检索结果-南通市图书馆

作者：高敏山东大学

学位级别：硕士

当前,节能减排、绿色能源、可持续发展成为全世界关注的焦点。“十三五”期间,我国将加快推进“互联网+”智能电网建设,全面提升电力系统的智能化水平。微电网作为智能电网的关键核心,主要分为交流微电网和直流微电网,后者具有线路损耗... 详细信息

当前,节能减排、绿色能源、可持续发展成为全世界关注的焦点。“十三五”期间,我国将加快推进“互联网+”智能电网建设,全面提升电力系统的智能化水平。微电网作为智能电网的关键核心,主要分为交流微电网和直流微电网,后者具有线路损耗小、转换效率高、控制简单等优势,近年来成为研究热点。储能系统作为直流微电网不可或缺的一部分,能够有效克服可再生能源发电的波动性和间歇性,改善电能质量,是其长期稳定运行的关键。超级电容储能系统因具有充放电速度快、功率密度高等优点,在直流微电网中具有独特的优势。尤其是在系统功率变化频繁且对瞬时功率恢复速度要求较高的场合,超级电容能够提供瞬时功率补偿,保证敏感负荷以及整个直流微电网的稳定运行,增强系统接纳负荷能力以及快速恢复能力。然而,当直流微电网中含有两台及以上超级电容时,如果照搬单台超级电容的控制策略,可能会产生电流振荡的问题,影响系统稳定运行。因此,本文以应用于直流微电网的分布式超级电容储能系统为研究对象,对超级电容并联输出电流振荡问题进行了分析,提出了一种超级电容协调控制策略。此外,为分析含分布式超级电容储能系统的直流微电网稳定性,建立了系统小信号模型并进行稳定性分析。主要工作如下:首先,介绍了直流微电网以及储能技术的相关研究现状,针对直流微电网发展特点,总结了超级电容储能系统在直流微电网中的关键作用,对其现有的控制策略进行了分析,主要介绍了集中式主从控制策略和分散控制策略两大类型的控制策略,详细分析了每种控制策略的优势以及存在的问题,为本文的研究工作奠定基础。其次,分析了超级电容并联储能系统的等效电路模型,针对超级电容并联输出电流振荡问题,提出了一种基于低带宽通信的超级电容协调控制策略,解决了超级电容并联输出电流振荡问题,维持了系统的稳定性。同时还实现了功率按照超级电容SOC比例分配,从而保证各超级电容之间出力相均衡,避免了过充或欠压等极端情况,延长了超级电容的使用寿命。为了验证所提出的基于低带宽通信的协调控制策略的有效性,利用Matlab/Simulink搭建了系统仿真模型,仿真结果证明了所提控制算法的有效性。再次,为分析含分布式超级电容储能系统的直流微电网的稳定性,建立了整个直流微电网系统的小信号模型,根据Lyapunov间接法判断系统的稳定性。针对阻性负载和恒功率负载,分别建立了系统的小信号模型并对其稳定性进行了分析。此外,通过系统参数改变时特征值的变化趋势,分析系统的稳定性能,验证了所提控制策略具有较强的可靠性和鲁棒性。最后,采用RT-LAB实时仿真平台搭建了超级电容并联储能系统的实时仿真模型,对本文提出的基于低带宽通信的超级电容协调控制策略进行了仿真验证,实时仿真结果证明了所提控制策略的可行性和可靠性。

关键词：直流微电网超级电容储能系统功率分配控制策略稳定性

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Vienna整流器低谐波调控策略研究

Vienna整流器低谐波调控策略研究

作者：张博学山东大学

学位级别：硕士

人类文明的高速发展依赖于能源的生产与利用,然而近年来能源短缺,环境恶化,已逐渐成为遏制人类未来发展的重要因素。在能源短缺、全球变暖的压力下,利用和发展新能源,实现电力供应低碳化成为解决这些问题的有效途径,而电动汽车作为新能... 详细信息

