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考虑电动汽车时空负荷分布特性的主动配电网动态重构

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电力系统保护与控制 2022年第17期50卷 1-13页

作者：程杉钟仕凌尚冬冬魏康林王灿电力系统智能运行与安全防御宜昌市重点实验室(三峡大学) 湖北宜昌443002 智能终端四川省重点实验室(宜宾学院智能制造学院) 四川宜宾644000

实现电动汽车(Electric Vehicle,EV)规模化发展并与电网双赢的关键问题之一是如何提高EV充电负荷的预测准确性,并保证含大规模EV充电负荷的配电网运行的安全性和经济性。考虑EV时空负荷分布特性,建立了主动配电网动态重构与有功、无功... 详细信息

实现电动汽车(Electric Vehicle,EV)规模化发展并与电网双赢的关键问题之一是如何提高EV充电负荷的预测准确性,并保证含大规模EV充电负荷的配电网运行的安全性和经济性。考虑EV时空负荷分布特性,建立了主动配电网动态重构与有功、无功联合优化数学模型,并给出了其求解方法。首先,根据出行链技术和马尔可夫决策理论,考虑天、人、路对EV的影响因素,构建了EV单位能耗模型和充电负荷的时空分布预测模型。其次,提出考虑储能系统、有载分接开关、投切电容器组、静止无功补偿装置和动态重构多种主动管理措施,计及经济、技术指标和各设备、系统运行约束,建立了含EV的主动配电网动态重构与有功-无功联合优化数学模型。然后,为了提高所构建模型的求解效率,通过二阶锥松弛和变量乘积线性化方法将非凸等式约束和非线性不等式约束线性化后,将原始的混合整数非线性规划问题转化为易求解计算的混合整数二阶锥问题。最后,基于修改的IEEE33节点系统进行仿真实验和对比分析,结果验证了所提方法的有效性和优越性。

关键词：电动汽车时空分布主动配电网二阶锥松弛动态重构

考虑需求侧响应的电气设备调度混合分散式优化

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工程科学与技术 2021年第6期53卷 235-243页

作者：程杉尚冬冬代江钟仕凌智慧能源技术湖北省工程研究中心(三峡大学) 湖北宜昌443002 贵州电网有限责任公司电力调度控制中心贵州贵阳550002

为了缓解用能持续增加对电力系统造成的负担和解决大规模电气设备联合调度时的优化计算问题,提出了考虑需求侧响应的大规模可控用电设备和储能设备的混合分散式优化调度方法。首先,建立可控用电设备负荷和储能设备的数学模型,在此基础上... 详细信息

为了缓解用能持续增加对电力系统造成的负担和解决大规模电气设备联合调度时的优化计算问题,提出了考虑需求侧响应的大规模可控用电设备和储能设备的混合分散式优化调度方法。首先,建立可控用电设备负荷和储能设备的数学模型,在此基础上,构建了以系统和各设备运行特性为约束,以系统购电费用、用户不满意度费用和储能设备损耗费用之和最小为目标函数的混合整数非线性集中式优化数学模型。其次,针对此高维、多目标和多约束且难于求解的非线性集中式优化模型,采用拉格朗日松弛法将其分解为两个子问题,即分别对应可控电气设备负荷的优化调度问题和储能设备的优化调度问题。对于前者又可进一步分解为各可控电气设备负荷的优化调度子问题,并通过内点法求解计算;对于后者又可分解为各个储能设备问题的混合整数线性优化调度子问题,并通过Benders分解法并行求解计算。然后,为了验证所提混合分散式优化方法的有效性及其优越性,基于算例,对比分析集中式和分散式优化调度时的目标函数值和电气设备优化调度结果,不同规模电气设备对集中式和分散式优化方法计算效率的影响。根据结果可见,所提优化调度方法与集中式优化方法的目标函数值基本一致,但所提方法对应的电气设备优化调度结果可以很好地响应分时电价策略,储能设备削峰填谷效果好;而且,所提混合分散式优化方法可以降低优化问题的求解复杂度,计算效率高,几乎不受电气设备规模的影响。

