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含复合储能和燃气轮发电机的直流微电网母线电压波动分层控制策略 被引量:19
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作者 张继红 王洪明 +2 位作者 魏毅立 吴振奎 杨培宏 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2018年第6期1238-1246,共9页
为解决微电网运行时惯性小、模式多、对负荷敏感等问题而引发的母线电压波动现象,从储能系统的配置优化着手,在考虑荷电状态的基础上依据直流母线电压波动幅值进行抑制,提出一种直流微电网母线电压分层协调控制策略。主要利用混合储能... 为解决微电网运行时惯性小、模式多、对负荷敏感等问题而引发的母线电压波动现象,从储能系统的配置优化着手,在考虑荷电状态的基础上依据直流母线电压波动幅值进行抑制,提出一种直流微电网母线电压分层协调控制策略。主要利用混合储能的互补特性以及燃气轮机的快起动优势,按照预期设计的七种模式精准抑制电压波动,建立各自模式的功率终端和松弛终端调配机制模型,给出硬件电路和软件设计流程,采用PSCAD/EMTDC大型仿真软件与新能源发电、储能综合实验平台的测试结果表明:所提控制策略合理可行,达到了抑制母线电压波动的目的,满足预期设计要求。 展开更多
关键词 直流微电网 电压波动抑制 双储能 分层控制 下垂调节
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基于BP神经网络PI和准PR控制的零序环流抑制策略
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作者 孙旭 张继红 +2 位作者 鲁晓艳 颉新春 吴振奎 《太阳能学报》 北大核心 2025年第9期632-641,共10页
针对分布式发电系统多逆变器并联的特殊结构,该文分析零序环流产生机理,建立相应等值电气模型,提出一种将神经网络PI控制和准比例-谐振控制的零序环流抑制策略。首先,改进传统PI控制器参数设计方法,引入神经网络计算PI控制器参数,解决... 针对分布式发电系统多逆变器并联的特殊结构,该文分析零序环流产生机理,建立相应等值电气模型,提出一种将神经网络PI控制和准比例-谐振控制的零序环流抑制策略。首先,改进传统PI控制器参数设计方法,引入神经网络计算PI控制器参数,解决逆变器输出的非线性问题,完成基波域的零序环流抑制;其次,针对3次谐波域的零序环流,设计准比例谐振控制器,将零序环流分量经神经网络PI控制以及准PR控制获得控制指令,进行SVPWM零序占空比调制,从而精准抑制3次环流;最后,采用大型数字化仿真软件Matlab/Simulink进行建模分析以及通过实验手段进行测试。结果表明:所提控制策略合理可行,能够有效抑制零序环流,对于大规模分布式发电工程及应用具有重要指导价值。 展开更多
关键词 电力逆变器 脉宽调制 神经网络 零序环流 准比例谐振控制
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管道超声相控阵全聚焦成像仿真及算法优化 被引量:5
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作者 张鑫宇 范惜梅 +2 位作者 李忠虎 李靖 王金明 《电子测量技术》 北大核心 2024年第6期151-156,共6页
针对厚壁管道内部缺陷识别困难、可视化差等问题,提出基于超声相控阵理论和全聚焦算法对厚壁管道内部缺陷进行图像重构。并针对全聚焦成像效率低的缺点,采用有限元法对外径为550 mm,壁厚为65 mm的厚壁管道超声相控阵全聚焦成像进行仿真... 针对厚壁管道内部缺陷识别困难、可视化差等问题,提出基于超声相控阵理论和全聚焦算法对厚壁管道内部缺陷进行图像重构。并针对全聚焦成像效率低的缺点,采用有限元法对外径为550 mm,壁厚为65 mm的厚壁管道超声相控阵全聚焦成像进行仿真,模拟缺陷检测过程和成像结果,并使用稀疏矩阵对算法进行优化。结果表明:在基本满足成像质量要求的情况下,采用激发中心频率为5 MHz,阵元宽度为0.5 mm,阵元间距为1 mm,阵元数量为32时,稀疏激发矩阵比全矩阵全聚焦成像效率提高了74.81%,有效提高了成像速度,满足全聚焦快速成像的需求。 展开更多
关键词 厚壁管道 超声相控阵 全聚焦方法 全矩阵 稀疏矩阵
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基于卷积双向长短时记忆模型的风电机组故障预测 被引量:3
