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...     

农村综合能源系统多层协同优化运行方法

农村综合能源系统通过多种能源的协同互补,在满足农村用户多元化用能需求的同时,能有效提升能源利用效率和用能经济性。首先,在考虑适应农村典型场景的基础上,提出了一种三层协同自律的农村综合能源分层协同运行优化框架。然后,基于农村综合能源系统典型设备,建立了三层农村综合能源系统源-储-荷联合优化调度模型以及相应的优化调度流程。调度模型中冬季通过对沼气发电机组的余热回收与空气源热泵协同对用户供热;夏季对沼气发电机组余热进行回收,并通过溴化锂制冷机与空气源热泵联合对农村用户供冷。最后,对农村综合能源系统多层协同优化方法进行了算例分析,结果表明该优化方法提高了农村居民用能的经济性,验证了所提方法的有效性。     

基于数据分析的热轧精轧宽展预测性改进

为了提高产品质量及满足用户的指标要求，主要研究热轧产线精轧宽展数值在不同种类、不同规格、不同环境变量下的变化规律，从而将相应的过程数据进行采集、清洗、统计和剖析，借助数据分析的方法拟合公式，代替原有机理模型输出精轧宽展计算值，完成产品宽度自动化、自适应控制。     

基于GIS-Q技术的动态大坝安全评价研究及应用

为提高大坝运行数据的采集，要进行相应较为精准的安全评价。通过对大坝安全评价方法的现状分析，总结其存在问题，提出一种具备精准采集地理信息及较大存储技术的GIS-Q技术。构建大坝动态评价体系，实现大坝安全实时评价，提高大坝风险预警精度。并应用于水库评价实例，提高了水库自查精度，以及整体的沉降变形，为水库智能化管理的推广提供了技术支持。     

基于平均飞行航迹的CCO减噪效用研究

近年来，通过优化飞行程序降低机场飞机噪声影响成为机场环境保护的重要研究方向。文章首先建立了基于飞机“噪声-功率-距离”数据的噪声计算模型，介绍了平均飞行航迹以及连续爬升运行(Continuous Climb Opera-tion, CCO)离场程序的相关理论，最后以大型国际机场为实例，使用飞机平均飞行航迹进行噪声预测，运用综合噪声模型计算出噪声影响面积并绘制噪声影响等值线图，比较了CCO离场相对常规的标准仪表离场(Standard Instru-ment Departure, SID)的降噪效果。结果表明，CCO离场程序可有效降低机场噪声影响，在高噪声级影响区域的降噪效果更佳。     

两种混合单元混合机理的数值模拟

为了研究SV型和SX型混合单元在全静态乳化器的混合机理,使用群体平衡模型对乳化器内部流场进行模拟分析。结果表明,SV型与SX型混合单元的混合机理是油相与水相材料通过混合单元时其空间流动方向改变,在流场内形成大量的漩涡,从而达到乳化的目的;通过比较流体在经过SV型和SX型混合单元后的水相索特平均直径(d_(32)),得出SV型混合单元的乳化效果更强,但同时消耗更多的能量,压降更大。     

建筑结构控制爆破拆除的力学分析与应用

应用运动学、动力学理论建立建(构)筑物控爆坍落过程的力学模型,进而研究在非定常约束条件下坍落结构的力学特征。首次提出了采用延时起爆技术时,非自由质点系及其广义坐标应是建立在每一段位上的瞬间虚位移。在此基础上,分析求解运动过程中时控单元的质点自由度,为精确选定爆破部位及时序提供了设计理论和计算依据。同时,结合振动理论,将控爆时差、结构载荷分布调制为振动系统,形成坍落结构梁板单元的强迫振动,充分实现在运动中进一步解体、破碎其自身结构,并形成具有明显缓冲效果的下落过程。应用实践结果证明力学分析是正确的,为工程结构爆破拆除计算机辅助设计及动态模拟技术的有效应用奠定了基础。