关键词：需求响应混合整数非线性规划分散式优化拉格朗日松弛法内点法 Benders分解

基于电机参数自学习的永磁直线同步电动机伺服控制系统

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基于电机参数自学习的永磁直线同步电动机伺服控制系统

作者：尚冬冬杭州电子科技大学

学位级别：硕士

在直线运动中，旋转电机驱动需要外加一套将旋转运动转变为直线运动的机械传动装置，这种驱动方式已经不能满足现代高性能直线伺服系统对速度、加速度和定位精度的控制要求;而直线电机驱动方式，无需任何的中间机械传动装置，直接获得... 详细信息

在直线运动中，旋转电机驱动需要外加一套将旋转运动转变为直线运动的机械传动装置，这种驱动方式已经不能满足现代高性能直线伺服系统对速度、加速度和定位精度的控制要求;而直线电机驱动方式，无需任何的中间机械传动装置，直接获得直线运动，特别是在精密直线伺服控制领域具有非常独特的优势，近年来备受世界各国研究者的关注。国外对直线电机的研究较早，目前正处于应用阶段;而我国对直线电机的研究开始较晚，与国外发达国家相比，差距很大。因此，研究直线电机直接驱动的关键技术具有非常重要的理论意义和应用价值。本文针对直线电机伺服控制及直线电机内部参数难以获得的问题，以永磁直线同步电机（PMLSM）为研究对象，研究和设计基于直线电机参数自学习的PMLSM伺服控制系统，其中，参数自学习是指PMLSM矢量伺服系统在自学习模式下能自动识别PMLSM的参数。并研制基于PMLSM参数自学习的PMLSM伺服驱动控制器的实验装置。首先，简要介绍了PMLSM的国内外研究状况及PMLSM的驱动控制策略，在分析PMLSM结构和工作原理的基础上，设计了基于直线电机参数自学习的PMLSM伺服系统控制方案。该方案中，PMLSM伺服系统具有自学习运行和正常运行两种运行模式。在自学习运行模式下，系统自动识别必要的PMLSM参数，用于整定系统中调节器的参数;在正常运行模式下，系统具有位置、速度和推力三种可选控制方式，用于PMLSM的位置、速度和推力控制。其次，分析了PMLSM的数学模型，提出基于矢量控制的PMLSM参数自学习方法，通过给定不同的电压空间矢量，自动识别PMLSM的参数。其中，提出了基于绕组直流电流的稳态波动量与动态响应特性以辨识PMLSM动子的d、q轴电感和相电阻;并在PMLSM低速稳速区，结合电势平衡方程，对PMLSM的永磁体磁链进行辨识;以及根据PMLSM运动方程，对d、q轴电流和动子移动速度的快速采样，辨识PMLSM的动子质量。然后设计了基于电机参数自学习的PMLSM伺服系统的电流、速度和位置调节器的控制结构，其中，电流调节器和速度调节器采用PI控制，位置调节器采用变结构的Bang-Bang/PD控制。系统根据PMLSM自学习运行得到的PMLSM参数，自动整定各调节器参数。MATLAB仿真表明PMLSM参数的自学习方法具有较高的辨识精度，及PMLSM伺服系统具有良好的控制效果。然后，设计了基于电机参数自学习的PMLSM伺服驱动控制器的软、硬件技术实现方案。其中，硬件以32位嵌入式控制芯片STM32F103VET6为控制核心，包括控制电路、逆变主电路、系统电源电路、相电流采样电路和母线电压采样电路;软件采用模块化的设计方式，PMLSM伺服驱动控制器的核心控制算法通过定时中断程序实现，包括SVPWM调制波生成、信号检测处理、自学习运行及位置、速度和电流调节器的控制算法，并实现与上位机的串口通信。最后，根据上述软、硬件技术实现方案，制作了PMLSM伺服驱动控制器的实验装置，并在横河LM110-1N-010AN型直线电机平台上进行了实验测试，实验结果验证了该系统设计的可行性，达到了预期的研究目的。