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作者 朱彦民 李忠虎 +2 位作者 杨立清 王金明 黄海星 《科学技术与工程》 北大核心 2024年第25期10790-10797,共8页
随着风电产业的快速发展,大量风电机组投入使用。为使风电机组高效运行,减少因故障停机而造成的高维护成本,对风电机组故障预测方法进行研究。以一台2000 kW双馈风电机组14个月的数据采集与监视控制(supervisory control and data acqui... 随着风电产业的快速发展,大量风电机组投入使用。为使风电机组高效运行,减少因故障停机而造成的高维护成本,对风电机组故障预测方法进行研究。以一台2000 kW双馈风电机组14个月的数据采集与监视控制(supervisory control and data acquisition,SCADA)数据为基础,建立卷积神经网络-双向长短时记忆网络(convolutional neural network-bidirectional long short-term memory,CNN-BiLSTM)算法模型,首先采用卷积神经网络剔除输入数据中的异常噪声数据,提取输入数据的关键局部特征,简化输入数据复杂度,然后将处理后的输入数据放入双向长短时记忆网络中进行有功功率预测,对有功功率真实值与预测值的残差进行分析,完成风电机组故障预测。结果表明:所构建的算法模型具备故障预测的稳定性,而且可以消除多种因素导致的误预测,比风电机组SCADA系统提前4 d做出故障预测,为避免因故障恶化而引起突然停机提供了保障。 展开更多
关键词 风电机组 深度学习 数据分析 SCADA系统 故障预测
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平抑风电出力波动的混合储能功率分配策略 被引量:4
5
作者 郭东泽 张继红 +1 位作者 王庆宇 张帅 《储能科学与技术》 CAS CSCD 北大核心 2024年第5期1564-1573,共10页
储能技术逐渐成为平抑功率波动、提高电网接纳能力的有效手段,但风电功率波动情况复杂且多变,单一储能并不具备高能量、高功率密度特性。因此为解决风力发电出力平滑问题,针对其随机性间歇性等典型特征,本工作拟采用混合储能技术手段,... 储能技术逐渐成为平抑功率波动、提高电网接纳能力的有效手段,但风电功率波动情况复杂且多变,单一储能并不具备高能量、高功率密度特性。因此为解决风力发电出力平滑问题,针对其随机性间歇性等典型特征,本工作拟采用混合储能技术手段,结合锂离子电池和超级电容两种储能的优势,设计一种基于自适应滑动平均滤波-小波包分解双层功率分解分配策略,利用滑动平均滤波算法完成风电功率的自适应分解,获得并网功率和混合储能所需最低功率。考虑到混合储能输出功率依然含有丰富的信息以及小波包分解层数和功率分界点的确定规则,借助小波包算法对平抑的风电功率进行二次分解,并结合变频熵值策略优化混合储能的功率分配,有效改善风电功率的波动情况,实现混合储能功率的最优分解和合理分配。采用国家标准时间尺度波动情况、引入储能前后波动情况、功率幅值、充放电次数等评价指标对不同功率分配方式进行对比分析,结果表明,所提策略能够满足国家标准对风电场出力波动要求,减小对电网的冲击,与传统小波包分解算法对比具有较好自适应性,整体波动情况提升23.69%,锂电池充放电次数降低58.2%。模型评估结果表明,所提方法能够提升混合储能系统整体经济性并延长电池使用寿命。 展开更多
关键词 混合储能 自适应滑动平均算法 小波分解 变频熵值 功率分配
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低压微网阻性逆变器并联运行控制策略 被引量:21
6
作者 张继红 赵锐 +3 位作者 刘云飞 杨培宏 吴振奎 张新 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第1期136-146,共11页
并联逆变器需要较强的环流抑制能力、较好的功率分配特性和一定的抗扰能力。而传统下垂控制与双环控制方法动态特性较差、功率分配精度不高、环流抑制效果一般。针对低压微网系统稳定运行受逆变器输出阻抗、连线阻抗、负荷特性影响等复... 并联逆变器需要较强的环流抑制能力、较好的功率分配特性和一定的抗扰能力。而传统下垂控制与双环控制方法动态特性较差、功率分配精度不高、环流抑制效果一般。针对低压微网系统稳定运行受逆变器输出阻抗、连线阻抗、负荷特性影响等复杂情况,详细分析了逆变器的应用需求,重点研究了环流抑制和功率均分控制策略,提出了一种含虚拟负感抗分量和自适应虚拟阻抗的多环控制策略,采用负感抗分量抵消逆变器输出阻抗中的感性成分,利用自适应虚拟阻抗动态调节逆变器连线阻抗参数,从而使逆变器输出等效阻抗在较宽频带下呈现阻性特性,简化了繁杂的解耦控制算法。此外,为解决虚拟阻抗与电压跌落的矛盾问题,重新设计了下垂控制外环,提高了功率分配精度和动态响应速度。PSCAD/EMTDC建模仿真与实验测试结果表明,所提控制策略合理可行,预期在微网系统和光伏电站中具有广阔的推广应用前景。 展开更多
