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基于优化LQG基准的预测控制系统经济性能评估

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基于优化LQG基准的预测控制系统经济性能评估

作者：段梅梅上海交通大学

学位级别：硕士

预测控制作为一种处理多变量复杂有约束过程控制系统的先进控制策略,被越来越多地投运到实际工业系统中。然而在实际中,预测控制器在投运使用一段时间后,会因系统外界或内部等不确定因素的影响导致控制器的工作点偏离设定工作点,性能变... 详细信息

预测控制作为一种处理多变量复杂有约束过程控制系统的先进控制策略,被越来越多地投运到实际工业系统中。然而在实际中,预测控制器在投运使用一段时间后,会因系统外界或内部等不确定因素的影响导致控制器的工作点偏离设定工作点,性能变差。预测控制器的稳定高效运行需要性能监控和评估技术的支持,经济性能评估技术由此而来。其主要思想可以概括为：通过对系统可达最小输出方差的估计得到系统的最优工作点和最优经济性能,根据评估结果对预测控制器的相关参数进行调节,重新设定其工作点,使系统达到最优的经济性能。本文以预测控制系统经济性能评估为主要研究内容,主要进行了如下工作的探讨：首先,针对传统LQG基准求取过程中LQG离散点分布不均匀,导致无法得到精确的LQG基准这一问题。采用坐标变换的方法,提出了一种指数权重的LQG基准,并通过仿真验证了指数权重LQG基准较传统LQG基准有更高的精确性。其次,针对多变量系统LQG基准的获取问题,考虑各输出变量不存在耦合的情况,提出了一种依次求解各输出变量LQG基准的方法优化传统的求解方法,并通过仿真验证了所提方法的可行性和有效性。最后,在选用本文所提的优化的LQG基准的基础之上,对过程变量采用用户可定义的“后退”策略,将经济性能评估问题转化为稳态随机优化问题,得到系统的最优经济性能和最优工作点,并给出提升经济性能的调节策略。

关键词：模型预测控制器经济性能评估优化LQG基准稳态优化

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电压互感器二次回路压降矢量分析法

电测与仪表 2015年第23期52卷 91-96页

作者：穆小星段梅梅江苏省电力公司电力科学研究院南京210019 国家电网公司电能计量重点实验室南京210019

针对目前参考书等文献关于电压互感器二次回路压降模型建立及分析采用向量图几何分析法存在的缺陷问题,提出了一种基于矢量代数的压降建模方法,并对电压互感器二次回路压降进行了系统、全面的分析,对二次回路压降的计算及其对电能计量... 详细信息

针对目前参考书等文献关于电压互感器二次回路压降模型建立及分析采用向量图几何分析法存在的缺陷问题,提出了一种基于矢量代数的压降建模方法,并对电压互感器二次回路压降进行了系统、全面的分析,对二次回路压降的计算及其对电能计量影响进行了阐述,从而使广大电能计量技术人员对二次回路压降有了更清晰的了解。

关键词：电压互感器二次回路压降比差角差导纳阻抗角矢量分析法几何分析法

高速UWB-PPM信号传输的并行捕获与检测技术

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光通信研究 2008年第3期 64-66页

作者：郑光永段梅梅深圳市职工继续教育学院广东深圳518029 桂林电子科技大学广西桂林541004

高速(≥100 Mbit/s)超宽带-脉冲位置调制(UWB-PPM)信号传输是实现超宽带(UWB)室内通信的关键技术。文章结合UWB二元脉冲位置调制(PPM)的信号特征,采用多个并行积分器捕获簇脉冲能量取得快速同步,同时完成PPM的射频同步检测。系统传输试... 详细信息

高速(≥100 Mbit/s)超宽带-脉冲位置调制(UWB-PPM)信号传输是实现超宽带(UWB)室内通信的关键技术。文章结合UWB二元脉冲位置调制(PPM)的信号特征,采用多个并行积分器捕获簇脉冲能量取得快速同步,同时完成PPM的射频同步检测。系统传输试验与系统仿真表明,这种检测方式在室内多径信道下有良好的抗码间干扰能力。

关键词：超宽带脉冲位置调制并行捕获射频同步检测

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基于可编程量子电压的量测应用及误差分析

高电压技术 2023年第1期49卷 440-447页

作者：周峰殷小东刁赢龙李冬段梅梅聂琪中国电力科学研究院有限公司武汉430074 华中科技大学电气与电子工程学院武汉430074 国网江苏省电力有限公司营销服务中心南京210019

