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基于双层协调控制的电池储能参与电网二次调频策略

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电力自动化设备 2024年

作者：肖家杰李培强毛志宇刁涵彬刘康涂春鸣湖南大学电气与信息工程学院南方电网科学研究院

针对电池储能参与电网二次调频的场景，为了提升电池储能的寿命及改善调频效果，提出了一种基于双层协调控制的电池储能控制策略。外层控制针对储能参与电网调频的时机与深度，分析了基于灵敏度计算的阶跃式控制模式对储能出力特性的影... 详细信息

针对电池储能参与电网二次调频的场景，为了提升电池储能的寿命及改善调频效果，提出了一种基于双层协调控制的电池储能控制策略。外层控制针对储能参与电网调频的时机与深度，分析了基于灵敏度计算的阶跃式控制模式对储能出力特性的影响，并提出了基于指数函数变换的分配因子平滑式自适应调整策略，能够在保证调频质量的同时，优化储能出力。内层控制将电池储能系统分为不同充放电特性的两部分以减小频繁充放电切换对电池寿命的影响，进一步延长其使用寿命。并在内、外层之间提出结合超短期负荷预测的电池储能荷电状态（SOC）双层模糊优化策略，可根据等效SOC和负荷变化趋势修正储能分配因子，在维持电网调频质量的前提下优化电池储能的SOC，解决调频过程中由充放电总能量不均衡导致的高/低SOC极端运行情况，保证持续调频能力。基于某电网的实际负荷数据在MATLAB/Simulink中验证所提策略的有效性。

关键词：电池储能二次调频自适应分配因子协调控制使用寿命双层模糊控制

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基于微纳米技术的细胞内递送的物理方法

自然杂志 2024年第1期46卷 63-72页

作者：袁子群毛志宇高兴华胡国辉巫金波张萌颖上海大学理学院上海200444 上海大学材料基因组工程研究院上海200444 上海大学力学与工程科学学院上海200444

随着生物医药学的发展,向细胞内递送外源性大分子在基础生物学和临床应用中至关重要,但基于病毒载体的传统生物方法存在通量低、毒性大、递送性能低以及耗时长等问题。文章综述了电穿孔、声穿孔、微注射和细胞挤压等基于细胞膜破坏实现... 详细信息

随着生物医药学的发展,向细胞内递送外源性大分子在基础生物学和临床应用中至关重要,但基于病毒载体的传统生物方法存在通量低、毒性大、递送性能低以及耗时长等问题。文章综述了电穿孔、声穿孔、微注射和细胞挤压等基于细胞膜破坏实现胞内物质递送的技术,这些通过微纳米技术完成的高通量胞内物质递送的物理方法,可以弥补传统生物方法的很多缺陷,实验证明了其在保证细胞活性的基础上具有可观的转染效率。文章重点描述了基于细胞挤压实现细胞内递送的微流控操作平台及其机理,并讨论各种通过膜破坏技术完成细胞药物或分子递送技术的优势、局限性和发展前景。

关键词：胞内递送微纳米技术微流控转染效率细胞活性

基于模糊分配因子的电池储能参与二次调频策略

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电网技术 2023年第9期47卷 3568-3575页

作者：肖家杰李培强毛志宇湖南大学电气与信息工程学院湖南省长沙市410082

针对电池储能参与区域电力系统二次调频,提出了一种基于模糊动态分配的储能调频控制策略,解决了系统调频需求与储能荷电状态(state of charge,SOC)重构之间的矛盾,并充分发挥了储能的快速调频特性。首先分析了灵敏度与频率偏差的关系,... 详细信息

针对电池储能参与区域电力系统二次调频,提出了一种基于模糊动态分配的储能调频控制策略,解决了系统调频需求与储能荷电状态(state of charge,SOC)重构之间的矛盾,并充分发挥了储能的快速调频特性。首先分析了灵敏度与频率偏差的关系,确定了最佳储能参与调频深度也即分配因子值与频率偏差的关系,并提出通过计算储能分配因子的灵敏度,动态调整分配因子的储能控制策略,解决了以往研究需要制定重构策略以维持储能SOC的问题。在此基础上,考虑负荷连续大扰动下储能持续出力可能会使SOC越限,提出了一种基于超短期负荷预测和模糊控制的储能分配因子二次修正策略,可提前感知负荷变化趋势,并对分配因子进行二次修正,使储能预留充足容量来应对负荷连续大扰动。基于含电池储能的两区域互联系统的仿真算例验证了所提策略的有效性。

关键词：二次调频分配因子动态调整超短期负荷预测模糊功率修正

基于自适应时间尺度小波包和模糊控制的复合储能控制策略

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电力系统自动化 2023年第9期47卷 158-165页

作者：毛志宇李培强郭思源湖南大学电气与信息工程学院湖南省长沙市410082 国网湖南省电力有限公司电力科学研究院湖南省长沙市410007

对复合储能系统参与风电波动平抑进行了探讨和分析。首先,传统滤波方法在提取并网功率时以风电波动大的时段确定平滑程度,在不同风电波动场景整体平滑效果差异较大,提出自适应时间尺度小波包方法,能够根据风电波动情况自适应规划滤波时... 详细信息

