多级压缩空气储能系统变工况的优化运行控制

多级压缩空气储能系统以压缩空气储能及热存储技术为基础,具备冷、热、电多种能量存储及供给能力.针对多变复杂工况下系统热能合理分配问题,提出了一种多级压缩空气储能系统变工况优化运行控制策略.首先基于热力学方法分析,建立压缩空气储能系统模块化数学模型.其次根据系统负荷需求,在"以电定热"及"以热定电"两种工作模式下,分别以储热热量消耗量最小及输出电功最大为优化目标建立优化模型,求解得到不同工况下系统各部件运行参数,并以1 MW多级压缩空气储能系统为例,进行优化求解.该控制策略有效地解决了多级压缩空气储能系统在变工况下的内部能量调配、系统内部运行参数选取的问题,为实现系统高效运行提供有效途径.     

小型风电系统变步长扰动MPPT控制仿真研究

最大功率跟踪(MPPT)策略是提高风电系统功率转换效率的重要方法.文中提出了变步长扰动MPPT策略,并在MATLAB仿真环境中,开发了带有此策略的小型风电系统仿真模型.该模型包括风力机模型、永磁发电机(PMSG)模型、DC/DC斩波器模型、负载功率采样模型和MPPT控制模型等.利用该模型进行计算机仿真,给出了一定风速下负载功率和发电机输出功率的仿真结果.结果表明:实现了变步长扰动MPPT策略控制的仿真,与传统固定步长MPPT策略相比,提高了最大功率跟踪的快速性和准确性,进而提高了风能转换效率.     

因果图研究双馈风电系统最大功率跟踪控制北大核心

针对双馈风力发电系统,首先对激励源-风速随机变化的特性,提出一种合理并符合实际生活的自然风的数学模型,其次根据双馈风力发电系统中的风力机各部件数学模型,利用因果次序图的求逆规则推导出风力机最大功率跟踪控制策略,搭建Matlab/Simulink模型,最后对控制参数进行整定以及优化。运行仿真模型,得到了风轮机输出功率、输出转矩、输出角速度、风能利用系数等信号的波形曲线。仿真结果表明,使风能利用系数在系统运行过程中保持最优值,最终体现在风轮机对风力捕捉能力,为驱动发电机提供最大输入功率,证明了上述方法的有效性。     

基于压缩采样的电力系统负荷频率自动控制研究

为降低新能源接入对电力系统的影响，研究了基于压缩采样的电力系统负荷频率自动控制方法。利用匹配追踪算法对采集到的新能源发电输出功率信号进行稀疏表示，并将稀疏表示后的信号投射至测量矩阵得到低维的测量值。在测量值范围内，运用L₁范数优化方法得到重构后新能源发电输出功率。将该功率与期望功率的偏差作为扰动项，接入基于比例积分(PI)控制器的负荷频率控制模型。利用变论域方法调节PI控制器输入与输出论域。根据模糊推理定义伸缩因子，构建变论域模糊PI控制器使之作用于负荷频率控制模型，完成电力系统负荷频率的自动控制。试验结果证明：该方法控制后的输出功率稳定，负荷扰动下区域控制偏差和频率偏差小，电力系统负荷频率自动控制的精度最高可达99%,具有实用性。     

基于蚁群算法自整定PID的风电系统最大风能追踪研究

针对风力发电系统处于欠功率阶段时,风能利用系数须保持在最大值的问题,以欠功率阶段的最大风能追踪为研究重点,对风力机捕获风能的过程进行理论分析,提出了一种基于蚁群算法自整定PID的最大风能追踪控制策略,利用蚁群算法的全局优化能力优化PID的3个参数,给出了该算法的基本思想以及具体实现步骤,设计了蚁群算法自整定PID控制器,搭建了系统仿真图,并对其进行相应的仿真分析;仿真结果表明,与传统的PID控制策略相比,该控制策略使控制系统具有良好的动态响应能力,提高了风电系统的控制精度、风能利用率、输出功率,实现了机组的优化运行.     

