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虚拟电厂运行策略及DG分布式控制研究

发电技术 2024年第4期45卷 765-771页

作者：段贵超王恭曹生现段洁东北电力大学自动化工程学院吉林省吉林市132012

【目的】虚拟电厂通常由分布式发电(distributed generator,DG)单元组成,当系统缺少电网支撑时,需要合理的综合运行策略和准确的控制方法保证虚拟电厂平稳运行。【方法】首先,针对虚拟电网发电问题提出了一种基于功率差余值的运行策略... 详细信息

【目的】虚拟电厂通常由分布式发电(distributed generator,DG)单元组成,当系统缺少电网支撑时,需要合理的综合运行策略和准确的控制方法保证虚拟电厂平稳运行。【方法】首先,针对虚拟电网发电问题提出了一种基于功率差余值的运行策略。然后,针对系统中DG的发电控制问题设计了一种有限时间分布式控制器。将电压和频率的幅值在有限时间内调整到标称值,并实现了有功功率在各DG单元间的分配。与传统的集中式控制策略不同,所建立的控制方法基于分布式结构,只需要相邻DG单元之间通过稀疏通信网络进行信息交换。【结果】通过仿真实验验证了该控制方法的可行性,以及对模型参数不确定性和负载变化的鲁棒性。【结论】与以往研究相比,所提出的运行策略对系统工况进行了更为详细地划分,有效提高了系统的稳定性和安全性。

关键词：虚拟电厂运行策略初级控制二级控制有限时间控制

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碳纤维换热器换热性能实验研究

热能动力工程 2016年第8期31卷 6-11,120页

作者：曹生现段洁王恭赵波东北电力大学自动化工程学院吉林吉林132012

为了解决烟气余热利用中换热器低温露点腐蚀问题,提出了一种新型碳纤维换热器。并以碳钢换热器作为对比进行了实验,实验测量了碳纤维、碳钢两种材料换热管的导热系数;利用烟风换热实验监测系统动态模拟火力发电厂锅炉尾部烟道换热器换... 详细信息

为了解决烟气余热利用中换热器低温露点腐蚀问题,提出了一种新型碳纤维换热器。并以碳钢换热器作为对比进行了实验,实验测量了碳纤维、碳钢两种材料换热管的导热系数;利用烟风换热实验监测系统动态模拟火力发电厂锅炉尾部烟道换热器换热过程,在相同工况下实验测试了两种材料换热器的换热性能。结果表明:本实验所用碳纤维换热管导热系数大于碳钢换热管;碳纤维换热器整体换热性能弱于碳钢换热器,原因是为防止碳纤维换热器渗水,外表面涂敷了一定厚度的树脂材料,导致碳纤维换热器整体换热性能下降。

关键词：碳纤维换热器导热系数换热性能

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基于SWLSTM算法的超短期风向预测

中国电机工程学报 2019年第15期39卷 4459-4467页

作者：唐振浩赵赓楠曹生现赵波东北电力大学自动化工程学院

风向预测是提高风能转化率、保障偏航系统运行安全的基础。为了建立高精度风向预测算法,提出一种基于自校正小波长短时记忆网络(self-tuning wavelet long-short term memory neural network,SWLSTM)算法。首先,利用互信息法选取时间序... 详细信息

风向预测是提高风能转化率、保障偏航系统运行安全的基础。为了建立高精度风向预测算法,提出一种基于自校正小波长短时记忆网络(self-tuning wavelet long-short term memory neural network,SWLSTM)算法。首先,利用互信息法选取时间序列特征的长度;然后,经过小波分解进一步提取风向序列的时域信息和频域信息;在此基础上,选择长短时记忆递归神经网络(long-short term memory neural network,LSTM)进行建模;最后,设计误差自校正策略,进一步提升预测精度。为了验证该文算法的适应性与预测精度,选择风电场实际风向数据分别进行实验。实验结果表明,SWLSTM算法优于常见数据建模方法,风向预测误差小于1.73%,满足风电场的生产要求。

关键词：风向预测互信息法小波分解长短时记忆递归神经网络误差自校正

基于动态时延分析和典型样本筛选的NO_(x)排放浓度预测

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中国电机工程学报 2023年第9期43卷 3488-3497页

