基于稀疏学习的微电网负载建模

微电网由负载、储能系统和分布式电源互联集成到能源系统中, 微电网系统可以作为一个整体系统与电网并行运行或以孤岛模式运行. 负载建模是微电网运行和管理中的一个基本问题. 本文着重解决以下两个关键问题: 1)协调负载模型结构的合理性和简洁性; 2)负载模型参数的校准. 与常规负载建模方法不同, 本文提出了一类数据驱动建模方法以同时实现负载模型结构选择和参数校准. 具体地, 该方法从量测数据中稀疏学习静态负载模型和动态负载模型, 其关键方法分别来自于稀疏贝叶斯学习方法和交替方向方法, 即从一组备选非线性字典函数中稀疏学习最主要的非线性项以平衡数据拟合度并实现模型学习. 所提出的方法将机器学习与稀疏表示相结合, 旨在对负载模型从物理角度提供机理解释并向配电网系统操作员提供有关负载的动态信息. 在孤岛微电网测试系统中验证并评估了所提出的算法. 研究测例表明所提出算法从量测数据中实现负载稀疏学习的合理性和对于噪声的鲁棒性.     

微电网中的光伏储能控制策略研究

为解决目前混合型微电网中光伏储能切换控制稳定性较差的问题,本文提出了微电网中的光伏储能控制策略研究.构建微电网基本结构模型,采用功率管理对微电网切换进行控制,分析光伏储能在微电网稳态时的特性.通过微电网中的主控单元采集电网数据,利用锁相技术监测主电网状态,依据反馈的数据信息对主网系统与微电网之间的开关进行操作,并为运行...     

基于BP-GA混合算法的微电网光伏功率预测

本文首先指出了微电网光伏预测的意义,然后对BP-GA混合算法思想做了介绍,并通过BP-GA混合算法对微电网中影响光伏出力的光照辐照强度进行预测,仿真结果显示该预测方法误差小,适用性强。     

自适应遗传模糊双闭环控制的微电网母线稳压

在离网型微电网中,主要通过储能装置充、放电,维持着母线电压稳定和系统功率平衡,一般对储能变换器采用电压电流双闭环控制和模糊控制,传统双闭环控制参数和模糊控制中的比例因子与量化因子在系统运行中不能实时调整,导致系统的动态响应速度较慢以及抗干扰能力较弱。针对上述问题,文提出了自适应遗传模糊双闭环控制,通过调节量化因子和比例因子,实时整定PI控制参数,优化控制效果。在MATLAB/Simulink中搭建仿真平台,仿真结果表明,自适应遗传模糊双闭环控制集模糊和PI控制优点于一身,在不同工作状态下系统不仅动态响应较快、超调量小、抗干扰能力强,而且鲁棒性好。     

基于Matlab/Simulink光伏电池建模研究

通过对光伏电池原理模型与工程模型的对比研究,分析了两者的优缺点,得出工程模型具有更好的使用价值。利用Matlab/Simulink搭建了一种工程模型的仿真模型,通过合理的修改参数,该仿真模型能够满足光伏电池系统设计要求,为光伏电池系统后继研究提供参考。     

基于Simulink的光伏电池组件建模及仿真研究

将模糊控制算法应用到光伏系统最大功率点的跟踪控制中,利用MPPT方法的自身特性,采用扰动观测法,在Mat lab/Simulink下建立基于查表法的模糊控制光伏发电系统的仿真模型,Simulink仿真结果证明,该方法能使系统稳定工作在最大功率点,能快速准确地跟踪太阳能电池最大功率点,显示了模糊控制方法的优越性,改善了光伏电池转换效率低的缺点。     

具有容性负载的直流微电网系统分布式协同控制

针对一类具有容性负载的直流微电网系统, 提出了分布式协同控制方法. 具有容性负载的直流微电网是一类耦合动态互联非线性网络化系统, 可将DC-DC变换器在信息层视为智能体, 在每个子系统模块中, 引入容性负载电压观测器, 耦合并联非线性系统负载均衡控制设计问题可解耦成一阶积分器多智能体系统的输出一致性跟踪问题. 基于最近邻原则, 通过在控制器中引入比例、积分环节, 设计了增益可调的分布式协同PI控制律, 当有向图满足至少含有一棵生成树的条件下, 通过子系统间的局部交互, 可以实现负载均衡的目标. 通过分析增广系统矩阵的特征值证明了整个闭环系统的稳定性. 仿真和实验说明了所提出的控制方法的有效性及可行性.     

