检索结果-南通市图书馆

作者：李湘南山东大学

学位级别：硕士

ASP（Application Service Provider）是信息技术与制造业生产组织方式相结合的一种崭新的产品及服务模式。通过ASP平台可以建立面向区域、行业企业群的技术服务、咨询、培训体系，协助企业以较低的成本和技术门槛建立信息技术应用环境... 详细信息

ASP（Application Service Provider）是信息技术与制造业生产组织方式相结合的一种崭新的产品及服务模式。通过ASP平台可以建立面向区域、行业企业群的技术服务、咨询、培训体系，协助企业以较低的成本和技术门槛建立信息技术应用环境，促进制造业企业积极参与经济全球一体化，提高企业的国际竞争能力;共享制造资源，实现互补与共享转化机制，提高企业的创新能力和适应市场能力。本文结合“十五”国家科技攻关计划重大项目——“制造业信息化关键技术攻关及应用工程（烟台市）”，对中小企业的信息化ASP服务平台进行了比较深入的研究，并以烟台市中小企业为主要应用对象，建立了烟台市中小企业信息化ASP服务平台，将研究成果应用于烟台多家中小企业，取得了较好效果。主要研究工作包括以下内容： 1．在研究当前中小企业信息化ASP服务平台的国内外研究现状基础上，分析了烟台式中小企业采用信息化ASP平台的前景和意义。 2．系统研究了烟台市中小企业信息化ASP平台的业务模式、基本规划以及功能实现。 3．围绕ASP平台系统的开发，设计了ASP平台系统的软件体系结构，主要实现了数据库、数据库接口以及交互界面。 4．分析了异地协同设计的原理，提出了解决异地协同设计的关键问题的技术方案。 5．结合上述研究成果，开发了原型系统，实现了烟台市中小企业信息化ASP服务平台，包括国家政策信息库、原材料与产品信息库、制造资源信息库、软件工具库、烟台市制造业信息化工程示范企业综合信息库、烟台市制造业信息化技术人才资源数据库等六个安全性能较高的Oracle数据库以及网络化协同设计。

关键词：中小企业制造业 ASP 协同设计

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快速智能化挤出机料筒温控算法的研究及应用

快速智能化挤出机料筒温控算法的研究及应用

作者：张凌云山东大学

学位级别：硕士

温度是工业控制的主要对象之一,在工业生产过程中,常常需要对温度这一参数进行控制,温度控制得好,不仅可以提高产品质量,而且可以降低能耗,提高生产效率。塑料挤出机是塑料管材生产线上的关键设备,挤出机料筒的温度控制效果直接影响着... 详细信息

温度是工业控制的主要对象之一,在工业生产过程中,常常需要对温度这一参数进行控制,温度控制得好,不仅可以提高产品质量,而且可以降低能耗,提高生产效率。塑料挤出机是塑料管材生产线上的关键设备,挤出机料筒的温度控制效果直接影响着挤出制品的性能和质量,料筒温度控制的可靠与否及其温控精度的高低已成为实现精密挤出成型的关键,温度控制也成为挤出制品生产工艺的重要组成部分。 PID控制是温度控制中应用最广泛的一种控制形式。PID控制器结构简单、稳定性好、可靠性高,常用于一些线性定常系统的控制,但对于非线性系统,例如温度等具有大滞后特性的控制对象,却难以取得理想的控制效果。另一方面,由于当被控对象特征发生变化就需要PID调节器参数作相应调整,调节器参数与系统所处的稳态工况有关,而工程实际中大多采用的仍然是离线参数整定方法,因此常常给生产带来不便。本文则主要针对这一现状,以基于PCC的挤出机料筒的温度控制问题为研究背景,在分析传统线性PID控制器的原理和优缺点的基础上,本着继承其优点克服其缺点的原则,分析研究了非线性PID控制器及自抗扰控制器,并采用贝加莱PCC控制器用于温度控制实验,实验结果表明,非线性PID控制方法和自抗扰控制器对于温度对象的控制具有明显优于传统线性PID控制方法的控制效果,且具有更好的鲁棒性和自适应能力。（1）深入分析了温控问题的研究现状,提出了研究的难点、重点和思路;（2）研究分析了传统线性PID控制器的特点和局限性,并通过理论和实际的分析,寻找合适的非线性函数,采取适当形式,构造非线性PID控制器;（3）对自抗扰控制器理论进行了研究,并将自抗扰控制器用于温度控制问题;（4）进行仿真和实验,验证了非线性PID控制方法用于温度控制的可行性和优越性,取得了理想的控制效果。

