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新能源汽车整流器的抗扰模型预测控制策略研究

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太阳能学报 2024年第1期45卷 545-551页

作者：张建伟曹乔森常海宸田桂珍刘广忱内蒙古工业大学电力学院呼和浩特010080 内蒙古自治区电能变换传输与控制重点实验室呼和浩特010080 内蒙古电力(集团)有限责任公司内蒙古超高压供电局呼和浩特010080

针对新能源汽车充电(G2V)三相整流器为研究对象,研究基于模型预测控制(model predictive control,MPC)的充电控制策略。传统的MPC算法需要准确的系统模型参数,而当控制器中使用的模型参数与主电路实际参数不匹配时,控制性能可能发生恶化... 详细信息

针对新能源汽车充电(G2V)三相整流器为研究对象,研究基于模型预测控制(model predictive control,MPC)的充电控制策略。传统的MPC算法需要准确的系统模型参数,而当控制器中使用的模型参数与主电路实际参数不匹配时,控制性能可能发生恶化,影响整流器充电控制性能。针对此问题,该文将系统参数不匹配作为扩张状态观测器(extended state observer,ESO)扩张出来的扰动项而进行估计,并将扰动进行补偿,从而设计一种基于ESO的MPC充电控制策略。该方法仅使用了系统的输入和输出数据,而不需要精确的系统模型,因此即使模型参数不匹配时,ESO也能够将不匹配项作为扰动而对预测电流进行准确估计,从而提高MPC对参数变化及不匹配的鲁棒性。仿真与实验结果验证了该方法的可行性和有效性。

关键词：模型预测控制新能源汽车扰动抑制鲁棒性扩张状态观测器模型参数不匹配

基于三相变流器的电动汽车充放电模型预测控制研究

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基于三相变流器的电动汽车充放电模型预测控制研究

作者：曹乔森内蒙古工业大学

学位级别：硕士

为缓解能源危机及环境污染等问题,以电动汽车为核心的交通电气化正在快速发展,新兴的电动汽车车网关系(vehicle-to-grid,V2G以及grid-to-vehicle,G2V)应运而生。而合理有效的电动汽车充放电控制策略是保证车网系统正常运行的关键手段。... 详细信息

为缓解能源危机及环境污染等问题,以电动汽车为核心的交通电气化正在快速发展,新兴的电动汽车车网关系(vehicle-to-grid,V2G以及grid-to-vehicle,G2V)应运而生。而合理有效的电动汽车充放电控制策略是保证车网系统正常运行的关键手段。本文以电动汽车充放电为研究背景,对电动汽车充放电的模型预测控制(model predictive control,MPC)策略进行研究。通过对电动汽车充放电的标准、拓扑结构以及MPC存在的问题的分析,确定以三相桥式全控整流器为研究对象,以实现电动汽车充放电的平滑切换,优化MPC算法减少算法计算量,并增强MPC对参数变化的鲁棒性为研究目标。为实现电动汽车充放电的平滑切换,分析了传统充放电切换策略不能实现平滑切换的原因,进而对传统充放电切换策略进行改进,将充放电外环共用一个积分器,一方面能够避免充电模式(恒流/恒压)切换瞬间反馈电流与参考电流差值过大引起较大冲击的问题,另一方面可以通过重置积分器,有效避免放电模式切换至充电模式后可能引起的控制失控问题。通过仿真验证了改进型切换策略实现平滑切换的可行性。为增强MPC对参数变化的鲁棒性,利用扩张状态观测器(extended state observer,ESO),研究一种基于ESO的抗扰MPC,推导了基于ESO的预测电流模型。该方法无需精确的系统模型,只需要使用系统的输入和输出数据即可获得预测电流。通过仿真结果验证了基于ESO的抗扰MPC对模型参数变化及不匹配具有较强的鲁棒性。为改善单矢量MPC控制精度不高,而多矢量MPC计算量大的问题,采用一种基于相邻矢量的MPC(adjacent vector based-MPC,AVB-MPC),AVB-MPC能够利用阈值控制多矢量MPC的应用频率以增强控制精度,同时以使用相邻矢量为原则绘制的电压矢量应用表减少了MPC迭代计算次数与计算量。通过仿真验证了AVB-MPC在改善控制精度的前提下具有与单矢量MPC相近的计算量。将ESO与AVB-MPC结合提出一种ESO-AVB-MPC控制策略,增强了对参数变化的鲁棒性。仿真结果验证了ESO-AVB-MPC策略的可行性与有效性。最后,利用电池模拟器与AC/DC变换器搭建电动汽车电池充放电控制的实验平台,对仿真结果进行进一步的实验验证。实验结果均与仿真结果较为一致,进一步验证了所提控制策略的可行性和有效性。

