碳排放最小化条件下电动汽车有序充电策略研究

针对清洁能源和传统能源发电设备的碳排放特性、清洁能源所在位置以及负荷的时空分布特点等因素,参考历史运行数据,建立电动汽车充电与发电设备边际出力增长关系的模型。考虑电动汽车出行特性及其电池充电特性,建立电动汽车无序充电情景下的边际碳排放增长模型。为更多地利用清洁能源,以减少电动汽车充电行为引起的边际碳排放增长,提出碳市场中电动汽车充电与清洁能源,协同的有序充电策略。最后,以碳费用计算模型为基础,提出电动汽车碳排放的评价指标。在算例中,根据提出的评价指标对电动汽车碳排放进行分析。结果表明,与电动汽车无序充电相比,电动汽车与清洁能源协同的有序充电策略可有效地减少边际碳排放增长和碳费用。     

基于b参数的变步长MPPT控制研究

研究了当前光伏系统中最大功率点追踪技术(MPPT)的现状,针对传统MPPT方法在稳态性能与动态性能之间存在的矛盾,提出了一种改进的基于β参数的变步长算法。此算法基于对b-V曲线的分析,对光照强度的上升和下降采用两种不同大小的比例系数,从而在动态实现了快速追踪MPP并且避免了误判现象,同时,在稳态实现了零振荡。为了验证该算法的优越性,基于Matlab/Simulink平台对主要MPPT方法进行仿真分析,同时基于dSPACE和太阳能光伏阵列模拟器搭建实验样机并进行实验测试。仿真与实验结果验证了该算法的优越性,即能实现稳态零振荡及动态过程的快速跟踪。     

级联结构氮化镓功率器件及其在无线电能传输系统中的应用

为了进一步提升电能转换效率,介绍了一款基于650 V氮化镓高电子迁移率晶体管GaN HEMT(gallium nitride high electron mobility transistor)的共栅共源级联(cascode)结构开关管及其在无线电能传输方面的应用。在GaN HEMT器件设计方面,通过仿真讨论了器件的场板设计对电容和电场的影响。所制造的cascode器件在650 V时漏电约为2μA,在源漏电压400 V时输入电容C_(iss)、输出电容C_(oss)和反向传输电容C_(rss)分别为1 500 pF、32 pF和12 pF,动态导通电阻升高约16%。基于该款cascode器件设计并展示了一款240～320 kHz、满载功率1 kW的无线充电样机,在200～1 000 W负载范围内效率明显高于Si器件,最高效率超过95%。     

基于冗余设计的高可靠电机及控制系统研究

在可靠高性要求高的调节控制系统中,机电系统因其技术的进步得到日益广泛的应用。机电系统的性能是由电机及其控制驱动系统共同决定的,为了获得可靠性高、性能优良的控制特性,首先根据系统控制速率、精度、负载特性、锁紧状态、工作环境等要求合理选择电机及其参数,其中永磁同步电机以其优良的控制调节性能适用于高性能调节系统,可替代步进电机和无刷直流电机;而主从绕组设计是电机常用的冗余设计。基于电机参数以DSP处理器为核心设计的电机控制系统,具备自检(BIT)、电机运转灵活控制能力,同步开展的冗余设计、故障诊断和保护策略分析等软硬件设计,满足高可靠性控制系统要求,上位机通过通讯实时检测记录系统状态。验证结果表明系统控制调节性能优良。     

基于讨论机制的头脑风暴优化算法

为了克服头脑风暴优化(BSO)算法易陷入局部最优导致早熟收敛的问题,提出新型的基于讨论机制的头脑风暴优化(DMBSO)算法.该算法运用组内讨论和组间讨论这一新机制取代BSO算法中的个体更新过程,分别控制算法的全局搜索和局部搜索能力.通过线性递减和线性递增方式调整组间讨论和组内讨论次数,使算法搜索初期加强全局搜索能力,搜索后期加强局部细致搜索能力,有效地防止早熟问题.对6个经典测试函数(BFs)的10维、20维、30维问题分别进行测试来评估DMBSO的效果.结果表明,DMBSO算法与BSO算法和经典的粒子群(PSO)算法相比,可以有效地避免陷入局部最优,稳定地找到更好的最优值,而且随着问题维度的增加,DMBSO表现出更强的鲁棒性.     

基于L1范式的粒子群算法群体多样性研究

提出了一种新的基于L:范式的粒子群算法群体多样性定义,这种观测方式可以准确地描述算法运行过程中的信息。首先,通过对比新的观测方式和已有方式,解释了新的观测方式的特点;然后通过实验观测了位置、速度和认知三种群体多样性在算法执行过程中的变化,给出了群体多样性的变化特征。最后讨论了粒子群算法在不同解空间维数、不同粒子群拓扑结构和不同粒子数目时的群体多样性的变化情况。     

基于电气关联强度的虚拟微电网划分方法

随着智能电网与能源互联网研究的兴起,分布式可再生能源和储能设备的不断接入,配电网的智能化发展已成为一种必然趋势。而大量现存的传统配电网如何适应自由、对等、灵活的目标,成为迫切需要解决的问题。文中提出基于电网的电气关联强度将传统配电网划分成若干具有强内部聚合特性的虚拟微电网,并提出了基于扩展信息、物理、社会经济(CPS)的虚拟微电网实施框架,以及边界划分、资源优化部署、协同能量管理的三阶段研究问题。针对第一个研究问题,通过定义电气关联强度,对复杂网络中经典的Newman快速分区算法进行改造,实现对虚拟微电网边界的自动优化。通过仿真算例验证了该方法的合理性和效率。