关键词：温度控制非线性PID 自抗扰控制器 PCC

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稠油井筒变频加热电源研究

稠油井筒变频加热电源研究

作者：刘兆伟山东大学

学位级别：硕士

稠油开采主要需要两个条件,一是实现稠油的油层流动,主要有注入蒸汽、伴热水及热油、化学降粘等方法;二是提高稠油在油井井筒内的流动能力,主要有伴热水或热油、化学降粘和电加热技术等方法。目前,加热稠油井筒广泛采用的空心抽油杆电... 详细信息

稠油开采主要需要两个条件,一是实现稠油的油层流动,主要有注入蒸汽、伴热水及热油、化学降粘等方法;二是提高稠油在油井井筒内的流动能力,主要有伴热水或热油、化学降粘和电加热技术等方法。目前,加热稠油井筒广泛采用的空心抽油杆电加热技术,虽然具有加热均匀、成本低等明显优势,但也存在耗电大、热效低、功率因数差、不安全、温度不能精确控制等问题。针对上述稠油井筒电加热技术存在的问题,进行了相关研究。论文首先对稠油井筒空心抽油杆电加热的理论和机理进行了深入探讨,建立了负载空心抽油杆和电缆的电路集中参数模型,并与分布参数电路模型进行了仿真比较,验证了集中参数模型替代分布参数模型的正确性。得出了交流电源加热稠油井筒的高效频率工作范围,在此范围内运用“黄金分割”算法搜索最优工作频率,并利用matlab得到了正确的仿真结果。随后,本文给出了380V电源供电的二电平变频加热电源的主电路和控制电路的设计与实现。其中,主电路采用交-直-交变频技术,输出交流方波电压;控制电路为移相PWM控制技术,采用电流优化控制和温度无线传输技术,提高了系统的加热效率和装置的安全可靠性。在二电平变频加热电源基础上,研制了1140V电源供电的更大功率三电平变频加热电源应用于大容量稠油井井筒。采用三电平拓扑的两电平输出模式,提高了加热效率,简化了控制方案。针对大功率负载易于产生短路及其造成损失大的缺点,在分析短路特性基础上,给出了具体的保护措施。由于油田中频变压器体积庞大,运输和安装困难,论文提出应用两种新型的拓扑结构DC-HFAC(high frequency alternating current)-DC-MFAC(medium frequency alternating current)高频链和周波变换器(cycloconverter)高频链代替传统中频加热电源,减小变压器体积,并仿真了这两种电路拓扑的工作波形。论文最后给出了有待于进一步完善和研究的方向。

关键词：稠油井筒加热变频电源无线传输电流优化控制

PWM光伏逆变电源DC-DC电路及最大功率点跟踪技术的研究

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PWM光伏逆变电源DC-DC电路及最大功率点跟踪技术的研究

作者：周廷山东大学

学位级别：硕士

当前世界能源短缺以及环境污染问题日益严重，这些问题迫使人们改变能源结构，寻找新的替代能源。可再生洁净能源的开发愈来愈受到重视，太阳能以其经济、清洁等优点倍受青睐，其开发利用技术亦得以迅速发展，而光伏发电成为其中重要的... 详细信息

当前世界能源短缺以及环境污染问题日益严重，这些问题迫使人们改变能源结构，寻找新的替代能源。可再生洁净能源的开发愈来愈受到重视，太阳能以其经济、清洁等优点倍受青睐，其开发利用技术亦得以迅速发展，而光伏发电成为其中重要的研究领域。本文针对可独立工作和并网运行的光伏发电逆变电源的DC-DC变换器，主要围绕高频链开关技术推挽正激电路拓扑、光伏电池最大功率点跟踪(MPPT)算法展开研究，对DC-DC部分主电路的设计、DSP数字化控制电路的设计实现作了详细叙述，最终制作完成试验样机。本论文首先概述了课题的研究背景及意义，简单介绍了主要研究内容。接着分析了基于高频链开关技术的推挽正激电路的拓扑结构和工作原理，详细介绍了高频变压器的设计及主电路元器件的选取、滤波器参数的估算。随后具体阐述了DC-DC部分的控制思路，分别介绍了主控制电路、检测保护电路、隔离驱动电路、键盘显示电路的设计原理以及控制软件的编程实现。再有通过对光伏电池输出特性的分析，针对光伏电池的数学模型和推挽正激拓扑的传递特性，在传统导纳微分算法的基础上提出了只需测量一个变量即可实现最大功率点跟踪的算法，设计光伏电池最大功率点控制器，并仿真验证了算法的正确性。最后制作完成试验样机，调试得到实验波形。