对复合储能系统参与风电波动平抑进行了探讨和分析。首先,传统滤波方法在提取并网功率时以风电波动大的时段确定平滑程度,在不同风电波动场景整体平滑效果差异较大,提出自适应时间尺度小波包方法,能够根据风电波动情况自适应规划滤波时间尺度,同时在时间尺度内自适应确定分解层数,兼顾不同风电波动时段,提高了场景适应能力。然后,基于功率型、能量型储能出力充放电响应分界时间,用所提方法进行内部功率分配,并设计了计及复合储能荷电状态(SOC)优化和能量型、功率型储能协调控制的双目标模糊控制策略,在优化SOC的同时减小对并网功率的影响。最后,依托某风电场典型日数据在MATLAB中验证了所提方法的有效性。

关键词：自适应时间尺度规划自适应小波包分解复合储能系统内部功率协调控制双目标模糊控制荷电状态优化

平抑功率波动的储能系统控制策略与容量配置方法研究

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平抑功率波动的储能系统控制策略与容量配置方法研究

作者：毛志宇湖南大学

学位级别：硕士

“双碳”目标下,以风电为代表的清洁能源近年来发展迅速,由于其出力间歇性和波动性,并网过程中给电力系统的安全稳定带来了挑战。储能系统具有快速吞吐功率、配置灵活等特点,应用于平抑风功率波动时具有优势,但考虑到储能系统自身运行... 详细信息

“双碳”目标下,以风电为代表的清洁能源近年来发展迅速,由于其出力间歇性和波动性,并网过程中给电力系统的安全稳定带来了挑战。储能系统具有快速吞吐功率、配置灵活等特点,应用于平抑风功率波动时具有优势,但考虑到储能系统自身运行约束和经济成本,研究其稳定运行策略和满足需求下的最优容量配置具有重要意义。本文从储能系统出力特性和运行模式两个角度研究了储能平抑风功率波动的控制策略和容量配置,主要内容如下:(1)从储能出力特性的角度出发,研究能量型、功率型复合储能系统的自适应控制策略。提出了一种基于自适应时间窗小波包的风功率平滑策略,能够根据风功率波动情况自适应确定小波包分解层数和规划滤波时间窗,兼顾整体风功率平滑和局部风功率跟踪,减小复合储能总出力;然后提出一种可灵活设置阈值的基于窗口小波包的内部功率解耦策略和兼顾SOC优化及并网功率局部波动的双层模糊控制策略,能够初步解耦出满足复合储能出力特性的功率指令,并在储能SOC优化过程中减小对并网功率局部波动的影响。(2)从储能运行模式的角度出发,研究了充放电独立模式下的储能系统集成模式与控制策略。提出一种基于近零相位自适应滤波的风功率平滑策略,使并网功率与风功率相位差一致,减小的储能容量需求,并在风功率波动较小时可自适应退出储能系统运行,减小其运行负担;然后提出充放电独立的储能系统运行模式和Logistic动态区间SOC优化策略,延长了储能寿命,同时可在不违反风功率波动平抑需求的前提下,将储能SOC控制在0.5左右,解决了长期运行时充放电不均衡情况下的高/低SOC极端状态,并减小了对循环寿命的浪费。(3)在复合储能总功率分配的基础上,研究了满足风功率波动平抑需求的以净效益最大的复合储能容量配置方法。提出了基于多项式拟合滤波(SG,Savitzky-Golay)的内部功率解耦策略和容量配置模型;然后考虑复合储能系统寿命周期内产生的成本和经济效益,构建以净效益最大为目标的复合储能容量优化模型,保证了配置方案在经济方面的合理性,并提出改进带精英策略的哈里斯鹰算法求解。该算法引入非线性能量函数来平衡全局搜索和局部搜索能力,并通过高斯随机游走策略减小陷入局部最优的可能,然后以精英策略引导种群进化,有效提升了求解速度和寻优精度。

关键词：平抑风功率波动自适应时间窗小波包近零相位自适应滤波模糊控制电池综合控制

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Zero-DCE网络的自适应损失函数改进

光电子．激光 2024年第2期35卷 135-142页

作者：陈林毛经宇刘坤毛经坤天津理工大学电气工程与自动化学院天津300384 国电联合动力技术有限公司北京100039 河北工业大学人工智能与数据科学学院天津300401

针对轻量化微光增强网络Zero-DCE在处理亮度变化范围较大的微光图像时,存在不同区域亮度增强不一致导致的图像不清晰问题,本文提出了一种基于伽马变换的自适应损失函数,在原损失函数的基础上降低了网络对图像曝光差异的敏感性,明显改善... 详细信息

