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双馈风电机组并网运行控制系统参数辨识技术研究

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双馈风电机组并网运行控制系统参数辨识技术研究

作者：孔旻玥浙江大学

学位级别：硕士

随着能源危机、环境污染和气候问题日益凸显,新能源发电受到广泛关注。以风电为代表的新能源电站大量并网,新能源发电在电力系统中的占比显著增高,其对电力系统的影响不可忽视。双馈风电机组为风电场中大量投入使用的机型,为明确双馈风... 详细信息

随着能源危机、环境污染和气候问题日益凸显,新能源发电受到广泛关注。以风电为代表的新能源电站大量并网,新能源发电在电力系统中的占比显著增高,其对电力系统的影响不可忽视。双馈风电机组为风电场中大量投入使用的机型,为明确双馈风电机组的并网影响,对其并网运行控制系统实现精确建模极为重要。然而,实际风电场中由于使用的变流器生产厂家保密或运行条件变化等原因,双馈风电机组的部分并网运行控制参数甚至控制结构未知,其并网运行控制系统呈灰箱或者黑箱特征。传统的建模方式依赖于系统内部的准确结构和参数,无法满足灰箱或者黑箱系统的建模需求。参数辨识技术不依赖系统内部信息,能基于控制系统的外部信息,如输出功率等,来获取控制系统的内部参数,可解决灰箱或黑箱系统的建模困境。基于双馈风电机组并网运行控制系统参数辨识技术的研究现状,现有辨识技术对矢量控制策略外环控制参数辨识的精度较高,但对其内环控制参数辨识的精度显著低于外环,无法同时实现内外环控制参数的高精度辨识。此外,现有参数辨识研究大多针对机组的稳态运行工况,欠缺对机组在电网故障下的控制方式切换及对控制参数辨识影响的考虑。且局限于仅满足某一种控制策略的灰箱系统的参数辨识需求,并未考虑可能有多种控制策略应用于并网运行控制的情况,难以满足控制策略未知的黑箱系统的参数辨识需求。本文针对双馈风电机组的稳态运行和故障穿越工况,考虑两种不同控制策略,研究机组并网运行控制系统的参数辨识。具体研究内容与创新成果如下:1.针对矢量控制下双馈风电机组稳态运行控制参数的辨识中,存在内环参数的辨识精度远低于外环参数的问题,提出了一种基于改进阻尼最小二乘法的参数辨识方案。首先建立了采用矢量控制策略的双馈风电机组的网侧变流器和机侧变流器功率阶跃响应的时域数学模型,并针对数学模型分析了内环和外环控制参数关于功率响应的轨迹灵敏度。而后改进了传统阻尼最小二乘法的阻尼因子调整方法,并基于改进的辨识算法,结合灵敏度分析结果,提出了机组稳态运行下矢量控制内环和外环参数的辨识方案,通过两阶段辨识降低了内环控制参数的辨识误差。2.针对矢量控制下双馈风电机组在低电压穿越过程中存在控制方式切换,稳态运行工况下控制参数的辨识方案不再适用的问题,提出了一种基于粒子群算法的参数辨识方案。首先分析了电网电压跌落发生至故障恢复过程中双馈风电机组控制方式的切换机理,进而建立了机组低电压穿越工况下功率响应的数学模型,并分析了该模型由于涉及限幅环节所存在的非线性特性。进而结合粒子群算法,提出了适用于非线性模型的参数辨识方案,通过参数轨迹灵敏度分析,保证了所有控制参数的辨识精度。3.针对矢量控制和虚拟同步机控制策略均可能应用于双馈风电机组并网运行控制,而在控制策略不明确的情况下,难以通过控制参数辨识来反映机组功率响应特性的问题,提出了一种基于改进阻尼最小二乘法的机组并网点处功率响应模型参数辨识方案。首先对比分析了矢量控制和虚拟同步机控制策略,明确了两者的控制结构和各控制参数的作用及整定原则,进而建立了机组并网点处功率响应的等效模型,所建模型能够用统一形式表达两种不同控制策略下并网点处的有功功率响应,满足了控制策略未知的黑箱系统的参数辨识需求。而后结合改进阻尼因子调整方式的阻尼最小二乘法,提出了所建模型的等效参数的辨识方案。进而分析了电机参数变化对等效参数辨识精度的影响,基于轨迹灵敏度计算实现了对辨识结果的误差评估。