为提高量子电压精密测量技术在电力系统的适用性,开展了基于可编程量子电压的量测应用及误差研究,首先,研究了基于可编程约瑟夫森量子电压的量子标准A/D方案,理论推导了量子标准A/D的误差模型,仿真分析了量子标准A/D的参数优化设计原则... 详细信息

为提高量子电压精密测量技术在电力系统的适用性,开展了基于可编程量子电压的量测应用及误差研究,首先,研究了基于可编程约瑟夫森量子电压的量子标准A/D方案,理论推导了量子标准A/D的误差模型,仿真分析了量子标准A/D的参数优化设计原则;然后,提出自适应量子差分采样控制方法,基于离散傅立叶变换(discrete Fourier transform,DFT)推导了实现最优差分采样的量子电压幅值和相位理论计算式;最后,提出基于可编程约瑟夫森量子电压的电子式互感器校验仪溯源方法,并开展了仿真及硬件试验验证。试验结果表明:量子标准A/D测量的不确定度达到10-6量级,自适应差分采样控制方法能够快速实现量子电压幅值和相位的精准控制,该文提出的校验仪溯源方法的测量不确定度水平相比传统溯源方法提升了5倍。研究成果可为电力系统的量子化量测应用及溯源提供参考。

关键词：量子电压量子标准A/D 离散傅立叶变换差分采样误差分析电子式互感器校验仪

面向紧急需求响应的规模化灵活资源负荷管理快速决策方法

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电力系统自动化 2024年第24期48卷 174-183页

作者：孔祥玉杨至端孙裕策程宝华段梅梅智能电网教育部重点实验室(天津大学) 天津市300072 国网天津市电力公司营销服务中心天津市300010 国网江苏省电力有限公司营销服务中心江苏省南京市210019

规模化负荷侧的灵活资源逐步优化传统切机、切负荷手段参与电力系统功率缺额事故下的紧急安全控制成为新型电力系统的建设方向与趋势。针对规模化灵活资源参与紧急需求响应(EDR)的问题,提出了基于分层分布式共识算法的规模化灵活资源负... 详细信息

规模化负荷侧的灵活资源逐步优化传统切机、切负荷手段参与电力系统功率缺额事故下的紧急安全控制成为新型电力系统的建设方向与趋势。针对规模化灵活资源参与紧急需求响应(EDR)的问题,提出了基于分层分布式共识算法的规模化灵活资源负荷管理快速决策方法。首先,提出了适配规模化灵活资源参与EDR的分层分区聚合架构;其次,对灵活资源参与EDR的功率分配模型进行了建模,并提出了基于分层分布式共识算法的快速决策方法,对功率分配模型进行快速求解,以满足EDR实时性的需求,在保证较高精度的前提下提高了决策速度。仿真算例验证了所提方法的有效性与优越性。

关键词：新型电力系统灵活资源紧急需求响应负荷管理功率缺额分层分布式共识算法分层分区

考虑热舒适度的居民空调负荷调控潜力差异化评估

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电力系统自动化 2024年第1期48卷 50-58页

作者：金旭张远实李明窦晓波阮文骏段梅梅东南大学电气工程学院江苏省南京市210096 国家电网有限公司北京市100031 国网江苏省电力有限公司江苏省南京市210000

居民空调负荷是电力系统重要的灵活性资源,评估其调控潜力有助于负荷高效管理,促进节能减排。然而,受资金成本、数据存储和隐私保护等因素制约,居民空调状态及参数难以直接测量,差异化评估不同居民空调负荷的调控潜力存在困难。此外,居... 详细信息

居民空调负荷是电力系统重要的灵活性资源,评估其调控潜力有助于负荷高效管理,促进节能减排。然而,受资金成本、数据存储和隐私保护等因素制约,居民空调状态及参数难以直接测量,差异化评估不同居民空调负荷的调控潜力存在困难。此外,居民使用空调是为了满足自身的热舒适度要求。若评估空调负荷调控潜力时忽视热舒适度限制,将导致评估值过高,降低负荷管理策略的有效性。因此,提出一种考虑热舒适度的居民空调负荷调控潜力差异化评估方法。该方法首先建立居民热舒适度及空调热动力学模型,提取影响居民热舒适度和空调负荷的关键参数;然后,利用隐马尔可夫模型和维特比算法辨识空调状态及参数;在此基础上,计算不同居民热舒适度可接受范围内的空调负荷调控潜力。基于真实居民负荷数据的算例分析表明,所提方法能够准确辨识居民空调状态并有效评估满足居民热舒适度要求的空调负荷调控潜力。