关键词：光伏发电高频链技术推挽正激电路拓扑并网运行 DSP数字控制最大功率点跟踪(MPPT)

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锂离子动力电池高精度建模与多状态智能估计

锂离子动力电池高精度建模与多状态智能估计

作者：温法政山东大学

学位级别：硕士

为应对全球范围内环境污染和化石能源逐渐减少的问题,新能源产业特别是电动汽车产业日益受到各国政府的重视。作为电动汽车的动力来源,动力电池的研究也成为整个电动汽车行业的重中之重。锂离子电池因其在能量密度、日历寿命和自放电率... 详细信息

为应对全球范围内环境污染和化石能源逐渐减少的问题,新能源产业特别是电动汽车产业日益受到各国政府的重视。作为电动汽车的动力来源,动力电池的研究也成为整个电动汽车行业的重中之重。锂离子电池因其在能量密度、日历寿命和自放电率等方面存在诸多优势而受到越来越广泛的关注。当前,已经有大量的研究工作在动力电池建模理论研究和电池内部状态估计方面开展。然而在动力电池建模领域,电池测试数据的准确度对辨识的模型参数精度具有决定性的作用。由于环境噪声和仪器测量误差等的影响,电池测试数据总会有噪声误差存在,这降低了等效电路模型参数辨识的精度。为此本文采用输出响应重构法来滤除电压噪声的影响,提高建模精度。此外,受启发于日益火爆的人工智能领域研究,本文借鉴了神经网络算法中的长短期记忆网络来对锂离子电池的内部状态SOC和SOH进行估计。为此,本文做了如下工作:首先,以三元锂电池作为研究对象,分析了其内部工作机理和外特性参数,并基于动力电池测试平台进行动力电池充放电测试方案,得到了电池的外特性测试数据。该数据为下一步的动力电池建模和内部状态估计提供了丰富的原始数据支撑。其次,针对传统的低通滤波方法截止频率选择难、滤波波形易失真的问题,采用了输出响应重构法,此方法基于卷积原理和相关函数等数学理论重构电池的响应电压,相比于低通滤波后的电压,重构电压滤波效果更加明显,然后基于重构的电压并采用非线性最小二乘算法来辨识二阶等效电路模型参数。实验结果表明,相比基于低通滤波电压所得的电池模型参数,基于重构电压所得的模型参数具有更高的准确度。然后,借鉴人工智能算法中的长短期记忆网络算法和门控循环单元算法,对动力锂离子电池的内部状态SOC进行估计,并对两种算法的估计精度和模型训练时间等进行了比较。实验结果表明,两者对SOC的估计精度相差无几,但门控循环单元的模型训练时间则更短,因此,对电池SOC这种短时间尺度的状态进行估计时,应优先选用门控循环单元算法。最后,又将长短期记忆网络算法和门控循环单元算法应用到电池SOH估计领域。实验结果表明,长短期记忆网络对SOH的估计精度略高于门控循环单元,因此对于电池SOH这种长时间尺度状态的估计应选用长短期记忆网络算法。

关键词：锂离子电池电池建模输出响应重构法内部状态估计人工智能算法

冷热电联供运行监控与优化管理系统设计与实现

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冷热电联供运行监控与优化管理系统设计与实现

作者：刘金刚山东大学

学位级别：硕士

分布式冷热电联供系统作为一种新的供能方式,因其既能满足终端用户需求,又避免了传输损耗,近年来得到蓬勃发展,而与其配套的运行监控与优化管理系统也处在不断的迭代更新中。作为冷热电联供系统与用户交互的平台,传统的运行监控系统因... 详细信息

