基于Ziegler-Nichols优化算法的火电机组负荷频率PID控制研究

随着风电和光伏接入电网的规模不断扩大,电网负荷峰谷差逐渐增加,电网的频率控制出现超调量过大、调节速度过慢等一系列问题。本文针对互联电力系统的负荷分配以及频率控制问题,提出考虑发电机组分配系数的互联电力系统负荷频率控制方法。首先,建立单个区域包含多个火电机组的两区域电网自动发电控制（AGC）系统仿真模型,根据各发电机组的煤耗特性建立经济性目标函数,并且获得最优的出力分配系数;然后,基于联络线功率和频率偏差控制（TBC-TBC）的控制模式,采用经Ziegler-Nichols相关算法优化后的PID控制,并对优化后PID控制器的鲁棒性进行分析研究;最后,基于两区域系统仿真模型,在一定的负荷扰动工况下进行仿真验证。仿真结果表明:该分配方法能够有效节省煤耗,本文算法优化后的PID控制器在频率恢复速度方面具有一定的优势,并且鲁棒性良好。     

高频链矩阵变换器解结耦调制策略在风电场中的应用

由于风电场运行的波动性和不确定性,使高频链矩阵变换器输出侧电压电流谐波含量较高。为此,提出一种应用于风电场运行的高频链矩阵变换器解结耦调制策略。基于解结耦调制思想从单向可控开关的角度分析由双向开关组成的矩阵变换器,并引入极性选择信号实现拓扑解耦。进而通过优化空间矢量信号与极性选择信号的逻辑组合,进一步优化双向开关驱动逻辑,降低换流难度,使得矩阵变换器输出电压电流谐波含量明显减少,改善了电能质量。Matlab/Simulink仿真验证了所提调制策略的有效性与可行性。     

考虑风电不确定性和机组故障停运风险的两阶段鲁棒机组组合

发电机故障停运是电力系统运行中的不确定事件。目前在含风电鲁棒机组组合中考虑机组故障停运的方法,不同程度地忽略了机组故障停运的概率特征,难以较好描述机组故障停运风险。在含风电鲁棒机组组合模型的基础上,引入电量不足期望以量化机组故障停运风险,基于成本收益分析建立了考虑风电不确定性和机组故障停运风险的两阶段鲁棒机组组合模型,并提出计算电量不足期望的简化模型以提升计算效率。基于改进的IEEE-RTS 26机系统验证所提模型和方法,结果表明该方法能较好考虑风电不确定性和机组故障停运风险的影响,该简化模型能显著减小问题求解规模、缩短计算时间。     

变速永磁同步发电机系统稳压控制（连载之五）直接电压控制在发电机系统中的应用

在所研究的具有强弱磁能力变速永磁同步发电机的270V直流电能系统中,应用PWM整流器,提出直接电压控制技术,设计了直流母线电压PI控制器,并结合有源阻尼技术,在Matlab/Simulink仿真及测试平台中加以实现。最后,对本系列连载所研究的各类控制算法的性能进行对比研究。     

速度-位置偏差耦合复合控制机电一体化仿真

四轴升降活动板系统运行时需要同步抬升并倾斜,受负载扰动后易产生姿态误差,为了避免姿态误差累积过多导致机械设备损坏,应当使用合适的位置同步控制策略。传统的位置偏差耦合控制受扰后产生的姿态误差较大,反应不够迅速。因此提出模糊增益调节的速度-位置偏差耦合复合控制方法,并在Matlab/Simulink中搭建了仿真模型进行负载扰动实验。实验结果表明该方法系统在起动和受负载扰动时产生的姿态误差小,消除速度快,比传统的位置偏差耦合控制同步性能更好。为了提前验证控制方法在设备上的效果,还建立了基于PLCSIM Advanced与MCD（Mechatronics Concept Design）的机电一体化仿真平台,测试结果表明:系统整体功能完善,活动板倾斜角速度稳定,姿态误差仅0.142°。     

大负载惯量下无刷直流电机快速退磁制动研究

为在大负载惯量条件下获得更优的无刷直流电机制动效果,提出一种新颖的快速退磁制动方法。基于在浮相绕组上施加最大反向电压可以实现快速退磁的原理,设计出快速退磁制动时上下桥臂功率管的导通时序和PWM信号的施加位置。直接和间接实验结果皆验证了快速退磁制动方法的有效性,并将其与电机自由停止、能耗制动的制动效果进行了对比研究,对比实验结果表明所提出的快速退磁制动方法的优越性。     

随机数据驱动下基于SDMD的机电振荡参数辨识

随机响应数据蕴含丰富的系统工况信息,从随机响应数据可提取机电振荡特征参数、进行系统小干扰稳定分析。对环境激励电力系统随机响应进行建模,在此基础上提出了基于子空间动态模式分解的机电振荡参数辨识方法。SDMD辨识算法用于非线性随机动力系统的Koopman分析,利用截断的奇异值分解实现动态低秩近似,使系统维数大大降低,同时该算法可以有效地克服动态模式分解方法可能导致辨识结果产生偏差以及模态混合等问题。基于IEEE4机2区系统和IEEE16机5区系统进行仿真,并将该方法辨识结果与其他方法辨识结果进行对比和分析,验证了所提方法的可行性和有效性。     

基于春节影响时期分析的中期负荷智能预测

针对传统春节效应影响时期按经验选取以及物理意义模糊的问题,提出了一种适于用电量春节效应调整新方案,以估计和消除春节效应对电量的影响。首先提出一种确定春节效应影响时期的方法;然后基于X-12-ARIMA模型形成一种春节效应调整新方案,对原始电量序列进行修正,以减小春节效应影响月份的预测误差;最后利用支持向量机模型, 进行某省月度负荷用电量预测算例分析,验证该春节效应调整方法的正确性和有效性。算例表明,所提出的春节效应调整方法可有效改善用电量数据质量,有助于对中期负荷用电量做出更为精准的预测。     

编辑活动的系统分析

本文概述了作者多年编辑实践中的一些经验与本会，多方面多角度立体式地透视了编辑活动在编辑实践中的种种作用，并给出了一些自己的看法。     

渐开线圆柱齿轮齿廓的修形研究

根据坐标变换方法和标准渐开线方程,推导出了一个新的非工作面齿廓修形方程,然后根据该修形方程和SolidWorks建立了齿轮模型.利用有限元分析法对渐开线圆柱齿轮齿廓修形前后的受力情况进行了分析,结果表明修形后的齿轮接触应力比修形前减小了7.01%,修形后的齿根应力比修形前减少了10.95%.