关键词：永磁直线同步电机（PMLSM）矢量控制参数辨识 Bang-Bang控制 STM32单片机

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半导体单量子阱中等离激元性质的研究

半导体单量子阱中等离激元性质的研究

作者：尚冬冬北京交通大学

学位级别：硕士

GaN材料是研制微电子器件、光电子器件的新型半导体材料,对它的研究与应用是目前全球半导体研究的前沿和热点。同时元激发的性质是揭示电子-电子相互作用机制的重要理论根据。所以,对GaN材料的元激发性质的研究显得尤为重要。本论文中,... 详细信息

GaN材料是研制微电子器件、光电子器件的新型半导体材料,对它的研究与应用是目前全球半导体研究的前沿和热点。同时元激发的性质是揭示电子-电子相互作用机制的重要理论根据。所以,对GaN材料的元激发性质的研究显得尤为重要。本论文中,在单量子阱的模型下,考虑至AlxGa1-xN-GaN界面处的极化效应,由自洽求解的方法得到系统的波函数和本征能量。基于无规相近似下的介电函数张量理论,在单电子哈密顿量的本征矢空间中推导出等离激元方程,并分别在二子带模型和三子带模型下得到介电函数张量的简化公式,理论得到单粒子激发的方程。由推导得来的理论公式,分别在二子带模型和三子带模型情况下,研究了系统的集体激发性质,分析各个激发模的能量随波矢变化的趋势。最后,对二子带模型和三子带模型研究系统的结果进行对比。

关键词：等离激元 GaN 集体激发二子带模型三子带模型

超声引导下PTGBD序贯LC术对急性胆囊炎患者康复效果、炎性应激、创伤应激的影响

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四川生理科学杂志 2023年第6期45卷 972-975页

作者：尚冬冬刘现立范永刚新安县中医院普外科河南洛阳471800 河南科技大学第一附属医院普外二科河南洛阳471000 河南科技大学第一附属医院(开元院区)肝胆胰外科河南洛阳471000

目的:探究超声引导下经皮经肝胆囊穿刺引流术(Percutaneous transhepatic gall bladder drainage,PTGBD)序贯腹腔镜胆囊切除术(Laparoscopic cholecystectomy,LC)对急性胆囊炎(Acute cholecystitis,AC)患者康复效果、炎性应激、创伤应激的影响。方法:收集我院2020年3月至2022年3月收治的130例AC患者,按手术方案不同,分为序贯治疗组、LC术组,各65例。LC术组接受单纯LC术治疗,序贯治疗组先行超声引导下PTGBD术,后行LC术治疗。术后3 d,采用全自动生化分析仪测定患者血清谷草转氨酶(Aspartate aminotransferase,AST)、总胆红素、谷丙转氨酶(Alanine aminotransferase,ALT)水平;术后1 d,采用酶联免疫法测定患者C反应蛋白(C-reactive protein,CRP)、白细胞介素-1(Interleukin-1,IL-1)、白细胞介素-10(Interleukin-10,IL-10)、肿瘤坏死因子-α(Tumor necrosis factor-α,TNF-α),采用全自动生化分析仪检测白细胞计数水平,采用放射免疫法测定患者游离三碘甲状腺原氨酸(Free triiodothyronine,FT3)、游离甲状腺素(Free thyroxine,FT4)水平;比较两组围术期指标和并发症发生情况。结果:序贯治疗组术中总出血量少于LC术组,肛门首次排气时间、手术用时、白细胞恢复时间短于LC术组(P<0.05);术后3 d,序贯治疗组AST、ALT水平高于LC术组,总胆红素低于LC术组(P<0.05);术后1 d,序贯治疗组血清CRP、IL-1、IL-10、TNF-α、白细胞计数、FT3、FT4水平均低于LC术组(P<0.05);序贯治疗组并发症总发生率低于LC术组(P<0.05)。结论:超声引导下PTGBD术序贯LC术治疗AC可优化围术期指标及肝功能指标,减少并发症发生,减轻炎性应激及创伤应激。