关键词：模型预测控制电动汽车充放电扰动抑制鲁棒性计算量

硝酸盐异化还原为铵耦合厌氧氨氧化处理含氮废水

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中国环境科学 2024年第8期44卷 4389-4399页

作者：赵硕汪超杨蒙乔森大连理工大学环境学院工业生态与环境工程教育部重点实验室辽宁大连116024 大连东泰有机废物处理有限公司辽宁大连116000

为探究厌氧氨氧化(Anammox)细菌同时去除废水中铵(NH_(4)^(+))和硝酸盐(NO_(3)^(-))的可行性及长期去除效果,基于Anammox菌的内源硝酸盐异化还原为铵过程,进行了批式实验、抑制剂实验、同位素实验以及长期反应器实验.结果表明,在MLVSS为... 详细信息

为探究厌氧氨氧化(Anammox)细菌同时去除废水中铵(NH_(4)^(+))和硝酸盐(NO_(3)^(-))的可行性及长期去除效果,基于Anammox菌的内源硝酸盐异化还原为铵过程,进行了批式实验、抑制剂实验、同位素实验以及长期反应器实验.结果表明,在MLVSS为4500mg/L的批式实验中,经12h反应后NH_(4)^(+)和NO_(3)^(-)被同时去除并生成了N_(2),总氮去除率为93.49%.在乙炔(抑制Anammox反应中铵和一氧化氮生成肼的过程)抑制实验中,检测到17.01mg N/L的NH_(4)^(+),Anammox菌对于NO_(3)^(-)去除的贡献率为85.88%.当加入青霉素G(抑制异养反硝化菌活性)后,NO_(3)^(-)仍可以被去除.在^(14)NH_(4)^(+)和^(15)NO_(3)^(-)同位素示踪实验中一直能够检测到^(29)N_(2)和^(3)0N_(2)的生成,前者是后者含量的1.41倍.在长期实验中,反应器稳定运行阶段平均出水NH_(4)^(+)和NO_(3)^(-)浓度分别为1.18和2.86mg N/L,平均总氮去除率为92.26%.由此可见,Anammox菌通过内源硝酸盐异化还原为铵耦合常规Anammox过程,可以长期稳定地同时去除废水中NH_(4)^(+)和NO_(3)^(-).

关键词：厌氧氨氧化硝酸盐异化还原为铵铵硝酸盐

Fe-PC-CNT中空纤维膜对磺胺甲噁唑的电芬顿降解研究

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安全与环境学报 2024年

作者：乔森季子轩大连理工大学环境学院

研究利用铁–多孔碳–碳纳米管(Ferrum–Porous Carbon–Carbon Nanotube，Fe–PC–CNT)中空纤维膜作为过滤中心和电化学阴极构建电芬顿体系，该体系能够将模拟废水中的溶解氧在膜表面还原成过氧化氢(H2O2)，进而在Fe2+的催化下产生羟... 详细信息

研究利用铁–多孔碳–碳纳米管(Ferrum–Porous Carbon–Carbon Nanotube，Fe–PC–CNT)中空纤维膜作为过滤中心和电化学阴极构建电芬顿体系，该体系能够将模拟废水中的溶解氧在膜表面还原成过氧化氢(H2O2)，进而在Fe2+的催化下产生羟基自由基(·OH)，以达到降解磺胺甲噁唑(Sulfamethoxazole，SMX)的目的。利用场发射扫描电子显微镜(Field Emission Scanning Electron Microscopy，FE–SEM)、X射线光电子能谱(X-ray Photoelectron Spectroscopy，XPS)对电芬顿膜形貌及元素价态进行分析，结果证明膜内部存在微孔结构，膜表面存在铁离子，利于H2O2的产生及活化。通过试验探究，发现在施加电压为-1.0 V (vs. SCE)、pH值为3、SMX初始质量浓度为600 μg/L条件下能够去除96.5%的SMX。根据淬灭试验和电子顺磁共振测试，得知·OH是反应中存在的主要活性物种。此外，Fe–PC–CNT中空纤维膜在4个循环后仍表现出良好的稳定性。本文研究将为去除水环境中的抗生素提供方案。