人类文明的高速发展依赖于能源的生产与利用,然而近年来能源短缺,环境恶化,已逐渐成为遏制人类未来发展的重要因素。在能源短缺、全球变暖的压力下,利用和发展新能源,实现电力供应低碳化成为解决这些问题的有效途径,而电动汽车作为新能源的终端设备,数量巨大潜力无限,成为新能源转换的重要应用。除此之外,传统汽车排放大量一氧化碳、氮氧化物和颗粒物,此类化合物已成为酸雨和雾霾的重要来源,且极易引起人类呼吸系统疾病,严重危害人类生存环境,而电动汽车以电力驱动,无排放污染、低碳量消耗,是未来人类出行的重要交通工具。为了应对能源危机和环境危机,国家提出争取二氧化碳排放量在2030年和2060年之前分别实现“碳达峰”和“碳中和”;并且大力发展电动汽车产业,提出将电动汽车列为“构筑产业体系新支柱”的战略性新兴产业之一。充电系统作为新能源汽车的供能设施至关重要,是电动汽车得以推广的重要基础。而Vienna整流器具有高功率密度、高效率等优点,现已被广泛应用于“Vienna整流器与谐振变换器”的充电系统两级功率变换结构中,因而研究高效率,低谐波的Vienna整流器具有重要意义。国内外学术界对此开展了大量研究工作,然而目前仍存在若干问题亟需解决。具体包括:对于基于LCL型滤波器的Vienna整流器系统,传统DPWM调制方法虽能够在一定程度上提高效率,但是容易引起并网电流谐振,恶化并网电流质量,且Vienna整流器固有的中点电压平衡问题,过零点畸变问题与DPWM调制波耦合难控;此外,在电网严重不平衡时,Vienna整流器电流谐波大幅增加等问题。为解决上述问题,本文在总结国内外学者的研究工作基础上,以Vienna整流器为研究对象,以实现高效率低谐波运行为目标,重点围绕降损耗抑谐振调制,电网不平衡工况低谐波电流控制两方面展开研究,主要工作如下:1、介绍Vienna整流器的工作原理及电流过零点畸变产生的原因,在此基础上,阐述解决过零点畸变问题的传统调制方法及其应用范围,并建立了系统控制模型,阐述其采用无功补偿控制解决过零点畸变问题,为下文的算法奠定基础。2、LCL滤波器的应用增强了系统噪声抑制能力,高频次谐波衰减能力,但引起的谐振问题影响系统性能,且开关损耗随着开关频率、系统容量的增加不断增加,严重影响着系统的运行效率;而传统DPWM调制的电压谐波广泛存在于LCL谐振频率带内,激发电流谐振,恶化电能质量。为此,本文提出一种高效低谐振DPWM调制方法。该方法包括一种降低电流谐振的DPWM调制方法,并解决Vienna整流器自身的中点电压不平衡问题、过零点畸变问题,电流谐波含量降为传统DPWM调制的一半。仿真和实验验证所提出方法的有效性。3、随着大规模电力电子设备接入电网,电网惯性降低,故障频发,影响着整流器设备的安全可靠运行。传统解决电流过零点畸变方法只能保证在电网电压跌落较浅时Vienna整流器低谐波运行,随着电网不平衡加剧,电流与电压之间的偏差角加大,Vienna整流器不再满足低谐波运行条件。为此,本文提出一种低电流谐波控制方法。该方法采用三相电流平衡且正弦控制,精准计算出传统箝位调制解决过零点畸变问题的运行范围,针对电网严重不平衡工况,采用负序补偿方式,实现Vienna整流器电网严重不平衡时低谐波运行。采用此方法,实现了 Vienna整流器高性能控制。仿真实验验证提出方法的有效性。综上所述,本文围绕Vienna整流器的降损耗抑谐振调制、电网不平衡低谐波电流控制两方面重点展开研究,为保障Vienna整流器高效率,低谐波运行奠定了坚实的基础。