基于LabVIEW的风力机最大功率点跟踪仿真研究

基于风力机的发电效率因环境风速变化而改变,本文选用LabVIEW为仿真平台建立风力机最大功率点的追踪系统。首先根据风力机的风能捕获输出功率公式,在LabVIEW平台上搭建了风力机系统模块、风力机控制模块、风轮转速调节模块、风速变化判断模块等。为了弥补传统扰动法存在的追踪精度等问题,利用变步长的扰动观测法对输出功率进行最大功率点追踪,使风力机的输出功率保持在最大输出功率。实验结果表明该系统在不同的仿真风速环境下,能有效的追踪风力机最大输出功率点。     

小波神经网络PID在风电系统最大功率点跟踪中的应用研究

针对风电系统处于欠功率阶段时,风能利用系数必须保持在最大值处的问题,提出了一种基于小波神经网络PID控制器的最大功率点跟踪控制策略。该策略采用小波神经网络对风能利用系数进行在线辨识,1个辨识周期结束后返回此时的灵敏度信息,PID控制器根据该灵敏度信息调整PID参数。仿真结果表明,与常规PID控制器相比,小波神经网络PID控制器提高了风电系统的叶尖速比、风能利用系数和输出功率,缩短了响应时间,实现了风力发电机组的优化运行。     

双PWM直驱同步风力发电机最大风能捕获

以直驱同步风力发电机组为研究对象,为了提高发电机的系统的效率,降低电机的损耗,采用双PWM变流器拓扑结构,提出了一种最大风能捕获（MPPT）的控制方式。不需要风速信号、风机转速及与风力机系统参数有关的最大功率运行表格,仅需对输出功率进行跟踪计算,使得能达到捕获最大风能的控制效果。采用PSCAD／EMTDC软件进行仿真,仿真结果验证了控制方法的有效性。     

中央空调冷却水系统节能优化控制研究

根据中央空调冷水机组和冷却水系统各设备的现有功耗模型,拟合实验中采集到的有关数据,包括:系统负荷、冷水机组冷却水进水温度、冷却水泵流量和冷却塔风机运行频率,建立总功率的一般优化方程;采用BFGS变尺度优化算法算出不同条件下的能耗最小工况,并以此来控制冷却水系统设备;结果表明,该方法具有实现方便、节能效果显著的特点。     

基于欧姆龙PLC的风电机组变桨距系统

在风力发电系统中。变桨距控制技术关系到风力发电机组的安全可靠运行,影响风力机的使用寿命,通过控制桨距角使输出功率平稳、减小转矩振荡、减小机舱振荡,不但优化了输出功率。而且有效的降低噪音。稳定发电机的输出功率,改善桨叶和整机的受力状况。变桨距风力发电机比定桨距风力发电机具有更好的风能捕捉特性。现代的大型风力发电机大多采用变桨距控制。     

微电网储能容量优化配置算法仿真

为了确保微电网系统的电能质量和稳定运行,提出基于Benders分解的微电网储能容量优化配置算法。以微电网系统作为研究对象,分析不同储能单元的充放电特性,将储能系统全寿命周期最小成本作为目标函数,组建微电网储能容量优化配置模型。根据模型特点,将模型分解为上下2层子模型,通过Benders分解算法对模型求解,进而获取最优微电网储能容量优化配置方案。经实验测试结果表明,所提算法可以更好完成容量优化配置,经过优化配置后,电网功率波动范围得到了明显降低。     

基于滑模控制的独立光伏发电系统控制策略

针对独立运行的光伏发电系统,提出了基于滑模控制的最大功率跟踪(MPPT)策略;针对光伏微源输出功率随机性引起的逆变器输入侧直流母线电压波动,通过储能控制实现电压稳定;针对负载变化引起的系统输出电压波动,设计了系统输出电压电流双闭环控制器。通过MatLab/Simulink对提出控制策略进行了仿真验证。分析结果表明,所提出滑模控制策略可实现光伏电池的MPPT;储能控制策略可有效抑制光伏微源输出功率波动引起的直流母线电压波动;输出电压控制策略能稳定系统电压,确保安全可靠运行。     

电池储能系统建模及其应用

在风力发电系统中,由于风能的随机性和间歇性,导致风电场输出功率很不稳定,严重影响电能质量,储能系统的加入能有效改善风电的电能质量。本文采用了考虑电池容量损耗的电池模型,设计了AC/DC双向变流器,提出了适合电池储能系统的控制策略,建立了电池储能系统模型。验证了应用电池储能系统能有效对风电场输出功率进行平滑。     

独立光柴混合微电网新的负荷频率控制研究

针对光柴混合发电的孤岛微电网,提出基于滑模控制和超级电容调节的频率控制方法。首先,建立光伏系统、超级电容和柴油发电机系统的数学模型;其次,设计滑模控制器来调节柴油机发电机的有功输出功率,减小由于光伏输出功率波动和微网中不断变化的负荷而产生的频率偏差;最后增加超级电容储能设备控制微网的频率偏差。仿真结果表明,与传统的柴油发电机速度控制策略相比,提出的方法不仅实现了光伏系统的最大输出功率控制,而且有效的减少了孤岛微网的频率偏差。     