关键词：环境工程学电芬顿羟基自由基膜过滤磺胺甲噁唑

硝酸盐异化还原为铵耦合厌氧氨氧化处理含氮废水研究

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中国环境科学 2024年

作者：赵硕汪超杨蒙乔森大连理工大学环境学院工业生态与环境工程教育部重点实验室大连东泰有机废物处理有限公司

本研究发现厌氧氨氧化(Anammox)细菌能够以硝酸盐(NO3-)为唯一电子受体将铵(NH4+)转化为N2，并探讨了该反应的去除机制及长期运行的稳定性.批式实验结果表明，当Anammox污泥为4500 mg/L和2300 mg/L时，NH4+和NO3-均能被同时去除，且反... 详细信息

本研究发现厌氧氨氧化(Anammox)细菌能够以硝酸盐(NO3-)为唯一电子受体将铵(NH4+)转化为N2，并探讨了该反应的去除机制及长期运行的稳定性.批式实验结果表明，当Anammox污泥为4500 mg/L和2300 mg/L时，NH4+和NO3-均能被同时去除，且反应体系内总氮基本保持平衡.在乙炔(抑制Anammox反应中铵和一氧化氮生成肼的过程)抑制实验中，经12 h反应检测到17.01 mg N/L 的NH4+，表明Anammox菌的内源硝酸盐异化还原为铵过程参与了NH4+和NO3-的去除.当加入青霉素G(抑制异养反硝化菌活性)后，NO3-仍能被去除，表明Anammox菌在NO3-去除过程中发挥主要作用.在14NH4+和15NO3-同位素示踪实验中一直能够检测到29N2和30N2的生成，前者是后者含量的1.4倍，表明内源硝酸盐异化还原为铵耦合Anammox途径实现了NH4+和NO3-同时去除.反应器长期实验结果表明，Anammox污泥可以长期稳定同时去除NH4+和NO3-，最大总氮去除率超过95%.这一发现对进一步推广Anammox工艺在废水脱氮领域中的应用具有积极作用.

关键词：厌氧氨氧化硝酸盐异化还原为铵铵硝酸盐

IFFAS-ESMBR一体式复合工艺处理低碳氮比石化废水研究

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工业水处理 2024年

作者：赵璇刘涛杨蒙乔森大连东泰有机废物处理有限公司大连理工大学环境学院

构建了悬浮生物载体生物膜-活性污泥复合工艺(IFFAS)耦合电化学强化序批式膜生物反应器(ESMBR)的一体式新型复合工艺，借助生物电化学系统和膜过滤作用，实现了低碳氮比废水的高效处理。实验结果表明，对于低碳氮比废水(COD/TN= 4.3：1... 详细信息

构建了悬浮生物载体生物膜-活性污泥复合工艺(IFFAS)耦合电化学强化序批式膜生物反应器(ESMBR)的一体式新型复合工艺，借助生物电化学系统和膜过滤作用，实现了低碳氮比废水的高效处理。实验结果表明，对于低碳氮比废水(COD/TN= 4.3：1，COD 1 969 mg/L、TN 460 mg/L)的降解，稳定运行阶段COD、NH4+-N、TN的平均去除率可达到98.1%、91.3%和89.1%。在-1.2 V的外加电压下，CNT-PVDF复合中空纤维膜的TMP平均增长速率最高仅为2.5 kPa/d，且膜表面污泥的PN/PS呈逐渐下降趋势，表明其不可逆膜污染程度较轻。16s rRNA高通量测序结果表明，悬浮污泥、膜表面污泥和载体表面污泥中富集了大量的Rhodobacterales、Verrucomicrobiales、Anaerolineales、Xanthomonadales等除碳和脱氮功能菌，对于反应器有机物和氨氮的降解具有显著作用。此外，载体表面富集了大量的Nitrosomonadales、Burkholderiales等硝化和反硝化细菌，进一步印证了反应器良好的TN去除效果。以上研究结果可为低碳氮比石化废水强化生物处理工艺提供参考。