关键词： Vienna整流器 DPWM调制 LCL型滤波器电网不平衡低谐波

Z源三电平双向AC/DC变流器及其控制策略的研究

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Z源三电平双向AC/DC变流器及其控制策略的研究

作者：石秀岩山东大学

学位级别：硕士

对于微电网,双向变流器是实现电网能量和储能设备之间能量转换的必要电力设备,各个分布式发电单元大都需要双向变流器与母线连接,同时双向并网变流器也是微网系统中大量采用的并网设备。双向变流器在分布式电源的电能变换、存储和传递... 详细信息

对于微电网,双向变流器是实现电网能量和储能设备之间能量转换的必要电力设备,各个分布式发电单元大都需要双向变流器与母线连接,同时双向并网变流器也是微网系统中大量采用的并网设备。双向变流器在分布式电源的电能变换、存储和传递中具有十分关键的作用,它的工作性能在很大程度上影响着整个微电网系统的稳定运行,因此双向变流器的研究对微电网的优化运行至关重要。考虑到Z源网络的升降压特性和三电平变换电路耐压高、波形好的优点,本课题将Z源网络和三电平变流器相结合,提出一种Z源三电平双向变流器的拓扑结构,并在此基础上确定了本课题的研究内容和目标如下:首先对Z源三电平双向变流器的拓扑结构进行阐述,在此基础上对不同直通状态加入后变流器的几种运行模式进行详细的描述分析。对Z源三电平双向变流器进行数学建模,同时构建其等效电路,在此基础上推导出不同运行模式下Z源网络电压与直流侧电压和交流侧电压的数学关系,得出Z源三电平双向变流器的升降压原理。其次对Z源三电平双向变流器的调制方法进行研究,本文将传统Z源NPC逆变器的SPWM调制方法做了相应的改进,作为Z源三电平双向变流器的调制方法。本文根据载波的不同对变流器载波反相的调制方法和载波同相的调制方法进行了分析和比较,根据直通信号加入方法的不同介绍了四种不同的调制方法,对四种方法进行了仿真对比和分析,并针对双向变流器逆变模式和整流模式的不同要求,给出了简单的开环和闭环调制策略。之后,本文对三电平变流器固有的中点电位不平衡的问题进行了较为深入的研究,在此基础上利用Z源网络的上下直通特性,提出了一种基于直通偏移量的改善中点电位偏移的方法。为了抑制中点电位的低频振荡,本文借鉴双调制波的方法来改善中点电位不平衡,并将其与加入直通偏移量的方法相结合,应用于Z源三电平双向变流器中。再者,本文对Z源三电平双向变流器在储能并网系统和交直流混合微电网中的应用进行研究。对于储能系统,确定了双向变流器恒压充电、恒流充电、恒功率能量交换等几种工作模式,并针对不同的工作模式给出了相应的闭环控制策略。对于交直流混合微电网,实现了变流器并网模式下对直流侧电压的控制和独立运行模式下对交流侧电压的控制。通过Matlab/Simulink对其进行仿真,验证双向变流器在不同模式下的工作性能与控制效果。最后对Z源三电平双向变流器的硬件部分和软件部分进行了较为详细的分析,建立了基于DSP的Z三电平双变流器的实验平台。对前面的部分研究进行了实验验证。

关键词： Z源三电平双向变流器直通状态调制方法中点电位不平衡控制策略

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海洋环境在线监测及赤潮灾害预报系统研究

海洋环境在线监测及赤潮灾害预报系统研究

作者：李俊山东大学

学位级别：硕士

我国是世界上赤潮灾害较严重的国家之一，赤潮灾害的频发严重影响了我国的生态环境并导致巨大的经济损失，因此迫切需要研制高精度的海洋环境在线监测及赤潮灾害预报系统。本文结合当前国内外先进的海洋监测技术，以嵌入式系统、XML标... 详细信息