分布式冷热电联供系统作为一种新的供能方式,因其既能满足终端用户需求,又避免了传输损耗,近年来得到蓬勃发展,而与其配套的运行监控与优化管理系统也处在不断的迭代更新中。作为冷热电联供系统与用户交互的平台,传统的运行监控系统因其固有模式限制,在实现系统智能化、差异化、提高系统能源利用率方面显得捉襟见肘。因此开发一套通用性强,既结合传统运行监控安全、稳定的特点,又能兼顾优化管理需求的新型运行监控与优化管理系统十分具有应用价值。本文即以此为背景,结合实际冷热电联供工程项目展开对运行监控与优化管理系统的设计开发。首先,本文在充分调研的基础上,分析了传统冷热电联供运行监控与优化管理系统的不足,并结合本项目需求提出了集中化、通用化、实时化、远程化、智能化的“五化”要求。其次,结合本项目需求提出了一套系统架构,并对各模块进行了性能阐述和分析。根据系统架构,结合项目实际需求以及试验基地的现有设备条件,本文设计并实现了系统的环境监控模块、安防监控模块、设备监控模块及系统报警模块五部分。再次,根据系统架构及项目对运行监控与优化管理系统智能化的需求,本文设计实现了优化管理子系统。优化管理系统实现了对多平台的整合,包括以OPC技术为基础实现数据通信、SQL Server数据库技术实现数据存储以及调用MATLAB模块实现优化管理。最后,将运行监控与优化管理系统部署并测试。系统的部署与测试过程结合了实验室搭建的混合仿真平台,在测试的过程中不断地对系统改进完善,并将3D虚拟现实技术与监控系统有机的结合起来,搭建了试验基地的3D模型。经实际运行测试,本文设计并实现的运行监控与优化管理系统高效、切实可行。

关键词：冷热电联供系统运行监控优化管理 OPC

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动力电池高精度数据同步采集系统研发

动力电池高精度数据同步采集系统研发

作者：韩尧山东大学

学位级别：硕士

全球范围内的能源短缺和环境污染愈演愈烈,各国正积极寻求对策解决这两大危机。传统燃油汽车使用量的急速膨胀是导致能源和环境危机的重要原因之一,而电动汽车(Electric Vehicles,EVs)使用电能这一绿色能源,且可以实现尾气的低排放甚至... 详细信息

全球范围内的能源短缺和环境污染愈演愈烈,各国正积极寻求对策解决这两大危机。传统燃油汽车使用量的急速膨胀是导致能源和环境危机的重要原因之一,而电动汽车(Electric Vehicles,EVs)使用电能这一绿色能源,且可以实现尾气的低排放甚至零排放,因而推广电动汽车取代传统燃油车是解决上述问题的关键途径。动力电池为电动汽车提供能量,是电动汽车的核心部件。电池产业的迅猛发展对动力电池的质量和数量提出了更高的要求。无论是研发更好的电池还是更好地利用电池,电池测试都占有举足轻重的地位。纵观国内外的电池测试设备,主要的高精尖产品都被国外领军企业垄断。国内的电池测试产业起步晚,测试设备技术落后,特别是动力电池数据采集设备与国际领先水平相差甚远。针对当前动力电池数据采集设备采集速度慢、精度低、同步性差等问题,本文设计研发了一套动力电池高精度数据同步采集系统,主要工作包括:(1)分析系统的功能需求,阐述系统搭建思路,构建系统蓝图。按照系统功能划分模块,规划硬件整体结构和软件总体框架。(2)设计了系统各个功能模块的硬件实现电路,包括单体电压采集、单体温度采集、电池组电压电流采集和采集数据的汇总与上传。详细介绍了各个电路的工作原理、功能结构以及器件选型。选用高精度传感器、高精度低温漂器件和24位高分辨率模数转换器(Analog-digital Converter,ADC),并配合模拟滤波电路来提高采集精度。采用现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array,FPGA)控制,设计多FPGA并行实时控制系统架构,实现电池数据的多通道同步采集。进行关键电路的功能仿真,确保设计的有效性。(3)针对采集数据中掺杂的外界噪声干扰,研究分析多种数字滤波方法。根据每种数字滤波器各自的原理,编写MATLAB程序进行仿真,对实际采样结果数据进行滤波,并对滤波结果进行分析。针对卡尔曼滤波器依赖于精确模型的缺点,设计自适应卡尔曼滤波器,实现滤波器对噪声的抑制能力和对输入信号跟踪能力的兼顾,使输出信号更真实地反映电池状态。围绕滤波器性能及FPGA实现难度,对各种滤波器进行对比。(4)在硬件电路设计的基础上,进行FPGA软件的设计。针对各个模块功能特点,设计各自的软件流程。进行数字滤波器的FPGA实现。(5)为了验证本文所设计的动力电池高精度数据采集系统的有效性,搭建了实验平台并进行了实验测试,包括电池单体电压、单体温度和电池组电压电流的采集实验。实验结果表明本文设计的系统能够完整实现预期功能且性能卓越。本文设计的动力电池高精度数据采集系统具有模块化可扩展、采样速度快、采样精度高、数据准确及采样同步性强等优点,系统先进,实用性强,科研价值显著,可广泛应用于多种动力电池的测试过程中进行数据采集,对推动动力电池测试产业发展具有重要意义。