关键词 低压微网 并联逆变器 自适应虚拟阻抗 多环控制 环流抑制 功率分配
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基于氢气储能的热电联供微电网容量优化配置 被引量:19
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作者 张继红 阚圣钧 +3 位作者 化玉伟 张新 游国栋 张自雷 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第6期428-434,共7页
以光伏系统、氢燃料电池、电解槽、储氢罐构建的热电联供微电网为研究对象,制定初始投资成本等年值以及年运行成本最小的优化目标,提出热电联供微电网热负荷满足率评价指标,针对系统运行的基本约束设计微电网控制综合策略,并以某地历史... 以光伏系统、氢燃料电池、电解槽、储氢罐构建的热电联供微电网为研究对象,制定初始投资成本等年值以及年运行成本最小的优化目标,提出热电联供微电网热负荷满足率评价指标,针对系统运行的基本约束设计微电网控制综合策略,并以某地历史源荷数据为参考,建立满足工程应用的数学模型,采用粒子群优化算法进行求解,得到氢气储能的孤岛型微电网热电需求基本方案。从应用层面论证氢气储能替代电池储能的可行性,并进行微电网系统容量优化配置,可满足居民负荷供能需求,提高系统运行经济性,预期具有较好的应用前景。 展开更多
关键词 微电网 氢气储能 燃料电池 热电联供 容量优化配置
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直流微网母线电压稳定控制策略 被引量:29
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作者 张继红 赵锐 +3 位作者 高雷 冀伟成 杨培宏 吴振奎 《电网技术》 EI CSCD 北大核心 2021年第12期4922-4929,共8页
直流微网母线电压决定于电源、负荷及相应控制策略,为解决风电、光伏等间歇性电源即插即用、负荷随机投切等复杂情况的微网直流母线电压恒定问题,该文建立了相应数学模型,提出了一种基于混合储能优化控制母线电压波动的多模式电压稳定策... 直流微网母线电压决定于电源、负荷及相应控制策略,为解决风电、光伏等间歇性电源即插即用、负荷随机投切等复杂情况的微网直流母线电压恒定问题,该文建立了相应数学模型,提出了一种基于混合储能优化控制母线电压波动的多模式电压稳定策略,在考虑储能荷电状态约束的基础上采用电压分段下垂控制方法,实现储能系统对负荷变化的实时跟踪,提高了负荷功率分配精度,保证母线电压基本恒定,采用PSCAD/EMTDC仿真算例和实验测试验证所提方法的可行性和有效性。 展开更多
关键词 直流微电网 混合储能 多模式协调控制 母线电压分段控制 电压波动抑制
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管道超声导波检测缺陷周向定位数值模拟 被引量:8
9
作者 李忠虎 李靖 +1 位作者 王金明 李刚 《化工设备与管道》 CAS 北大核心 2022年第1期81-87,共7页
为了研究基于超声导波的管道缺陷周向定位问题,建立了四种不同周向角度缺陷的直管道有限元模型,利用有限元软件ABAQUS对L(0,1)模态导波管道缺陷检测进行数值模拟研究。激励导波信号选择汉宁窗调制的35 kHz的L(0,1)模态导波。对采集到的... 为了研究基于超声导波的管道缺陷周向定位问题,建立了四种不同周向角度缺陷的直管道有限元模型,利用有限元软件ABAQUS对L(0,1)模态导波管道缺陷检测进行数值模拟研究。激励导波信号选择汉宁窗调制的35 kHz的L(0,1)模态导波。对采集到的回波信号采用MATLAB编写相应的周向定位算法,绘制了损伤系数法和圆轨迹曲线法两种周向定位图,分析了周向定位的可行性。结果表明,管道缺陷损伤系数法只能大致确定缺陷的周向位置,而圆轨迹曲线法则可有效提高缺陷的周向定位精度。 展开更多
关键词 超声导波 管道缺陷 周向定位 损伤系数 圆轨迹曲线法
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风电塔筒焊缝全聚焦成像优化及缺陷识别方法 被引量:9