我国是世界上赤潮灾害较严重的国家之一，赤潮灾害的频发严重影响了我国的生态环境并导致巨大的经济损失，因此迫切需要研制高精度的海洋环境在线监测及赤潮灾害预报系统。本文结合当前国内外先进的海洋监测技术，以嵌入式系统、XML标记语言、网络通讯技术、数据仓库、动态网页等技术为支撑，设计了海洋环境在线监测系统的架构，实现了海洋环境要素监测子系统和海洋信息在线管理子系统的开发，并引入基于聚类分析的数据挖掘算法，对赤潮的预警模型进行了初步研究。本文首先以海洋监测系统的需求和发展趋势为依托，确定了系统的设计目标，并在此基础上设计了海洋环境在线监测系统的整体架构。然后，以该框架为依托，详细设计了海洋环境要素监测子系统和海洋信息在线管理子系统。其中，海洋环境要素在线监测子系统以Linux嵌入式系统为平台，使用GPRS无线传输技术作为通讯手段，实现了分布式控制，解决了浮标与台站之间传输介质问题以及海洋要素的远程在线监测问题。同时，设计了基于XML的数据交换机制，成功地实现了海洋监测数据的实时上传及Linux平台与Windows平台的无缝连接。监测网络由传感器、浮标和台站三种类型的监测设备构成三级网络结构，具有极好的扩展性。海洋信息在线管理子系统以数据仓库为中心，运用了Microsoft IIS、Apache Tomcat服务器技术，以及***、JSP动态网页技术，通过Internet实现客户端和数据仓库的远程交互，及时地对数据仓库中的数据进行维护和更新，有效地实现了海洋数据的在线发布及在线管理。为了方便海洋监测要素的监测，实时地反映海洋数据的变化规律，开发了海洋数据动态曲线发布系统，该系统可以在线监测海洋数据变化规律，并可通过网络浏览动态曲线，具有很高的实时性。最后，本文探讨了基于聚类分析的数据挖掘算法在赤潮预警方面的应用。在对传统的FCM聚类算法以及赤潮爆发规律进行深入研究的基础上，做了大量试验。在传统的FCM聚类分析算法的基础上加以改进，提出了预处理加权FCM算法PW-FCM，取得了良好的效果。

关键词：海洋监测分布式系统远程控制赤潮聚类分析

风力压缩空气储能系统功率变换器设计与优化控制

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风力压缩空气储能系统功率变换器设计与优化控制

作者：庄飞飞山东大学

学位级别：硕士

风力发电清洁高效,可有效解决能源危机,近年来得到了大力发展。在风力发电系统中,需要储能结构去平抑能量的波动,解决风能波动性和间歇性带来的影响。相比于其他储能方式,压缩空气储能成本低、污染小、能量转换效率高,非常适合用于风电... 详细信息

风力发电清洁高效,可有效解决能源危机,近年来得到了大力发展。在风力发电系统中,需要储能结构去平抑能量的波动,解决风能波动性和间歇性带来的影响。相比于其他储能方式,压缩空气储能成本低、污染小、能量转换效率高,非常适合用于风电系统中。在风力压缩空气储能系统中,功率变换器是能量流动的桥梁,对系统的高效平稳运行有重要影响。本课题针对系统中的功率变换器进行了研究与设计,并对功率变换器不同工作模式实现了优化控制。首先,本文研究了风力压缩空气储能系统功率变换器的拓扑结构、工作模式和优化控制策略。通过分析功率变换器在系统中的作用,确定了连接风力机、直流微网和涡旋机的拓扑结构。在该拓扑结构的基础上,确定了功率变换器的工作模式:无负载模式、单PWM整流模式、双PWM整流模式、PWM整流逆变模式、卸荷保护模式。针对不同的工作模式,本文提出了相应的优化控制策略:对于风力机的控制,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,保证涡旋机工作于高效区,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。其次,为实现上述各工作模式的优化控制策略,本文提出了基于混杂切换模型的底层控制方法。该方法采用混杂切换理论对功率变换器及其负载(永磁同步电机)进行统一建模,并在此基础上设计了以成本函数最小作为控制目标的最优切换规则。在满足最优切换规则的条件下,功率变换器控制响应迅速,同传统的控制策略相比,混杂切换控制系统具有良好的动态性和稳定性。之后,对文中提出的功率变换器工作模式优化控制策略以及底层混杂切换控制方法进行了仿真验证。仿真结果表明:优化控制策略可有效实现风机MPPT控制以及涡旋机MEPT控制;混杂切换控制方法能够保证永磁同步电机平稳运行,在负载突变时可快速响应,系统具有良好的稳定性和动态性。仿真结果验证了理论分析,为实验提供了指导和支撑。最后,针对该课题实验平台的搭建进行了详细的阐述,包括硬件实验平台和控制系统软件设计。采用dSPACE作为控制器,利用其硬件在环调试功能完成了功率变换器各工作模式的验证,实验结果表明,本文中功率变换器的设计可满足风力压缩空气储能系统能量流动的需求,保证系统高效平稳运行。