关键词：双馈风电机组参数辨识矢量控制虚拟同步机控制低电压穿越灰箱系统黑箱系统

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板状碎片对建筑屋面的冲击破坏概率模型

同济大学学报（自然科学版） 2024年第5期52卷 717-725页

作者：黄鹏蓝鑫玥同济大学土木工程防灾减灾全国重点实验室上海200092

飞掷物对建筑的冲击破坏是围护结构在强风作用下受损的主要原因之一。为针对不同围护结构建立考虑多因素影响的冲击破坏概率模型,提出了一种基于马格努斯效应的板状碎片三维轨迹方程的板状碎片冲击破坏概率模型。与现有模型相比,额外考... 详细信息

飞掷物对建筑的冲击破坏是围护结构在强风作用下受损的主要原因之一。为针对不同围护结构建立考虑多因素影响的冲击破坏概率模型,提出了一种基于马格努斯效应的板状碎片三维轨迹方程的板状碎片冲击破坏概率模型。与现有模型相比,额外考虑了在不同风速风向下板状碎片来源、起飞初始条件和建筑相对位置对屋面冲击破坏概率的影响。利用风速15 m·s^(-1)~45 m·s^(-1),风向0°~90°和上游建筑高度8.0 m~12.5 m作为模型的输入,实现了可考虑多因素影响的板状碎片对低矮建筑屋面冲击破坏的概率估计,验证了模型的实用性。该模型计算过程简单,可应用于建筑屋面易损性分析。

关键词：飞掷物冲击破坏概率模型板状碎片建筑屋面强风作用

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基于情境引擎的车载导航交互设计研究

汽车工程 2024年第1期46卷 18-28页

作者：马钧柏玥同济大学汽车学院上海200092 同济大学设计创意学院上海200092

针对车载导航模式单一、无法根据情境差异动态改变交互策略导致用户体验不足的问题,本文提出了一种支持根据不同情境自适应车载导航交互策略的情境引擎模型。结合以用户为中心的设计流程(UCD)与情境感知理论,定义了汽车人机交互情境,并... 详细信息

针对车载导航模式单一、无法根据情境差异动态改变交互策略导致用户体验不足的问题,本文提出了一种支持根据不同情境自适应车载导航交互策略的情境引擎模型。结合以用户为中心的设计流程(UCD)与情境感知理论,定义了汽车人机交互情境,并通过对典型驾驶用户进行跟车调研,提取关键情境要素,阐述了导航情境下情境引擎模型的自适应交互策略及原理,将用户对不同信息的需求程度映射至交互表现层的详细程度。进行了贴合驾驶员不同需求层级的导航HMI信息框架梳理与组件设计,对两个典型导航使用情境进行了交互界面设计与分析。结果表明,情境引擎能对各驾驶情境下的驾驶员需求进行自适应交互,可为智能座舱驾驶交互体验的优化与研发提供借鉴。

关键词：人车交互车载导航情境感知界面设计

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屋面雨水集汇过程中新污染物分布及归趋特性

环境科学 2024年第7期45卷 4032-4043页

作者：巨昕玥高赞郑文昊张琼华西安建筑科技大学环境与市政工程学院西安建筑科技大学西北水资源与环境生态教育部重点实验室

雨水中新污染物（ECs）识别逐渐受到广泛关注，掌握其在降水过程赋存及迁变特性成为雨水资源化利用的关键.选取典型屋面，研究了2023年春季3～5月期间6场降雨事件不同集汇过程中雨水水质状况及ECs赋存差异，采用主成分分析（PCA）和相... 详细信息