关键词：居民空调负荷热舒适度状态辨识调控潜力评估隐马尔可夫模型维特比算法

生物人工肝支持系统中溶解氧控制问题的研究进展

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中国生物医学工程学报 2011年第3期30卷 462-467页

作者：段梅梅霍小林吴昌哲李明中国科学院电工研究所北京100190 中国科学院研究生院北京100190

生物人工肝支持系统借助体外的机械、生化装置,清除患者体内积蓄的各种有害物质,补充有利于肝细胞再生的必需物质,改善内环境,暂时替代患者病肝的部分功能,为肝衰竭患者过渡到自身肝细胞再生或肝移植赢得宝贵的时间。在生物人工肝支持系... 详细信息

生物人工肝支持系统借助体外的机械、生化装置,清除患者体内积蓄的各种有害物质,补充有利于肝细胞再生的必需物质,改善内环境,暂时替代患者病肝的部分功能,为肝衰竭患者过渡到自身肝细胞再生或肝移植赢得宝贵的时间。在生物人工肝支持系统(BALSS)中,生物反应器是整套系统的核心。对生物反应器中多参数如溶解氧(DO)、pH和温度的有效控制是保障肝细胞生长和功能发挥的基础,其中溶解氧对细胞生长尤为重要。文中对反应器中增加溶解氧浓度的方法、溶解氧的检测和溶解氧的控制算法进行了综述,并介绍了适用于生物人工肝溶解氧控制的自适应预测算法。

关键词：人工肝(BAL) 生物反应器溶解氧检测控制算法

面向新型电力负荷管理的混杂负荷集群协同管控

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电网技术 2024年第8期48卷 3459-3466,I0133-I0135页

作者：庄重苏慧玲段梅梅杨世海国网江苏省电力有限公司营销服务中心江苏省南京市210019

针对新型电力负荷管理中负荷协同控制问题,提出了面向新型电力负荷管理的混杂集群协同管控方法。以空调和电热水器混杂负荷集群为控制对象,分析了空调和电热水器负荷的物理和响应特性,分别建立了适用于空调和电热水器的聚合控制模型。... 详细信息

针对新型电力负荷管理中负荷协同控制问题,提出了面向新型电力负荷管理的混杂集群协同管控方法。以空调和电热水器混杂负荷集群为控制对象,分析了空调和电热水器负荷的物理和响应特性,分别建立了适用于空调和电热水器的聚合控制模型。基于空调和电热水器负荷的聚合响应特性,利用电热水器负荷和空调负荷响应特性上的优势和互补特性,构建了空调集群和电热水器集群的协同管控模型,控制大量负荷输出稳定响应。最后,设置不同的清洁能源发电场景,基于上述算法对清洁能源出力进行跟踪仿真,结果表明所提负荷集群协同算法在不同场景下的跟踪误差都控制在±0.04%之内,验证了该算法的有效性。

关键词：新型电力负荷管理负荷聚合控制混杂集群协同控制空调电热水器

基于非合作博弈的高能耗工业负荷参与调峰策略

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电力系统自动化 2024年

作者：姜婷玉陶劲宇王珂鞠平黄奇峰段梅梅河海大学能源与电气学院国网江苏省电力有限公司营销服务中心

高能耗工业负荷耗电量大、自动化水平高、可控性强，需求响应潜力可观，可作为应对新型电力系统峰谷差持续拉大的重要手段。为此，评估高耗能工业负荷的响应行为，并制定相关策略有利于发挥其调峰潜能。首先，分析了高耗能工业负荷的响... 详细信息

高能耗工业负荷耗电量大、自动化水平高、可控性强，需求响应潜力可观，可作为应对新型电力系统峰谷差持续拉大的重要手段。为此，评估高耗能工业负荷的响应行为，并制定相关策略有利于发挥其调峰潜能。首先，分析了高耗能工业负荷的响应特征，并针对性提出工业负荷参与调峰的阈值判断方法。其次，对典型工业负荷响应行为和调度中心决策行为分别建立模型。再次，考虑到调峰市场参与者行为理性特点，建立1-N的非合作博弈模型描述调峰市场参与者间的交互行为。进一步讨论不同激励方式对调峰市场参与者的影响，并给出相应求解算法。最后，结合某工业园区进行算例仿真分析。结果表明，所提策略调峰效果显著，且所有调峰市场参与者均能获取最优收益。

关键词：需求响应调峰工业负荷非合作博弈负荷建模