关键词：功率变换器设计工作模式混杂切换硬件设计 dSPACE

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小波技术在信号滤波中的应用研究

小波技术在信号滤波中的应用研究

作者：吕健山东大学

学位级别：硕士

小波分析是在傅立叶分析基础上发展而来的新的时频分析工具,具备良好的时频局部化性质和多分辨率特性,在信号处理领域中得到广泛的应用。本论文对小波变换在信号滤波中的应用进行了研究。信号在采集、转换和传输过程中,由于受到设备、... 详细信息

小波分析是在傅立叶分析基础上发展而来的新的时频分析工具,具备良好的时频局部化性质和多分辨率特性,在信号处理领域中得到广泛的应用。本论文对小波变换在信号滤波中的应用进行了研究。信号在采集、转换和传输过程中,由于受到设备、环境及人为因素的影响,使信号不可避免地受到噪声干扰。因此,如何去除信号中的噪声,得到感兴趣的信息是信号处理过程中的一项关键技术。根据小波变换的性质和噪声的统计特性,Donoho提出了小波阈值滤波方法,通过选择合适的阈值和阈值函数,对含噪信号的小波系数进行阈值化处理,可有效地去除噪声。本文研究了基于小波阈值的信号滤波问题,在阈值选取上,依据信号与噪声的小波系数在多尺度上的变化规律的不同,提出一种改进的阈值的选取方法,数值实验结果表明了该算法的有效性和可行性。针对传统的硬阈值函数和软阈值函数存在的缺陷,即硬阈值函数的不连续性,软阈值函数存在恒定偏差,提出了一种新的阈值函数,有效地克服了硬阈值函数和软阈值函数的缺点。实验结果表明,改进后的方法可获得更好的滤波效果。总之,本文所提出的新的阈值滤波方法获得了很好的结果,具有很好的稳定性和可靠性。

关键词：小波分析滤波阈值阈值函数

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电池测试仪器数据实时处理系统研发

电池测试仪器数据实时处理系统研发

作者：巩嗣钊山东大学

学位级别：硕士

面对全球能源紧缺和环境污染的严峻形势和艰巨挑战,电动汽车（Electric Vehicles,EVs）以其节能减排的优异效果,得到广泛关注。世界上许多国家已将电动汽车的发展上升到国家战略的高度,这使电动汽车得以井喷式发展。动力电池（Power Bat... 详细信息