雨水中新污染物（ECs）识别逐渐受到广泛关注，掌握其在降水过程赋存及迁变特性成为雨水资源化利用的关键.选取典型屋面，研究了2023年春季3～5月期间6场降雨事件不同集汇过程中雨水水质状况及ECs赋存差异，采用主成分分析（PCA）和相关性分析，探明了屋面雨水集汇过程中ECs归趋特性.结果表明，54种目标ECs在净湿沉降、干湿沉降和屋面径流过程中共检出44种，总浓度范围为63.0～432.4 ng·L-1(平均值为166.8 ng·L-1).其中，双酚A（BPA）浓度水平最高，其范围为14.7～265.6 ng·L-1(平均值为62.5 ng·L-1)，其次为氧氟沙星（OFX）和甲氧基肉桂酸乙基己酯（EHMC）；溶解性有机质（DOM）、氮污染物和颗粒物是影响ECs赋存特性的重要因子，Mantel相关系数最高可达0.98（P<0.01）；初期雨水集汇过程中净湿沉降的ECs浓度最高，而后期干湿沉降和屋面径流的ECs浓度较高，干、湿沉降对屋面径流的ECs平均贡献率分别为21.48%和78.52%，药品与个人护理品（PPCPs）、内分泌干扰物（EDCs）和农药等在集汇过程中超30%沉积在屋面.研究结果可为城市屋面径流中的ECs识别和控制以及雨水安全利用提供科学理论依据.

关键词：新污染物(ECs) 屋面径流湿沉降干沉降集汇过程

可学习动态分组卷积神经网络的大规模点云分割

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计算机工程与应用 2024年第10期60卷 217-226页

作者：康玥杨军兰州交通大学自动化与电气工程学院兰州730070 兰州交通大学电子与信息工程学院兰州730070

针对现有大规模点云语义分割算法提取特征时冗余干扰信息过多,导致神经网络分割性能较差的问题,提出可学习动态分组卷积神经网络架构,高效准确地实现大规模点云分割。对输入点云以分组的方式进行局部几何特征提取,并通过动态筛选和修剪... 详细信息

针对现有大规模点云语义分割算法提取特征时冗余干扰信息过多,导致神经网络分割性能较差的问题,提出可学习动态分组卷积神经网络架构,高效准确地实现大规模点云分割。对输入点云以分组的方式进行局部几何特征提取,并通过动态筛选和修剪冗余特征通道来减少无用特征信息对神经网络特征识别的干扰,进一步提高网络模型语义分割精度。构建位置编码模块,将点云位置特征映射到高维频域空间,使神经网络充分挖掘点云频域特征信息,增强特征的丰富性。对提取到的局部几何特征和全局单点位置特征进行融合,并构建可学习动态分组卷积神经网络,完成解码得到最终分割结果。实验结果表明,该算法在大规模点云分割数据集S3DIS和SemanticKITTI上的mIoU分别为69.6%和58.3%。与现有点云语义分割方法相比,所提出的网络模型具有更高的分割准确率和较低的参数量。

关键词：大规模点云语义分割可学习动态分组卷积位置编码

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AB系统在椭圆函数背景下的多呼吸子

光学学报 2024年第5期44卷 161-169页

作者：熊玮玥张海强姚慧上海理工大学理学院上海200093

呼吸子泛指一类具有周期演化或周期分布结构的非线性波,它已成为非线性光学系统的研究热点之一。研究多种呼吸子的时空动力学特征具有实际的物理意义。本文基于孤子理论中的Darboux变换方法构造出AB系统在椭圆函数背景下的多呼吸子解,... 详细信息

呼吸子泛指一类具有周期演化或周期分布结构的非线性波,它已成为非线性光学系统的研究热点之一。研究多种呼吸子的时空动力学特征具有实际的物理意义。本文基于孤子理论中的Darboux变换方法构造出AB系统在椭圆函数背景下的多呼吸子解,并进一步分析了呼吸子的非线性动力学特征。首先,基于AB系统的Lax对,通过修正的平方波函数法与行波变换法获得该系统的椭圆函数周期解以及Lax对的基本解。然后,通过椭圆函数积分公式和Darboux变换迭代算法,推导出dn和cn两种椭圆函数背景下的一阶和二阶呼吸子解的解析表达式。另外,讨论了三种呼吸子的动力学特征,主要包括一般呼吸子(GB)、Kuznetsov-Ma呼吸子(KMB)和Akhmediev呼吸子(AB)。最后,研究了在dn背景下GB和KMB相互作用的时空结构以及在cn背景下两个GB相互作用的时空结构。本文研究结果将有助于理解在非线性光学领域中周期背景下的呼吸子动力学特征和相互作用行为。