作者：李悦唐振浩曹生现沈涛东北电力大学自动化工程学院吉林省吉林市132012 哈尔滨锅炉厂有限责任公司黑龙江省哈尔滨市150040

选择性催化还原(selectivecatalyticreduction,SCR)是一个变时间延迟的动态过程。为建立准确SCR出口NO_(x)排放浓度预测模型,提出一种基于动态时延分析和典型样本筛选的建模算法。首先,通过机理分析和实际生产数据Pearson相关性分析,确... 详细信息

选择性催化还原(selectivecatalyticreduction,SCR)是一个变时间延迟的动态过程。为建立准确SCR出口NO_(x)排放浓度预测模型,提出一种基于动态时延分析和典型样本筛选的建模算法。首先,通过机理分析和实际生产数据Pearson相关性分析,确定模型输入变量。然后,采用时间滑动窗口策略,计算滑动时间窗口内变量互信息熵,根据互信息熵排序确定各变量对于NO_(x)排放浓度的动态延迟时间。其次,为了降低建模样本数量,采用K-Means聚类算法对时延分析后的样本集合进行筛选,筛选出具有代表性和多样性的典型运行数据样本。最后,设计极限学习机算法,构建SCR系统出口NO_(x)动态预测模型。基于1000MW超超临界锅炉运行数据的验证结果显示,所提算法的预测误差小于5%,能够对SCR系统出口NO_(x)浓度进行准确预测。

关键词：滑动窗口选择性催化还原互信息 K-Means聚类动态预测

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基于水质监测的换热器结垢、腐蚀预测模型

工程热物理学报 2014年第2期35卷 324-328页

作者：曹生现李思博刘学冰徐秀国张素燕东北电力大学吉林吉林132012 山东华聚能源股份有限公司山东邹城273500

为预防水冷凝汽器结垢、腐蚀,本文基于某电厂实际工况,通过循环冷却水水质智能在线监控系统监测的换热污垢特性参数和多个水质参数,利用范数灰色关联法,对于影响循环冷却水系统中换热器污垢、腐蚀的问题因素,进行了关联分析,以获得主要... 详细信息

为预防水冷凝汽器结垢、腐蚀,本文基于某电厂实际工况,通过循环冷却水水质智能在线监控系统监测的换热污垢特性参数和多个水质参数,利用范数灰色关联法,对于影响循环冷却水系统中换热器污垢、腐蚀的问题因素,进行了关联分析,以获得主要的影响因素作为在线预测模型的输入量,利用基于粒子群算法(PSO)的小波神经网络(WNN)建立了换热器污垢热阻、腐蚀速率的在线预测模型。同时,由模型计算的污垢热阻、腐蚀速率预测值与实际监测值进行了效果对比,验证了预测模型的准确性。

关键词：污垢热阻腐蚀速率水质参数范数灰色关联预测模型

氨朗肯循环间接空冷系统运行优化与生命周期评价

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中国电机工程学报 2016年第10期36卷 2704-2713页

作者：赵波杨善让彭伟麒曹生现东北电力大学吉林省节能与测控技术工程实验室吉林省吉林市132012

兼顾汽轮机排汽冷却性能,联合利用汽轮机排汽潜热、低温烟气余热和环境冷能资源,提出氨朗肯循环间接空冷（氨间冷）系统,以氨间冷机组总功率最大化为原则,建立变工况特性下汽轮机最佳排汽压力的计算模型,优化分析不同环境气温下的最佳... 详细信息

兼顾汽轮机排汽冷却性能,联合利用汽轮机排汽潜热、低温烟气余热和环境冷能资源,提出氨朗肯循环间接空冷（氨间冷）系统,以氨间冷机组总功率最大化为原则,建立变工况特性下汽轮机最佳排汽压力的计算模型,优化分析不同环境气温下的最佳排汽压力。依据运行状态优化结果,以600MW直接空冷（直冷）机组参数、蒙东某厂气温分布特性为基准,采用全生命周期法定量对比评估氨间冷机组与直冷、间接空冷（间冷）机组的环境影响负荷和成本,结果表明对于1MW×h功能单元,氨间冷机组环境影响负荷和全生命周期成本分别为181.85′10~3m P_（ET,2000）、403.73元/（MW×h）,较直冷机组201.69′10~3m P_（ET,2000）、439.02元/（MW×h）,间冷机组198.92′10~3m P_（ET,2000）、438.39元/（MW×h）,可降低供电煤耗31.2和27g/（k W×h）。结果可为氨间冷系统运行优化和技术经济分析提供理论依据。

