为主机的DSP芯片;在EMTP电力系统电磁暂态分析仿真软件中搭建了12H桥级联的仿真模型,仿真结果表明了设计的正确性和可靠性。另外,还设计了12H桥级联STATCOM的实验装置,该装置实现了设计功能,验证了文章内容的可行性。     

基于样板风机法的风电有功控制策略优化

针对自动发电量控制(Automatic Generation Control,AGC)系统因同一原因对不同风电场进行限电时,由于风电预测准确性较低而产生的公平性问题,引入样板风机法还原的理论功率作为限电依据,设计了优化的风电有功控制策略。应用结果表明:该方法可以有效解决风电限电的公平性问题,促进风电的消纳和健康有序发展,提高风电并网运行管理水平。     

基于RTL8019AS的嵌入式电量监控系统的设计

本文介绍了一种以STR912FW44为核心的嵌入式电量监控系统.用户通过使用非接触式射频卡进行身份识别后,系统就给相应的用户供电,同时用相应的传感器元件进行电量采集并记录用电数据,根据功率因数cosφ值,判断是否为恶性负载,是否报警通知用户,以上用电信息均通过RTL8019AS芯片和以太网传输给上位机,上位机可以随时监控到用户的用电信息.本系统实现了按照个人使用量收费的方式,达到了实时监控防止意外发生的目的.     

微电网概率性最优的储能容量研究

针对可再生能源发电受外界环境影响较大、难以控制,接入微电网后对其安全运行带来很大挑战的问题,指出在微电网中接入储能装置可有效地解决此问题;研究了微电网孤岛运行时储能容量的确定方法,提出了一种概率性最优的储能容量确定方法：计算了微电网调度出力与负荷需求的功率差额,并根据其概率函数密度曲线确定储能系统的最大充放电功率;根据储能系统不同时刻其充、放电量累计值的概率函数密度曲线,求出其最优储能容量,使电网能实现经济效益最优和可再生能源利用率最大。采用该方法确定微电网储能容量,具有求解方法简捷、所需储能容量小的特点。     

电解铝整流系统建模与稳流协调控制策略

介绍了大功率直流电解铝供电系统结构,建立了包括电解槽负载模型、饱和电抗器（ＳＲ）模型以及有载调压变压器（OLTC）的整流系统模型,提出了稳流协调控制策略：OLTC可对系列电流进行离散性的粗调,SR可在一定范围内实现对系列电流的连续性微调,两者结合能有效地解决机组投入与退出、阳极效应发生等大扰动下的稳流精确控制问题。基于电磁暂态分析软件包（ＥＭＴＤＣ）搭建了6机组整流系统,对网侧电压波动、负荷波动等工况进行了仿真分析,仿真结果表明：所提协调控制策略能保持直流系统处于最佳的运行状态,可实现电解铝生产过程中电流的平稳。     

多ARM协同架构的智能合并单元设计

为降低合并单元设备成本、增强其智能化和通用化特性,利用多ARM（高级精简指令集处理器）并行处理的优势来构建智能合并单元。采用灵活的模块化方式来进行总体架构的设计,通过光纤接口方式与其他智能电子设备建立基于快速以太网的双向通信,遵循IEC 61850通信标准进行采样值报文和GOOSE报文的高速网络化传输。结合数据处理和报文传输的要求,详细阐述了采样控制和开入开出控制等核心部分的软件处理流程。采样值及GOOSE传输等相关测试结果表明,该智能合并单元工作可靠而稳定,可满足智能变电站中合并单元在实时性强、可靠性高、通信流量大等方面的要求。     

基于卡尔曼增益动态修正的动力电池SOC估算

扩展卡尔曼滤波法(EKF)被认为是一种精度较高的电动汽车动力电池荷电状态(SOC)估算法,但是观测方程误差会对SOC估算结果带来影响。对EKF滤波过程进行改进,根据观测方程的误差对原EKF滤波过程增设动态卡尔曼增益修正系数,提出基于卡尔曼增益动态修正的动力电池SOC估算法。仿真结果表明EKF法可以有效克服SOC初始值不准确所造成的估算误差,动态卡尔曼增益修正系数可以进一步减小由于观测方程误差造成的SOC估算误差,使估算误差保持在5%之内。     

碱法提取煤矸石中氧化铝试验条件优化

工业固体废物煤矸石中存在有价值的氧化铝，如能将其替代铝土矿提取氧化铝，则将变废为宝。然而，煤矸石中的铝、硅主要以高岭土形式存在，活性很低，因此需要通过高温破坏煤矸石中高岭土结构，才能将其中的氧化铝转化为可溶于碳酸钠溶液的铝酸钙。为了使煤矸石中的氧化铝尽可能多地溶出，采用正交试验方法分别对采用石灰烧结法提取煤矸石氧化铝的活化和溶出条件进行了优化。试验结果表明：采用石灰烧结法提取煤矸石氧化铝，最佳条件下煤矸石中氧化铝溶出率可高达89.5%，试验所确定的最佳条件可供工业试验参考。     

级联Boost变换器输出电压纹波分析

级联Boost变换器含有两个LC滤波器,呈现四阶动力学特性,具有宽输入电压范围的特点。其输出电压纹波与电感、开关周期、电容和负载等因素有关,其中输出电压纹波受电容等效串联电阻影响较大。采用时间平均等效原理对级联Boost变换器进行直流稳态分析,分析了两个电容等效串联电阻对输出电压纹波的影响,由理论分析可知电容C1的等效串联电阻对输出电压纹波影响较小,电容C2的等效串联电阻对输出电压纹波影响较大。采用谷值电流控制策略,保证了变换器稳定地工作在较高直流电压传输比的情况下,避免了次谐波振荡现象。实验验证了理论分析的正确性。     

关于“十三五”配电网发展的思考

配电网直接面向电力用户,是保障电力“落得下、用得上”的关键环节,也是改善民生的重要基础设施。面对“十三五”期间配电网发展“高质量、智能化”的需求,在梳理总结当前存在问题的基础上,从经济社会发展、高供电可靠性要求、分布式能源与多元化负荷接入、外部建设环境变化等角度阐述了配电网发展面临的挑战与机遇,提出了未来配电网发展面临的关键问题,并从规划建设角度提出了应对措施与建议。     

DZM与FM系列铅酸蓄电池在制造过程中的比较

根据多年的实际工作经验,从基本原理、客户要求及电池使用的角度出发,通过不同生产及工艺条件下反应生成物的不同,对DZM与FM系列铅酸蓄电池在生产制造过程中的不同进行了阐述。     

基于NW小世界的量子进化算法在无功优化中的研究

针对量子进化算法的早熟问题,提出了一种适于电力系统无功优化的NW（newman-watts）小世界量子进化算法。该算法引入了NW小世界网络模型,以一种新颖的随机加边方式动态改变种群个体的邻域拓扑结构,从而保证了整个优化过程中的种群多样性,提高了算法的全局搜索能力。应用该算法对IEEE-14节点和IEEE-57节点系统进行无功优化的仿真分析,结果表明,NW小世界量子进化算法在电网无功优化计算中具有较强的全局寻优能力和较高的收敛精度。     

新能源发展关键问题研究

2006年以来,中国新能源发展取得了巨大成就,但也面临新能源发展与电网发展不协调、局部地区风电消纳困难、新能源补贴拖欠等问题。“十三五”是中国新能源发展的关键时期,复制现有技术、依靠政府不断扩大补贴规模的新能源发展模式已难以为继。新能源发展需要处理好新能源经济激励政策调整、新能源与其他电源以及电网的统一规划、大型新能源基地市场消纳三大关键问题。