关键词：低碳氮比废水 IFFAS工艺电化学系统同步硝化反硝化

N-Calculator与NUFER耦合模型和组合预测法在食物氮足迹研究中的应用

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安全与环境学报 2024年第2期24卷 778-786页

作者：乔森赵骏廷郑洪波大连理工大学环境学院辽宁大连116024

为改善传统N-Calculator模型的局限性,加强食物氮足迹核算结果与环境影响的联系,提高活性氮管理预见性,将N-Calculator模型与食物系统养分流动(Nutrient Flows in Food Chains,Environment and Resources Use,NUFER)模型进行耦合,以估... 详细信息

为改善传统N-Calculator模型的局限性,加强食物氮足迹核算结果与环境影响的联系,提高活性氮管理预见性,将N-Calculator模型与食物系统养分流动(Nutrient Flows in Food Chains,Environment and Resources Use,NUFER)模型进行耦合,以估算我国2001—2020年人均食物氮足迹,建立组合预测体系。结果显示:2001—2020年,我国人均食物氮足迹由16.04 kg N/a增至18.95 kg N/a;全国食物氮足迹由20.47 Mt N/a增至26.76 Mt N/a;居民饮食结构正由以植物源食物为主的低氮消费模式转向以动物源食物为主的高氮消费模式;食物生产过程产生的活性氮的最终归宿为大气(64.3%)、水体和深层土壤(35.7%);我国食物氮足迹与人均可支配收入、城市化率、动物源食物消费氮占比呈正相关性,与恩格尔系数呈负相关性;未来10 a我国人均食物氮足迹呈增长趋势,预测结果显示年均增幅为0.16 kg N/a。

关键词：环境学食物氮足迹活性氮 N-Calculator模型 NUFER模型组合预测模型

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大数据在智能油田中的应用分析与研究

内江科技 2024年第2期45卷 13-14页

作者：乔森中国石油辽河油田分公司勘探开发研究院

随着社会经济的快速发展,油田勘探开发的需求不断增加,同时油气资源的开采难度也在逐步提高。为了提高油气资源的勘探开采效率,保证油田生产的稳定和可持续性,智能油田逐渐成为了一个研究的热点和前沿。智能油田建设的关键在于将传统油... 详细信息

随着社会经济的快速发展,油田勘探开发的需求不断增加,同时油气资源的开采难度也在逐步提高。为了提高油气资源的勘探开采效率,保证油田生产的稳定和可持续性,智能油田逐渐成为了一个研究的热点和前沿。智能油田建设的关键在于将传统油田的数据化、数字化、智能化,其中大数据技术是实现智能油田的基础和核心技术之一。本文将从大数据技术的应用、研究现状、应用案例等方面进行分析和探讨。

关键词：大数据技术智能油田油气资源油田勘探开发数据化勘探开采可持续性应用案例

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创新生态系统:蒙特利尔游戏产业及其启示

沈阳工程学院学报（社会科学版） 2024年第1期20卷 39-45,64页

作者：栾乔森傅莹暨南大学文学院广东广州510632

文化创意产业传统的产业架构和商业策略已经不适应科技进步与目前人们的消费需求,因此,亟待探寻创新型的产业模式,以实现文化创意产业的可持续化发展。通过对加拿大蒙特利尔游戏产业创新生态系统的上层、中间层、底层的生态循环进行分析... 详细信息

文化创意产业传统的产业架构和商业策略已经不适应科技进步与目前人们的消费需求,因此,亟待探寻创新型的产业模式,以实现文化创意产业的可持续化发展。通过对加拿大蒙特利尔游戏产业创新生态系统的上层、中间层、底层的生态循环进行分析,概括出该系统的优越性及可持续发展能力,并提出其在中国本土化运营的启示性价值。

关键词：蒙特利尔电子游戏生态系统可持续发展城市发展文化创意产业