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作者 李忠虎 吕鑫 +2 位作者 薛婉婷 李靖 王金明 《河南科技大学学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 2022年第5期21-27,M0003,共8页
针对风电机组自身质量和环境酸碱度及温差等因素威胁钢制塔筒焊缝安全的问题,使用全聚焦算法,对分布于环焊缝两侧的电磁超声阵列信号进行成像分析。通过希尔伯特变换、场校准、分层去均值化的方式优化成像效果。分析等声程线伪缺陷成因... 针对风电机组自身质量和环境酸碱度及温差等因素威胁钢制塔筒焊缝安全的问题,使用全聚焦算法,对分布于环焊缝两侧的电磁超声阵列信号进行成像分析。通过希尔伯特变换、场校准、分层去均值化的方式优化成像效果。分析等声程线伪缺陷成因,通过拓扑细化算法提取等声程线骨架识别真伪缺陷。研究结果表明:优化后的超声成像信噪比提高,缺陷深度定位误差小于0.1 mm,横向定位平均误差为0.5 mm,缺陷面积平均量化误差约19.6%,缺陷识别方案可以剔除伪缺陷。 展开更多
关键词 风电塔筒 超声波 全聚焦算法 缺陷识别 骨架提取
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虚拟复阻抗下垂控制的多逆变器并联小信号建模 被引量:3
11
作者 张继红 王娟 +3 位作者 张自雷 杨培宏 吴振奎 冀伟成 《中国测试》 CAS 北大核心 2023年第1期145-154,共10页
多逆变器并联是解决光伏等分布式发电扩容、备用、保护的重要手段。针对传统下垂控制方法抗扰能力弱、环流现象严重以及容易产生振荡等不足,文章提出基于虚拟复阻抗的改进下垂控制策略,建立并网模式的传统下垂控制与改进下垂控制逆变器... 多逆变器并联是解决光伏等分布式发电扩容、备用、保护的重要手段。针对传统下垂控制方法抗扰能力弱、环流现象严重以及容易产生振荡等不足,文章提出基于虚拟复阻抗的改进下垂控制策略,建立并网模式的传统下垂控制与改进下垂控制逆变器并联小信号数学模型,分析系统特征根的分布对于有功下垂系数、无功下垂系数的影响问题,通过引入虚拟复阻抗增强低频域环境的特征根阻尼,解决逆变器并联运行的振荡难题,研究元件参数对于系统稳定性的影响,为并联逆变器参数选型提供理论依据。最后通过Matlab/Simulink建立数学模型、设置相应参数、验证所提控制策略的合理性与可行性。 展开更多
关键词 分布式发电 逆变器 下垂控制 小信号分析 虚拟复阻抗
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基于虚拟复阻抗的增强型鲁棒电压下垂控制方法及环流抑制策略 被引量:14
12
作者 张继红 宋广宇 +1 位作者 熊伟 冀伟成 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第12期401-409,共9页
针对孤岛型微电网并联逆变系统,分析功率分配特性及并联逆变器引发的环流问题,研究其环流产生的机理,并据此进行相应的数学建模。提出增强型鲁棒电压下垂控制方案,重点将改进的比例积分(PI)控制器应用于有功-电压(P-E)和无功-频率(Q-ω... 针对孤岛型微电网并联逆变系统,分析功率分配特性及并联逆变器引发的环流问题,研究其环流产生的机理,并据此进行相应的数学建模。提出增强型鲁棒电压下垂控制方案,重点将改进的比例积分(PI)控制器应用于有功-电压(P-E)和无功-频率(Q-ω)控制中,并对系统功耗进行优化,减小母线电压损失,消除阻抗影响,通过设置虚拟复阻抗消感增阻,达到抑制环流的目的。最后利用Matlab/Simulink仿真软件与微网新能源实验平台进行仿真实验验证,综合二者结果得出:所提控制方案合理、有效,对工程实际具有理论指导意义。 展开更多
关键词 并联逆变器 虚拟复阻抗 微电网 功率均衡 鲁棒下垂 环流抑制
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基于改进遗传算法的光伏系统储能优化配置 被引量:27
13
作者 张继红 冀伟成 《中国测试》 CAS 北大核心 2021年第1期160-168,共9页
为应对光伏发电随机性及波动性对电力系统造成的不利影响,可以从系统概率潮流角度分析光伏出力特征,进而研究储能的接入对于抑制该影响的可行方案。首先,建立概率潮流元件分布模型和储能选址定容模型,采用随机行走理论和拉丁超立方理论... 为应对光伏发电随机性及波动性对电力系统造成的不利影响,可以从系统概率潮流角度分析光伏出力特征,进而研究储能的接入对于抑制该影响的可行方案。首先,建立概率潮流元件分布模型和储能选址定容模型,采用随机行走理论和拉丁超立方理论进行样本分析和排序;其次,以降低储能投资成本、降低支路有功越限概率和减少网络损耗作为优化目标函数并进行求解计算;最后,利用IEEE 24及IEEE 17节点系统对求解结果进行仿真测试。结果表明:随光伏容量的增加,系统受影响程度增大,随储能容量的增加,系统受影响程度减小。随着光伏渗透率的提高,储能减小网损能力得以明显改善;同时,光伏发电可以提升储能利用谷时电价充电的能力,增强削峰填谷套利。 展开更多