面对全球能源紧缺和环境污染的严峻形势和艰巨挑战,电动汽车（Electric Vehicles,EVs）以其节能减排的优异效果,得到广泛关注。世界上许多国家已将电动汽车的发展上升到国家战略的高度,这使电动汽车得以井喷式发展。动力电池（Power Battery）是电动汽车的驱动能源,获取其参数与性能指标离不开电池测试仪器。电池参数数据的测试真实性极大影响着动力电池状态估计、剩余寿命预测等性能评价。但是电池测试过程中数据量大、传输易堵塞、干扰强烈,对数据实时处理系统提出了严峻的挑战。本文旨在研发一套应用于电池测试仪器的高性能数据实时处理系统,实现电池测试数据的高速、高可靠实时处理,以及电池测试仪器中的上位机软件、功率变换系统、数据采集系统以及触摸屏的协调控制,保证测试数据真实性。本文主要的研究内容如下:首先,详细分析了电池测试仪器对数据实时处理系统的功能与性能需求,提出了数据实时处理系统的整体功能架构,制定了其工程化实现方案。其次,选取了高性能多核控制器,并设计了系统的各个功能电路,阐述了各电路的结构与工作原理,分别用于实现以太网通信、串口通信、CAN通信、电平转换与驱动、断电续存、仿真调试以及系统供电。然后,以所设计的硬件电路为基础,利用Vivado集成开发环境构建了 IP（Intellectual Property）核集成平台,编程实现了异构多核架构中每个处理器核心的软件,并分析了每个软件工作流程。接着,利用电池测试仪器所获取的电池数据,研究了锂离子电池Thevenin等效电路模型和带遗忘因子的递推最小二乘（Recursive Least Squares with Forgetting Factor,FFRLS）模型参数在线辨识方法,并分别研究了基于扩展卡尔曼滤波（Extended Kalman Filter,EKF）和基于 PI 观测器的荷电状态（State of Charge,S OC）估计方法,进一步完成了三元锂离子电池的多种工况测试,并且对比分析了上述研究成果。实验结果表明,基于PI观测器的SOC估计算法相对于基于扩展卡尔曼滤波的SOC估计算法在收敛速度、准确性、复杂度及实时性方面更具优势。最后,搭建了电池测试试验平台,并开展测试验证。结果表明,所设计的数据实时性处理系统达到了预期的功能和性能指标,工程实用价值高。

关键词：电池测试数据实时处理 ZYNQ-7000 SOC估计 PI观测器

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新型混合多电平整流器低谐波调控策略研究

新型混合多电平整流器低谐波调控策略研究

作者：刘浩山东大学

学位级别：硕士

能源的生产利用是社会发展的重要基石,发展经济的同时必须重视伴随而来的能源危机与环境污染问题。目前,不可再生能源供需矛盾日益严重,且化石能源的大量消耗带来一系列环境污染问题。电动汽车采用动力电池组和电机驱动,使用电力这一清... 详细信息

能源的生产利用是社会发展的重要基石,发展经济的同时必须重视伴随而来的能源危机与环境污染问题。目前,不可再生能源供需矛盾日益严重,且化石能源的大量消耗带来一系列环境污染问题。电动汽车采用动力电池组和电机驱动,使用电力这一清洁能源,排放污染低,消耗能源少,其大力发展是解决能源危机和环境污染的重要手段。而整流器作为电动汽车充电系统的核心环节,起着至关重要的作用,其优良性能是电动汽车得以推广的重要基础。目前整流器主要有两电平整流器、三电平T型整流器、三电平Vienna整流器等。相较于低电平变换器,多电平变换器具有诸多优点,如电压谐波含量小、dv/dt低、结构模块化、冗余度高、器件电压应力小等,受到了越来越多的关注。但同时多电平整流器也存在一系列问题亟需解决,如开关数量多、成本高、电流谐波高、电流畸变、中点电压平衡、悬浮电容电压平衡、抗干扰性较弱等。因此,本文设计了一种新型混合多电平整流器(Novel Hybrid Multilevel Rectifier,NHMR),以其为研究对象,以模型预测控制(Model Predictive Control,MPC)、同相载波层叠调制(In Phase Disposition Sinusoidal Pulse Width Modulation,IPD-SPWM)为手段,以实现低谐波高效率运行为目标,重点围绕电流谐波降低、电流畸变消除、控制策略优化、中点电压平衡、悬浮电容电压平衡等问题开展研究,主要工作内容与创新点如下:1、本文提出了一种新型混合多电平整流器,建立起数学模型,详细分析该拓扑的结构和工作原理,列举出各种开关状态与导通路径,揭示了其电流畸变的机理。所提出的新型混合多电平整流器与其他多电平拓扑相比,开关数量更少、无需独立电源、成本更低、损耗更少。2、以新型混合多电平整流器为研究对象,针对电流快速跟踪、电流畸变消除、中点电压平衡、悬浮电容电压平衡、计算简化等目标,提出了一种四层协调模型预测控制方法(Four Layered Coordinated Model Predictive Control,FLCMPC)。在第一层,通过筛选矢量有效消除了电流畸变;在第二层,根据模型预测控制设计了电流跟踪价值函数,实现快速跟踪电流,并通过旋转扇区减小了计算量;在第三层,对电压矢量和开关状态进行还原;在第四层,构造第二步价值函数实现中点电压平衡和悬浮电容电压平衡。仿真和实验验证了所提方法的有效性。3、为进一步降低电流谐波和提高等效开关频率,针对新型混合多电平整流器设计了一种同相载波层叠调制方法。该方法通过比较调制波与一系列幅值不同、相位相同的载波得到驱动信号。并通过对时间区间ωt进行划分,重新确定了开关状态序列,消除了电流畸变。通过注入补偿电压实现中点电压平衡,按照充放电原则设计开关顺序平衡悬浮电容电压。并设计电压外环、电流内环,实现对NHMR整流器的双闭环控制。仿真和实验验证了所提方法的有效性。4、为了实现功率双向流动,将新型混合多电平整流器NHMR改为双向新型混合多电平整流器(Bidirectional Novel Hybrid Multilevel Rectifier,BNHMR),并针对单矢量模型预测控制在电流跟踪精度以及权重因子方面的问题,提出了一种改进双矢量模型预测解耦控制策略。相较于单矢量策略,该方法能够进一步提升电流跟踪精度,无需构建第二步价值函数即可实现电容电压平衡,消除了权重因子。但同时也面临一定困难,如需要重新分配矢量占空比,中点电压平衡与悬浮电容电压平衡相耦合,因此设计了一种解耦控制方法,同时实现了中点电压平衡和悬浮电容电压平衡。仿真和实验验证了所提方法的有效性。

