基于模型预测控制的半潜漂浮式风机协调控制方法研究

研究漂浮式海上风力发电考虑输出功率与机械载荷的协调控制，有助于提高深远海风机运行的经济性和安全性。为实现漂浮式风机的多目标控制，以NREL 5MW半潜漂浮式风机为研究对象，在Matlab/Simulink平台上设计并搭建增益调度多模型预测控制器(gainschedulingmulti-model predictive controller,GM-MPC)。基于各稳态工况下风机开环动态性能的分析以及模型线性化处理，建立半潜漂浮式风机控制模型，与高保真FAST模型仿真对比，验证了所建控制模型的准确性。在实现模型预测的基础上，根据实际风机工况和约束条件，以为减少功率波动、塔架载荷和执行器动作次数为目标，优化求解出每一时刻下的最优控制量，从而实现GM-MPC的滚动优化。为证明控制器的有效性，在多种风-浪联合载荷的工况下，与基于蚁群优化算法的独立变桨控制策略进行了对比实验。结果表明，所设计的控制策略使半潜漂浮式风机在满足功率平稳性的同时降低了机组的机械载荷，使其能适应深远海环境下的复杂运行工况。     

MMC多入多出阻抗及其在不对称小扰动稳定分析中的应用

近年来,阻抗法在模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)的对称工况小扰动稳定评估中得到了广泛应用,主要采用考虑一对频率耦合的2×2阻抗模型。然而,实际运行中的MMC存在诸多不对称工况,例如桥臂参数差异、电网不平衡、动态负荷等。如何应用阻抗法对上述情况进行小扰动稳定评估却鲜有文章探讨,主要难点在于:1)多频耦合及序耦合的精确刻画;2)高阶阻抗模型的合理降维。区别于对称工况下MMC交流侧仅存在一对频率耦合,不对称工况将会导致多频耦合及序耦合,为此,有必要开发多入多出阻抗模型以考虑这些耦合项的影响。同时,为了兼顾工程实用性,需结合实际不对称场景的特征,研究多入多出阻抗模型的降维方法。因此,该文主要探讨了MMC多入多出阻抗的建模及其降维方法,具体为:基于分块对角占优理论,定量评估并提取多入多出阻抗矩阵的主导元素;根据主导元素的分布,给出系统不对称强度的量化方法,分别形成对应强/弱不对称度的复向量域(α±jβ和d±jq)降维阻抗模型。应用所得降维模型对典型的实际不对称案例进行小扰动稳定评估,结果验证了所提降维方法的正确性,其不仅大大降低了阻抗法在不对...     

分布式多元随机动态场景生成及快速精准场景降维算法

高比例新能源及多源耦合是电力系统发展的重要特征,这也为系统稳定经济运行提出了新挑战。该文以园区型多能系统为对象,研究了分布式多元随机动态场景分析,从多时空角度有效量化不确定因素给系统造成的影响,可为系统灵活重构、多维度协同运行与决策提供有力模型与场景支撑。首先由预测误差驱动拟合多元功率预测误差概率分布,全面反映随机功率出力信息,提高模型泛化性;以时序相关范围参数为数据驱动关联变量,高效动态控制波动强度;最终场景生成利用逆变换映射思想保证置信度。然后针对典型场景提取,提出一种综合递归聚类思想的多段嵌套削减算法,结合改进Wasserstein距离指标,兼具准确、时效、稳定方面的优势。最后由对比实验论证该方法的前沿有效性。     

多孔型高吸水树脂对水泥净浆流动性能的影响EI北大核心CSCD

为稳定掺入高吸水树脂(SAP)水泥基材料的流动性能,采用反相悬浮聚合法制备了多孔型聚丙烯酸/丙烯酰胺SAP.利用扫描电子显微镜(SEM)观测SAP的微观形貌,通过傅里叶红外光谱(FTIR)分析SAP的分子结构,用“茶袋法”测试SAP的吸液性能,并通过流动度试验研究了非多孔型及多孔型SAP对水泥净浆流动度经时变化的影响.结果表明:多孔型SAP具有微米级连通孔结构,能够有效促进吸水速率,达到吸水平衡只需1 min内;当通过额外引水保持水泥净浆初始流动度相同时,多孔型SAP的掺入对水泥净浆流动度的经时损失影响最小.     

超高分子量聚乙烯纤维增强中空蜂窝模压复合材料性能研究

为研制车船等壳体所用的轻质、高强复合板材,选用超高分子量聚乙烯(UHMWPE)短纤维纱,制备成单层经纬为120根/(10 cm)的平纹组织,采用多组经纱持续更替交织层的方法制成2L(1+0)型、4L(2+1)型、6L(3+2)型3种多层角联锁结构织物,采用扦插芯棒、模压成型方法制成菱形蜂窝状的热固性环氧树脂基中空板,并与2块真空吸液法制成的面板组成“三合一”复合板,同时测定了复合板材的结构特征及其平拉、平压和弯曲性能。结果表明:3种类型复合板的密度均远小于水的密度,其中6L(3+2)型最小,为0.48 g/cm³;复合板层数越多,环氧树脂越难渗透尤其是在中空板菱形交叉点处,复合板平拉、平压、抗弯曲强度则呈现递增,制成的6L(3+2)型复合板试样平压强度可达到1.03 MPa。     

隧道施工场景无人驾驶系统研究

介绍了隧道施工场景下无人驾驶系统面临的GPS拒止、高退化、狭小多变等难点，针对性提出了适应隧道施工场景的多传感器融合定位算法、基于隧道设计数据的结构化地图动态更新策略、适配隧道施工作业车的传感器布置方案、低速重载液驱底盘数字线控方案。在中国铁建重工集团股份有限公司生产的某型湿喷机上将该套系统进行实践，在郑万高铁某隧道进行工程试验，取得了较好效果。     

寄居于非旁轴矢量光束的李萨如线的相互作用

从理论和数值模拟两方面研究了寄居于非旁轴矢量光束的两条李萨如线的相互作用。研究发现：李萨如线因不稳定而在传输中消失，并有李萨如奇点出现。当传输距离、振幅因子、离轴距离和光束波长变化时，李萨如奇点的位置，偏振度和李萨如图形可能发生改变，还会发生成对李萨如奇点因带有相反拓扑电荷而接近和湮灭。研究结果对深入理解非旁轴多色矢量光束奇点光学和寻找奇点光学潜在应用具有一定参考价值。