关键词：电动汽车动力电池电池测试高精度数据采集数字滤波

自抗扰控制器在温控系统中的实用化研究及应用

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自抗扰控制器在温控系统中的实用化研究及应用

作者：陈斌斌山东大学

学位级别：硕士

经过数十年的发展,PID控制算法因结构简单、鲁棒性好、可靠性高,成为最广泛、最通用的控制策略之一。然而,实际工业生产过程往往具有非线性、时变不确定性等因素,应用经典线性PID控制器难以达到满意的控制效果,而自抗扰控制器(ADRC)对... 详细信息

经过数十年的发展,PID控制算法因结构简单、鲁棒性好、可靠性高,成为最广泛、最通用的控制策略之一。然而,实际工业生产过程往往具有非线性、时变不确定性等因素,应用经典线性PID控制器难以达到满意的控制效果,而自抗扰控制器(ADRC)对工业中非线性对象具有更高的控制性能,但是因为参数调节理论的不完善,影响其实际应用。本文在此背景下,针对非线性PID控制、自抗扰控制以及Smith预估器和前馈控制展开研究。为了提高控制器的稳定性和鲁棒性,设计了ADRC-Smith预估控制器和前馈ADRC控制器,将其应用于大时滞温度控制系统,并在此基础上设计了吹塑机控制系统解决方案,通过大量的理论研究、仿真和实验,实现了良好的控制效果。论文的主要工作有: 1.研究了自抗扰技术和温度控制的现状以及温度控制的特点。 2.研究了ADRC的发展史,深入了解ADRC的原理与优点。ADRC在控制非线性对象时比PID具有更好的控制性能,但是参数调节理论不完善,阻碍了其广泛应用。 3.通过MATLAB仿真,得到ADRC参数之间的内在规律,通过将ADRC的参数统一到一个时间因子上,达到简化调节参数个数的目的,从而降低调试难度,同时,在无时滞温控实验平台上进行实验,验证了参数调节规律的可行性。 4.自抗扰控制器在大时滞温控上的应用,以前文献一般将时滞环节等效成一阶惯性环节,这样就要求增加ADRC的阶次,增加了调节参数个数,在参数调节理论不完善的情况下无疑是增加了调试难度。本文将ADRC分别与Smith预估器和前馈控制器相结合,设计了ADRC-Smith预估控制器和前馈ADRC控制器来解决具有大时滞控制问题。这两类新控制器的优点是不增加ADRC的阶次,是解决不确定大时滞被控对象的新途径,也是ADRC控制器实际应用上的一次创新。 5.在可编程计算机控制器(PCC)搭建的大时滞温控实验平台上进行实验,将前馈ADRC控制器和贝加莱专用温度控制器PIDXH的控制效果进行比较,实验结果表明前馈ADRC控制器在稳定性、鲁棒性等方面都优于PIDXH控制器。 6.研究了吹塑机控制系统解决方案,并在吹塑机上实验前馈ADRC控制器,得到了良好的控制效果,进一步验证了算法的可行性。

关键词：自抗扰控制器(ADRC) PID 温度控制 PCC控制器吹塑机

基于Imk-means的综合能源系统优化运行研究

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基于Imk-means的综合能源系统优化运行研究

作者：苏靖惜山东大学

学位级别：硕士

为了解决能源短缺以及接踵而来的生态环境破坏等问题,能源利用效率的提升是核心措施之一,也就意味着清洁能源的充分利用以及分布式供能系统的发展至关重要。综合能源系统（integrated energy system,IES）作为实现能源互联网多能互补特... 详细信息