关键词 储能优化配置 潮流计算 平抑波动 改进遗传算法
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新型铝排管太阳能热水系统设计与仿真 被引量:2
14
作者 魏毅立 郭静轩 《实验室研究与探索》 CAS 北大核心 2020年第5期111-115,192,共6页
为减少传统能源在生活中带来的环境污染问题,进一步提高用户生活质量,降低用户生活成本,设计了以铝排管平板集热器为主的变流量太阳能热水系统,依据蓄热水箱热源侧出口温度与铝排管集热器出口温度的差值进行系统的变流量控制运行。以包... 为减少传统能源在生活中带来的环境污染问题,进一步提高用户生活质量,降低用户生活成本,设计了以铝排管平板集热器为主的变流量太阳能热水系统,依据蓄热水箱热源侧出口温度与铝排管集热器出口温度的差值进行系统的变流量控制运行。以包头市气象条件为例,对分时段供水量、集热器面积和蓄热水箱等参数进行了设计,在trnsys软件中进行了仿真模拟,从蓄热水箱出口水温、用户侧出口水温及耗电量分析来看,该太阳能热水系统的全年出口平均水温均可维持在55℃以上,且使用成本比利用传统能源降低了38.4%。 展开更多
关键词 太阳能 平板集热器 蓄热水箱 Trnsys软件
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管道缺陷检测全聚焦数据处理及成像方法研究 被引量:4
15
作者 李靖 李忠虎 +1 位作者 张鑫宇 王金明 《电子测量技术》 北大核心 2022年第17期153-158,共6页
管道缺陷检测是保证管道系统安全运行的必要手段,本文采用全聚焦成像的方法对管道缺陷进行成像与识别。利用有限元软件ABAQUS对基于L(0,1)模态导波的管道缺陷检测方法进行数值模拟研究,利用中值滤波、希尔伯特变换及信号包络锐化方法对... 管道缺陷检测是保证管道系统安全运行的必要手段,本文采用全聚焦成像的方法对管道缺陷进行成像与识别。利用有限元软件ABAQUS对基于L(0,1)模态导波的管道缺陷检测方法进行数值模拟研究,利用中值滤波、希尔伯特变换及信号包络锐化方法对信号进行预处理,然后用处理后的信号构建全矩阵数据,最后利用全聚焦算法实现缺陷成像,最终显示成像结果。实验结果表明,将信号进行预处理后再成像,可有效提高分辨率,实现缺陷的高精度可视化。 展开更多
关键词 管道缺陷 超声导波 信号处理 全聚焦成像
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基于现场可编程门阵列的电机控制器硬件在环测试 被引量:2
16
作者 张璐 李忠虎 +1 位作者 王潇霈 化玉伟 《科学技术与工程》 北大核心 2021年第13期5345-5352,共8页
为实现电机控制器算法验证,提出了一种基于半实物仿真的新能源汽车电机控制器的测试平台设计方法。首先,在Simulink上搭建永磁同步电机矢量控制算法模型及故障诊断算法模型,并将代码下载到数字信号处理(digital signal process,DSP)电... 为实现电机控制器算法验证,提出了一种基于半实物仿真的新能源汽车电机控制器的测试平台设计方法。首先,在Simulink上搭建永磁同步电机矢量控制算法模型及故障诊断算法模型,并将代码下载到数字信号处理(digital signal process,DSP)电机控制板中。其次,搭建逆变器、永磁同步电机模型并下载到现场可编程门列阵(field programmable gate array,FPGA)板卡运行,连接DSP对电机控制算法进行测试。永磁同步电机模型可以作为该仿真平台中的电机模型,既可以是基于d-q变换的永磁同步电机(permanent-magnet synchronous motor,PMSM)模型,也可以是基于有限元分析(finite element analysis,FEA)的PMSM模型。在硬件在环(hardware-in-loop,HIL)仿真平台上测试了控制器基本功能及逆变器开路和短路等故障模式,验证了控制器控制功能以及故障检测算法的可行性。可见HIL仿真平台对电机控制器故障测试具有重要意义。 展开更多
关键词 电机控制单元 永磁同步电机 硬件在环 故障诊断
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