基于扰动观察的双馈风电场有功功率自动控制北大核心

以提升双馈风电场风能捕捉率、降低有功功率控制偏差为目的,研究基于扰动观察的双馈风电场有功功率自动控制方法。依据双馈感应发电机运行原理,构建其数学模型和动力学模型,获取双馈风电场数学和动力学参数,依据有功功率受阻尼系数和弹性系数影响的单峰值特点,采用扰动观察方法在阻尼系数与弹性系数构成的二维变量组上加入阻尼系数与弹性系数交替扰动情况的第三维度,通过计算其斜率获取区域变更速度,并在固定步长与斜率变步长上添加扰动,以寻找最佳数值方式降低功率点上下变化,实现双馈风电场有功功率控制。实验结果表明,上述方法控制的双馈风电场风能捕捉率较高;可有效控制无功功率,补偿有功功率;有功功率数值在风速为90m/s之前均和额定有功功率数值相同。     

优化爬山算法在直驱永磁风力发电系统中的应用

为了缩短爬山算法的计算周期,提高直驱永磁风力发电系统最大风能捕捉的响应速度,提出一种根据功率扰动寻求最大功率的优化爬山算法.该算法在变步长爬山算法盲目搜索的基础上添加数据存储输出功能,构造了与电机转速对应的最大输出功率表,避免重复的计算,同时结合功率反馈控制来实现系统最大功率追踪.运用MATLAB对该算法进行仿真验证,结果表明本文所述算法的响应速度和稳定性明显超过传统变步长爬山算法.     

电网调控一体化运行电力设备危险点控制仿真

针对传统电力设备危险点控制方法存在检测结果不准确、控制效果较差的问题,提出一种新的电网调控一体化运行电力设备危险点控制方法。通过数据挖掘获取电网调控一体化运行电力设备危险点数据特征输入量,对电力设备危险点进行检测。依据检测的电网调控一体化运行电力设备危险点数据,通过建立自回归模型对未来危险点进行预测,根据预测模型计算令性能指标达到最优的所有控制增量,采用误差信息加权法对误差进行计算,调整控制模型,获取经校正后的电网调控一体化运行电力设备危险点控制模型,完成电网调控一体化运行电力设备危险点控制。实验结果表明,所提方法的控制效果较好,对电力设备危险点检测结果准确,与实际检测结果具有很好的拟合度,保证了电力设备的安全运行。     

直驱式风电机组功率控制系统优化建模仿真北大核心CSCD

为使风电机组的实际输出功率最佳,提高风能的利用率,采用风电机组最大功率点跟踪(Maximum Power Point Tracking,MPPT),就是控制风力机在不同风速下的转速跟踪最优参考转速。但现有的MPPT控制策略虽然能实现最大功率点的快速,稳定跟踪,但控制精度过度依赖风速,功率等参数的准确测量。为了更好的实现最大功率点的快速有效跟踪,提出了模糊变步长MPPT算法,利用模糊推理的方法得到永磁同步风力发电机组的参考转速。通过对金风1.5MW直驱式风电机组进行仿真研究,结果表明改进控制算法能够使风电机组快速根据风速变化实现最大功率点跟踪,特别是与变桨距系统联合后,控制效果更加显著。     

分布式光伏发电并网数字化建模与仿真北大核心

为了改善光伏发电性能,需要对分布式光伏发电并网控制技术进行研究。提出基于MPPT控制的分布式光伏发电并网建模方法,建立光伏电池模型,在所建模型的基础上研究光伏发电系统输出功率受光照强度变化的影响。并利用MPPT控制方法跟踪分布式光伏系统的最大功率点,提高分布式光伏系统在运行过程中的输出功率。通过滑膜控制对光伏并网逆变器进行控制,保持电网电压与光伏发电系统输出电流的同步性,实现分布式光伏系统并网发电。通过仿真,验证了所提方法可有效地实现光伏阵列最大输出功率的跟踪,满足分布式光伏发电并网系统的运行要求。     

基于SAC算法的工厂变电站储能设备控制方法

传统方法控制工厂变电站储能设备时，易发生收敛过早、FHC值和放电深度最大值偏高以及储能设备使用寿命缩短的问题。提出基于SAC算法的工厂变电站储能设备控制方法，首先通过SAC算法对工厂变电站储能设备进行分析，通过充分利用训练样本，获取储能设备的最优参数，然后分析计算光伏系统设备和储能设备的电压、功率等，最后结合两者共同控制出口，得到工厂变电站储能设备最优控制方法。实验表明方法能够有效地降低FHC值和放电深度最大值，延长储能设备的使用寿命。