关键词：新型混合多电平整流器模型预测控制同相载波层叠调制电流低谐波电容电压平衡

小波网络及组合预测在赤潮灾害智能预警系统中的应用研究

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小波网络及组合预测在赤潮灾害智能预警系统中的应用研究

作者：钱振松山东大学

学位级别：硕士

作为世界上赤潮灾害严重的国家之一,在我国,赤潮灾害发生范围已遍及所有沿海省市,每年对我国海洋经济产业造成的直接经济损失高达数以十亿元计。因此,研究赤潮分析预测关键技术和开发先进的赤潮预警系统,对促进我国海洋经济可持续发展... 详细信息

作为世界上赤潮灾害严重的国家之一,在我国,赤潮灾害发生范围已遍及所有沿海省市,每年对我国海洋经济产业造成的直接经济损失高达数以十亿元计。因此,研究赤潮分析预测关键技术和开发先进的赤潮预警系统,对促进我国海洋经济可持续发展具有重要的现实意义和战略意义。赤潮是海洋生态系统不平衡的一种生态异常现象,其发生原因复杂,至今尚不能明确其发生机理,赤潮的爆发表现出非线性、随机性等复杂特征,导致对其建立准确的数学预测模型非常困难,从而极大的增加了赤潮的预报难度与准确度。本文结合当前先进的小波网络算法、IOWA算子及组合预测理论,分别建立了一种改进型的小波网络赤潮预测模型和基于IWNN的IOWA算子赤潮组合预测模型,并尝试设计了面向服务的、智能赤潮预测平台HIFP。具体来说包括以下几个方面： ●应用一种改进的小波网络算法(Improved Wavelet Neural Network,IWNN)建立了烟台四十里湾赤潮预测模型,采用国家海洋局北海分局提供的实验数据进行实验,实验结果表明该模型取得了预期的效果,提高了模型的预测精度,并具有更好的泛化能力。首先应用了隐含层为Morlet小波函数,输出层为sigmoid函数的一种新型多输入、多输出、单隐层的小波网络拓扑结构;其次应用熵误差函数来加快网络的学习速率,添加动量项来加快网络的收敛速度的改进的BP算法来最优调节网络权重;第三,详细介绍了如何建立基于上述改进小波网络的赤潮预测模型,接着应用Oings标准数据集对模型的有效性进行了验证;最后,采用烟台四十里湾数据进行实验,结果显示无论是网络收敛速度,还是均方误差,都优于相同结构的BP神经网络。 ●针对传统组合预测模型同一单项模型在某一样本区间上各个时刻的加权平均系数是相同的不足,提出了一种赤潮组合预测模型,该模型基于诱导有序加权平均(Induced Ordered Weighted Average Operator, IOWA)算子与改进的小波网络(Improved Wavelet Neural Network, IWNN)算法：依据各单项预测模型在不同时刻预测精度的高低来赋权,从而很好的克服了此问题。建模过程中,首先针对赤潮频发的特点选择输入变量,进而通过多组对比实验确定最优IWNN网络结构,然后引入IMOWA算子,将九个单项IWNN神经网络预测的输出结果按照拟合精度的高低顺序赋权,建立赤潮组合预测模型,并给出确定最优权值的计算方法。最后,针对传统赤潮预测预警系统模型单一化、表现形式单一、扩展性和集成性差等问题,尝试以数据挖掘技术体系为支撑,构建一种面向服务的、智能赤潮预测平台(HABs Intelligent Forecast Platform, HIFP),为解决上述问题做出了有益的尝试,对于构建能够测试和实际运行的赤潮分析预测平台,提供了一条新的思路,对于以后相关赤潮预测平台的开发亦有很好的指导作用。