基于Simulink的锂电池建模仿真

针对锂离子电池SOC(荷电状态)难以估算的问题,通过对电池建立等效的Thevenin电路模型,对不同时刻的SOC的模型参数进行拟合得到动态的模型参数,在Matlab中借助Simulink建立仿真模型,采用模块化结构,建立基于卡尔曼滤波算法的电池SOC估算系统;利用测得的电池电压电流,仿真系统可直接估算出实时的电池SOC,与实际的电池SOC对比,误差保持在2.5%以内,表明该方法可以有效地估计电池的SOC,对于锂离子电池在实际应用的容量估算有着重要意义。     

燃料电池电能与热能建模研究

为分析燃料电池的动态特性,对其发电和发热过程进行了建模研究。燃料电池划分为阳极动态模型、阴极动态模型、电化学电压模型和温度动态模型,分别从流量平衡、能量平衡和经验公式角度进行了机理建模;并采用改变负载和冷却水流量的方式进行测试。仿真结果表明,该模型能模拟燃料电池的电热动态过程,可用于辅助控制设计。     

基于仿真建模方式的MW级风力发电机测试平台

通过仿真建模方式建立的风力发电机测试平台是风机研发和性能质量检验的一种重要手段。研发设计了最高容许测试容量为3．6MW的双馈整机（DFTIG）全功率测试平台,其中采用了10kV中压并网电压和中压矩阵变频器,消除了常规测试台低电压并网的大电流弊端。本文重点论述该测试平台仿真建模及研发设计的关键技术,最后给出相关测试结果。     

基于DIgSILENT/PowerFactory的双馈风力发电系统的建模和仿真

基于DIgSILENT/PowerFactory电力仿真软件建立了双馈感应发电机风力发电系统桨距控制数学模型、风力机数学模型和轴系数学模型,并对整个系统进行了仿真,模拟了有功功率、无功功率分别变化时以及网侧发生三相短路时整个系统的运行情况。仿真结果表明,该系统实现了功率的解耦控制以及在网侧三相短路情况下运行稳定,验证了模型的正确性,为风电场的仿真建模奠定了基础。     

风力发电机组状态监测系统研究

针对风力发电系统的运行要求,提出一种先进的状态监测与故障诊断系统,该系统以风力发电机组齿轮箱等设备的振动信号等实际测量信号作为信号源,利用自主研发的嵌入式微处理器对采样数据进行信号分析,并可通过远程计算机对机组运行状态进行在线监测;同时嵌入了视频、音频实时监控,可以实现工作人员对机组运行状态的全面、实时远程监控.该系统已在某风电场投入使用,其有效性和准确性得到了验证.     

永磁直驱风电机组的建模与仿真

针对永磁直驱风力发电机组建立了包括风力机、传动系统、永磁同步发电机、变流器各部分的数学模型;根据最大风能跟踪原理,提出了发电机侧和电网侧变流器的控制策略;在Matlab/Simulink仿真环境下建立了永磁直驱风电机组的仿真模型,对风速阶跃变化时机组运行情况进行了仿真。仿真结果验证了所提出控制策略的正确性和模型的合理性。     

基于Adams的风机机械动力学分析

介绍风机组成和工作原理,建立风机三维模型,用Adams对风机机构进行动态仿真分析,得到关键运动部件的运动规律曲线和动力学分析曲线,结果表明Adams对复杂机构的仿真准确可靠.得到叶片与基轴之间的速度、角速度和力矩分析曲线,零部件间冲击和扰动产生的动力学响应,为风机减振降噪的优化设计提供参考.     

振动发电机的支持向量机建模研究

研究可直接利用物理机械振动发电的直线振动发电机对节能环保具有重要的意义.采用具有准确实时性的支持向量机(SVM)建模方法对新型直线振动发电机进行研究.首先建立振动发电机的有限元模型,以获得表征电机性能参数的样本数据集;然后运用SVM回归建模方法对此样本数据集进行学习,建立直线发电机的非线性模型;最后将有限元模型(FEM)和SVM模型进行比较.仿真表明,SVM模型可靠高效,对实现直线振动发电机的实时在线控制及在线预测具有非常重要的应用价值.     

ERP过程建模与仿真优化技术

过程仿真是对企业过程模型进行动态分析的重要技术手段。从企业整体运作过程出发,研究基于过程模型的仿真技术在企业体系改造、体系重构或新体系建设的应用,探索企业业务流程模型通过过程建模系统实现到ERP系统映射的方法。为企业过程建模、优化企业业务流程、业务流程重组和顺利实施、快速应用ERP系统提供一套优秀的应用软件工具和有效的解决方案。     

直驱式永磁风力发电机软并网与功率调节的控制集成

为实现直驱式永磁同步风力发电机无冲击并网与风能最大跟踪控制, 设计了一种软并网与功率调节一体化的控制集成装置. 基于广义功角特性, 提出了一种对逆变器输出功率进行直接控制, 从而实现最大风能跟踪的控制策略. 新的控制策略可使发电机的转速按所期待的动态运动, 因而具有良好的静态与动态性能. 另外, 该控制律中对电机参数具有很强的鲁棒性, 因而该控制器能适应各种不同参数的同步风力发电机, 成为同步风力发电并网与功率调节的独立装置.     

A control strategy for variable-speed variable-pitch wind turbines within the regions of partial- and full-load operation without wind speed feedback

In this paper, the control of a variable-speed variable-pitch wind turbine in the whole wind speed range is addressed, without any feedback measurement of wind speed. In addition to an aerodynamic torque observer able to ensure the tracking of the maximum delivered power in the partial-load region, a novel wind speed observer is proposed for power regulation in the full-load region, along with a sliding surface ensuring finite-time set-point stabilization of the speed tracking error. The proposed control solution has been validated on the National Renewable Energy Laboratory 5-MW three-blade wind turbine model using the recognized high-fidelity simulation tool FAST.