为了解决能源短缺以及接踵而来的生态环境破坏等问题,能源利用效率的提升是核心措施之一,也就意味着清洁能源的充分利用以及分布式供能系统的发展至关重要。综合能源系统（integrated energy system,IES）作为实现能源互联网多能互补特性的重要载体,在能源领域集成了冷、热、电等各种表现方式,不仅有效升级了清洁能源消纳率,还有效降低了温室气体排放并达成了能量梯级利用,是一种极具发展潜力的系统。精准合理的优化运行方案对IES高效运行有着至关重要的意义,但IES模型复杂、变量多、非线性等特点也导致了其优化运行求解难、速度慢等问题。随着IES优化研究的不断深入,优化算法时间尺度不断缩短,优化精度提升的同时也对优化速度提出了更多的要求,因此本文围绕IES,研究了可再生能源的不确定性和系统的运行特性,提出了基于Imk-means的综合能源系统优化运行方法,有效提升了 IES的综合性能。首先,阐述了IES的基本结构及其设计原则,从而建立了综合能源系统模型,随后进行IES能量流分析,给基于Imk-means的综合能源系统优化运行的研究做理论基础的奠基。其次,基于所提出的综合能源系统模型,建立了IES优化模型,同时提出了系统的评价指标,以前述模型和指标为基础建立了基于Imk-means聚类算法和智能算法的IES优化运行方法。方法先使用结合了 k-means聚类算法和Box plot箱形图的Imk-means多能统一聚类算法,对全年冷负荷、热负荷、电负荷、太阳能发电和风力发电数据进行切片、重组、筛选和聚类,得到符合需求的典型和极端时期,然后将典型和极端时期的系统出力结果作为部分初始种群投入到智能算法中进行优化求解,从而达到高速优化运行的目的。最后,以中国华东地区某办公类建筑全年源荷数据为例,通过对比普通优化方法和现有同类型加速方法,证实了本文提出的基于Imk-means的综合能源系统优化运行方法的可实现性。结果显示,与对比方法相比,在保证了系统各项性能指标的前提下,该方法的运行速度显著提高,从而验证了该方法的先进性。

关键词：综合能源系统高速优化运行 Imk-means 多能统一聚类模型

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微型风力压缩空气储能系统能量管理策略

微型风力压缩空气储能系统能量管理策略

作者：叶保森山东大学

学位级别：硕士

随着常规能源日益枯竭和环境污染日趋严重,新能源技术业已成为全球经济增长以及能源可持续发展的新引擎。然而,风能等可再生能源具有较强的间歇性及波动性特征,给储能的发展带来了重大挑战与机遇。压缩空气储能因其具有寿命长、容量大... 详细信息

随着常规能源日益枯竭和环境污染日趋严重,新能源技术业已成为全球经济增长以及能源可持续发展的新引擎。然而,风能等可再生能源具有较强的间歇性及波动性特征,给储能的发展带来了重大挑战与机遇。压缩空气储能因其具有寿命长、容量大、成本低、环境污染小等优点而备受关注,非常适合用于风电系统中。本文以一种新型风力压缩空气系统为对象,设计了其电气控制系统及能量管理策略,以提升其稳定性及综合能量利用效率。相比于传统风能-压缩空气储能耦合系统结构,本设计采取的机电混合耦合方式在可行性和灵活性具有更加良好的表现,提高了系统响应速度和运行总体效率。但对于系统控制也提出了更高的要求,尤其在电机控制当面。系统平台中的两台永磁同步电机需要实现四象限运行来满足系统工作于不同运行模式下的需求。本文完成了在MATLAB/Simulink环境下的基于id=0的永磁同步电机矢量控制仿真分析和基于硬件在环设备dSPACE的永磁同步电机控制系统的验证,方便后续工作模式的优化控制奠定了基础。本文在确定了微型风力压缩空气储能系统拓扑结构的前提下,研究了系统运行过程中存在的工作模式和优化控制策略。系统存在的主要工作模式有:独立风电模式、压缩储能模式、膨胀释能模式、卸荷保护模式。针对不同的工作模式,本文研究了相应的优化控制方法:对于风力发电机的控制,采用最大功率功率点跟踪(MPPT)控制策略,保证系统捕获的风能为当前风速下的最大值;对于涡旋机的控制,采用最大效率跟踪(MEPT)控制策略,针对不同耦合方式设计了机械压缩和电压缩的选取准则,提高系统整体运行效率;对于系统卸荷保护控制,采用母线电压和功率双重控制策略,既可以快速实现多余风能的卸荷,也避免了卸荷装置的频繁切入和切出。针对微型风力压缩空气储能系统的能量管理问题,制定了能量管理的基本原则和执行策略,保证系统在多变工况下能够平稳运行。本文研究了基于转速预同步和转矩预同步的模式切换策略,减小系统工作模式切换过程引起的转矩冲击问题。通过整体系统仿真结果,验证了理论分析和管理策略的有效性。最后,设计并搭建了微型风力压缩空气储能系统试验平台,并利用试验平台设计实验进行理论验证。实验结果表明,在整个试验区间内,压缩储能模式与膨胀释能模式最大效率均超过40%,验证了所提理论的有效性。

关键词：压缩空气储能工作模式能量管理优化控制