关键词：海洋监测赤潮预测小波网络 IOWA算子组合预测

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三相光伏并网逆变电源的研制

三相光伏并网逆变电源的研制

作者：叶颖山东大学

学位级别：硕士

随着市场经济和现代化工业的发展,能源短缺和环境污染,已经成为制约人类社会健康发展的两大重要因素。新能源的开发与利用愈来愈受到重视,太阳能以其清洁环保、蕴藏丰富等优点逐步得到了开发利用。光伏逆变电源作为太阳能利用中主要的... 详细信息

随着市场经济和现代化工业的发展,能源短缺和环境污染,已经成为制约人类社会健康发展的两大重要因素。新能源的开发与利用愈来愈受到重视,太阳能以其清洁环保、蕴藏丰富等优点逐步得到了开发利用。光伏逆变电源作为太阳能利用中主要的能量变换装置,是目前研究和发展的重要环节。本文以实际项目为背景,详细地分析了30kVA三相光伏并网逆变电源的研制过程。论文的主要工作如下: 首先,概述了光伏发电的意义以及我国光伏产业的发展现状及前景;介绍了本课题的来源及其主要研究的内容;分析了三相逆变器的数学模型;总结了三相逆变器的各种抗三相不平衡的拓扑结构,从中选择了三相四桥臂作为逆变电源的主电路结构;对四桥臂的各种抗三相不平衡控制策略进行了比较,具体分析了二维空间矢量法的原理,考虑到实际的软硬件条件的限制,对该方法提出了进一步简化应用的方案。接着,根据项目指标,研制了30kVA三相光伏逆变电源样机的主电路;采用了独立运行时为LC结构,并网运行时为LCL结构的滤波模式,并总结了滤波器参数设计的步骤,给出了滤波器的相关参数;独立地设计和研制了以TMS320F2812芯片为核心的主控板,以及液晶显示、保护、采样、锁相等控制电路,并总结了印制电路板设计中需要注意的事项。随后,介绍了DSP的编程环境;详细地分析了显示键盘程序、七段式的电压空间矢量PWM程序以及相关的主程序和中断程序并给出了流程图;总结了编程注意事项;构思了光伏逆变电源并网运行的整个过程;具体地说明了锁相环和捕获单元的应用方法;概述了孤岛效应的产生与防治。最后,设计了独立运行时的MATLAB仿真试验,在闭环中采用了最大误差控制法,取得了良好的仿真效果,并在此基础上,进行了30kVA三相光伏并网逆变电源样机的安装,顺利完成了独立运行的调试,并给出了实验波形。

关键词：光伏逆变电源三相四桥臂锁相环电压空间矢量PWM