关键词：急性胆囊炎经皮经肝胆囊穿刺引流术腹腔镜胆囊切除术创伤应激炎性应激

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多策略融合的粒子群优化算法

计算机工程与应用 2021年第1期57卷 69-76页

作者：廖玮霖程杉尚冬冬魏昭彬三峡大学微电网湖北省协同创新中心湖北宜昌443002

受天体学和植物学启发,提出一种多策略融合的粒子群优化算法(MSPSO),以改善粒子群优化算法(PSO)易陷入局部最优的不足。三黑洞系统捕获策略和多维随机干扰策略的引入,使算法增强全局开拓能力的同时兼顾局部搜索能力,并通过协调因子完成... 详细信息

受天体学和植物学启发,提出一种多策略融合的粒子群优化算法(MSPSO),以改善粒子群优化算法(PSO)易陷入局部最优的不足。三黑洞系统捕获策略和多维随机干扰策略的引入,使算法增强全局开拓能力的同时兼顾局部搜索能力,并通过协调因子完成从全局寻优向局部搜索的转变,进而提高收敛速度。同时,早熟扰动策略的采用,使算法陷入局部最优的概率降低。采用9个测试函数,将该算法与其他5种算法进行性能对比。仿真结果表明,MSPSO算法具有在相同迭代下更好的寻优能力、在给定精度下更快的收敛速度等优势。

关键词：粒子群优化算法三黑洞系统捕获多维随机干扰协调因子早熟扰动

10107综放工作面快速撤除和对接工艺实践

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山东煤炭科技 2020年第11期38卷 46-48页

作者：尚冬冬山西晋煤集团临汾晋牛煤矿投资有限责任公司山西临汾041099

为实现综采工作面快速安全对接,以晋煤集团临汾晋牛煤矿10107综采工作面为试验对象,详细阐述了综采工作面对接工艺以及工作面液压支架、刮板运输机回撤安装工艺,并对工作面对接通风系统进行了设计,有效地解决了不规则工作面对接难题,缩... 详细信息

为实现综采工作面快速安全对接,以晋煤集团临汾晋牛煤矿10107综采工作面为试验对象,详细阐述了综采工作面对接工艺以及工作面液压支架、刮板运输机回撤安装工艺,并对工作面对接通风系统进行了设计,有效地解决了不规则工作面对接难题,缩短了对接时间,实现了综采工作面的连续开采。

关键词：综采对接安装

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综放面刮板输送机“上窜下滑”分析及控制

陕西煤炭 2018年第3期37卷 128-130页

作者：尚冬冬山西晋煤集团临汾晋牛煤矿投资有限责任公司山西临汾041099

结合晋牛煤矿10102综放面实际生产中刮板输送机的布置情况,分析了刮板输送机易出现"上窜下滑"问题的原因、危害,并提出了相应的控制措施,达到了保证综放面安全高效生产的目的,同时为相似条件下的工作面解决刮板输送机"上窜下滑"问题提... 详细信息

结合晋牛煤矿10102综放面实际生产中刮板输送机的布置情况,分析了刮板输送机易出现"上窜下滑"问题的原因、危害,并提出了相应的控制措施,达到了保证综放面安全高效生产的目的,同时为相似条件下的工作面解决刮板输送机"上窜下滑"问题提供了借鉴。

关键词：综放面刮板输送机 “上窜下滑” 控制措施

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永磁直线同步电机快速位置伺服控制

永磁直线同步电机快速位置伺服控制