关键词：非线性光学呼吸子 Darboux变换 AB系统

面向国家重大需求开发建立新研究模型——胰岛类器官模型的研究进展与展望

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生理学报 2024年第1期76卷 137-147页

作者：宋婀莉王璞玥国家自然科学基金委员会生命科学部北京100085

糖尿病是威胁人类健康的一种重大代谢性疾病,给人们和社会带来了沉重的负担,对其发病机制的研究和治疗方法的开发是国家的重大需求。随着类器官技术的问世,胰岛类器官(islet organoid)应运而生且备受关注,被认为是极具价值的新型糖尿病... 详细信息

糖尿病是威胁人类健康的一种重大代谢性疾病,给人们和社会带来了沉重的负担,对其发病机制的研究和治疗方法的开发是国家的重大需求。随着类器官技术的问世,胰岛类器官(islet organoid)应运而生且备受关注,被认为是极具价值的新型糖尿病研究模型。胰岛类器官是基于目前对胰岛发育机制的理解,通过体外添加诱导因子程序化地激活或抑制发育过程中的特定信号通路,将干细胞体外诱导分化成具有类似天然胰岛结构和功能的三维细胞培养物。由于胰岛类器官能够在一定程度上体外模拟胰岛的发育过程,体现其组织结构,行使分泌多种激素、调控血糖水平的生理功能,因此具有广泛的应用价值,已被用于糖尿病发病机制研究、药物筛选和评价以及临床移植治疗等,显示出良好的应用前景。本文主要总结和介绍胰岛类器官目前的研究进展、应用前景和亟待解决的问题,并且讨论和展望未来的发展方向。

关键词：类器官胰岛类器官糖尿病研究模型研究进展

生命早期肠道菌群特点及其对过敏进程影响的研究进展

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中华预防医学杂志 2024年第6期58卷 756-762页

作者：杨馨玥于艳艳南京医科大学附属苏州医院苏州215002

过敏性疾病又称变态反应性疾病,受遗传背景和环境因素的双重影响,各个年龄段均可发生。近年来,许多研究表明过敏性疾病与肠道菌群存在密切关系。本文将从生命早期肠道微生物的构成及其与过敏的关系、对过敏进程的作用机制以及肠道菌群... 详细信息

过敏性疾病又称变态反应性疾病,受遗传背景和环境因素的双重影响,各个年龄段均可发生。近年来,许多研究表明过敏性疾病与肠道菌群存在密切关系。本文将从生命早期肠道微生物的构成及其与过敏的关系、对过敏进程的作用机制以及肠道菌群定植对过敏进程的影响等方面进行阐述,以期提高对儿童过敏防治与肠道菌群关系的认知,为过敏性疾病的早期预防和早期干预提供新思路。

关键词：肠道菌群生命早期过敏进程过敏性疾病

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胰腺肿瘤的MRI表现

中华放射学杂志 2024年第6期58卷 679-684页

作者：鲁玥玥申刘涵旭石喻中国医科大学附属盛京医院放射科沈阳110004

MRI是诊断胰腺肿瘤常用的影像学检查方法,具有无创、对软组织空间分辨率高的优点,能够通过不同的扫描序列从形态、信号、强化方式多角度描述肿瘤的影像学特点,结合患者的临床特征,有助于胰腺肿瘤的诊断和鉴别。该文就胰腺肿瘤的MRI影像... 详细信息

MRI是诊断胰腺肿瘤常用的影像学检查方法,具有无创、对软组织空间分辨率高的优点,能够通过不同的扫描序列从形态、信号、强化方式多角度描述肿瘤的影像学特点,结合患者的临床特征,有助于胰腺肿瘤的诊断和鉴别。该文就胰腺肿瘤的MRI影像特征进行归纳总结,旨在进一步提高对胰腺肿瘤的影像诊断水平。

关键词：胰腺肿瘤磁共振成像鉴别诊断恶性征象