关键词：氨间冷系统(IAC-ARC) 最佳排汽压力运行状态环境影响负荷生命周期成本

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考虑弃光的光储联合电站输出功率控制策略

太阳能学报 2019年第3期40卷 817-824页

作者：王恭张栋李相俊曹生现王城钢东北电力大学自动化工程学院吉林132012 新能源与储能运行控制国家重点实验室(中国电力科学研究院) 北京100192 中国国家电网公司驻日本办事处东京10661151

为减少弃光现象,参考国家标准确定弃光规则,建立计及弃光的光储联合电站输出功率控制目标函数,根据前一时间段历史光储联合输出功率对当前光伏输出功率进行划分,实时确定光伏正常发电区间与弃光区间,并给出各区间内储能系统输出功率范... 详细信息

为减少弃光现象,参考国家标准确定弃光规则,建立计及弃光的光储联合电站输出功率控制目标函数,根据前一时间段历史光储联合输出功率对当前光伏输出功率进行划分,实时确定光伏正常发电区间与弃光区间,并给出各区间内储能系统输出功率范围。基于建立的目标函数采用遗传算法对储能系统输出功率进行优化,确定优化后的储能系统输出功率。最后通过Matlab率能在平滑光储联合电站输出功率的情况下,能有效减少或消除弃光现象。

关键词：弃光控制策略光伏发电储能系统智能优化

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基于多模型智能组合算法的锅炉炉膛温度建模

化工学报 2019年第A2期70卷 301-310页

作者：唐振浩张宝凯曹生现王恭赵波东北电力大学自动化学院

炉膛温度是表征锅炉燃烧状态的重要参数,但是影响炉膛温度的参数多、机理复杂,导致难以建立准确的预测模型。针对这一问题,提出一种多模型智能组合算法(multi-model intelligent combination algorithm, MICA)实现对炉膛温度的建模预测... 详细信息

炉膛温度是表征锅炉燃烧状态的重要参数,但是影响炉膛温度的参数多、机理复杂,导致难以建立准确的预测模型。针对这一问题,提出一种多模型智能组合算法(multi-model intelligent combination algorithm, MICA)实现对炉膛温度的建模预测。首先,对实际运行生产数据进行小波降噪,并结合机理分析和分类回归树(classification and regression tree,CART)算法选取预测模型输入参数。然后,通过多种数据驱动方法构建锅炉炉膛温度预测模型。最后,采用决策树C4.5算法建立多模型智能组合预测模型。基于实际生产数据的实验结果表明,所提出算法能够建立准确的炉膛温度预测模型。

关键词：数据驱动炉膛温度小波智能组合算法模型预测

冷却水污垢热阻预测的支持向量机法动态模拟实验研究

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中国电机工程学报 2010年第11期30卷 92-97页

作者：赵波杨善让刘范胡艳平曹生现门洪徐志明东北电力大学节能与测控技术研究中心吉林省吉林市132012

利用天然水通过管壳式模拟换热器来动态模拟冷却水系统的流动传热和污垢形成过程,实验中恒定壁面材料、加工方式和流速、水温等运行参数,突出研究水质参数对污垢形成的影响。文中基于污垢形成机制的初步认识,定性分析了硬度(钙、镁离子... 详细信息

利用天然水通过管壳式模拟换热器来动态模拟冷却水系统的流动传热和污垢形成过程,实验中恒定壁面材料、加工方式和流速、水温等运行参数,突出研究水质参数对污垢形成的影响。文中基于污垢形成机制的初步认识,定性分析了硬度(钙、镁离子)、碱度、pH值、溶解氧、浊度、铁离子浓度等水质因素对污垢形成的影响,将其和时间作为输入量,污垢热阻作为输出变量,建立基于支持向量机的冷却水污垢热阻预测模型,并以另一运行周期数据检验模型预测精度,计及实验系统的不确定度,平均误差为8.874%;与美国管壳式换热器制造商协会(Tubular Heat Exchanger Manufactures Association,TEMA)标准推荐数据相比,本法所得污垢特性内涵更丰富,热阻除其渐近值,还有时变性;可靠性增强,逼真度高;可操作性强。

关键词：水冷(却)器污垢热阻预测模型水质参数支持向量机