针对轻量化微光增强网络Zero-DCE在处理亮度变化范围较大的微光图像时,存在不同区域亮度增强不一致导致的图像不清晰问题,本文提出了一种基于伽马变换的自适应损失函数,在原损失函数的基础上降低了网络对图像曝光差异的敏感性,明显改善了微光增强效果。该方法通过在卷积神经网络(convolutional neural network, CNN)中添加CBAM模块提高网络对微光图像特征的表达能力,使用网络增强图像灰度平均值与增强特征图均值的对数距离作为伽马变换自适应系数,最后计算网络增强图像和伽马变换后的图像之间的灰度参数距离。实验表明,与原网络相比,改进后的方法处理效果提升显著,其中在图像评价指标方面,均方误差提升9.7%,峰值信噪比提升13.8%,结构相似性提升6.7%。

关键词：图像增强自适应伽马变换曝光损失函数卷积神经网络(CNN) 注意力机制

面向风功率波动平抑的电池储能双层协调控制策略研究

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中国电机工程学报 2023年

作者：毛志宇李培强肖家杰毛振宇涂春鸣南方电网科学研究院湖南大学电气与信息工程学院

针对风功率波动平抑场景，提出一种基于双层协调控制的电池集成储能控制策略。外层控制中，提出基于近零相位自适应滤波的风功率平滑策略，不仅使并网功率满足1 min、10 min时间尺度波动平抑需求，还减小了控制过程中相位滞后，并在风... 详细信息

针对风功率波动平抑场景，提出一种基于双层协调控制的电池集成储能控制策略。外层控制中，提出基于近零相位自适应滤波的风功率平滑策略，不仅使并网功率满足1 min、10 min时间尺度波动平抑需求，还减小了控制过程中相位滞后，并在风功率较平稳时自适应控制储能系统退出运行，有效降低了储能系统额定功率需求和运行负担。内层控制中，采用不同充放电特性的两组磷酸铁锂电池集成以跟踪功率指令，并定义等效SOC指标衡量储能系统整体SOC水平，随后将等效SOC与外层控制相联系，提出基于Logistic动态区间的SOC优化策略，确保优化过程中并网功率满足要求，并解决了充放电不均衡情况下的高/低SOC极端运行状态，保证电池储能持续平抑波动能力，同时可使两电池储能接近最优放电深度（Depth of discharge，DOD）运行，充分利用其循环寿命。

关键词：功率波动平抑近零相位自适应滤波电池寿命充放电能量不平衡 Logistic动态区间

基于风功率波动平抑的复合储能两次功率分配容量配置方法研究

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电网技术 2023年第10期47卷 4111-4120页

作者：毛志宇李培强马德鑫肖家杰钟吴君涂春鸣湖南大学电气与信息工程学院湖南省长沙市410082 北京交通大学电子信息工程学院北京市海淀区100044

针对风功率波动平抑场景,提出了一种锂电池-超级电容复合储能容量配置新方法,将容量配置划分为复合储能总功率分配和内部功率解耦两个过程。首先采用自适应时间窗小波包方法平滑风电功率,可根据风波动情况自适应规划滤波时间窗,在时间... 详细信息

针对风功率波动平抑场景,提出了一种锂电池-超级电容复合储能容量配置新方法,将容量配置划分为复合储能总功率分配和内部功率解耦两个过程。首先采用自适应时间窗小波包方法平滑风电功率,可根据风波动情况自适应规划滤波时间窗,在时间窗内自适应确定小波包分解层数,兼顾整体风功率平滑和局部风电功率跟踪,减小了复合储能系统总功率;然后基于多项式拟合滤波(Savitzky-Golay,SG)解耦内部功率,在此基础上构建以寿命周期净效益最大为目标的复合储能容量配置模型,并提出一种改进哈里斯鹰算法(improved elite Harris hawks optimizer,IEHHO)求解模型。该算法通过引入精英等级策略加强优势个体的信息共享,并提出非线性能量函数和高斯随机游走策略平衡各阶段搜索能力,避免限于局部最优。最后,基于实际风电场数据验证了所提策略的有效性、所提算法的高效性及配置方案的合理性。

关键词：复合储能系统自适应时间窗小波包多项式拟合滤波寿命周期成本效益模型改进哈里斯鹰算法

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西晋左民曹职品考述

史学月刊 2024年第5期 5-16页

作者：毛志盛周群安庆师范大学人文学院安徽安庆246000 中国社会科学院大学历史学院北京102488

学界一般认为,西晋官员刘卞试经后担任的“台四品吏”就是八品的尚书令史,被降资品后则任九品的尚书令史,但《初学记》的记载提供了另一种解读的可能。经考证可见,左民曹主掌户籍与谱牒,左民令史则从属于左民曹,执掌内容一致。从现有材... 详细信息

学界一般认为,西晋官员刘卞试经后担任的“台四品吏”就是八品的尚书令史,被降资品后则任九品的尚书令史,但《初学记》的记载提供了另一种解读的可能。经考证可见,左民曹主掌户籍与谱牒,左民令史则从属于左民曹,执掌内容一致。从现有材料来看,刘卞试经后所任“台四品吏”既有可能是六品的尚书郎,也有可能是六品的尚书左右丞、尚书都令史或者七品的尚书典事;刘卞“下品二等”后担任的“左民令史”,很有可能就是《通典·晋官品》所载八品的“主谱令史”。

关键词：九品官人法刘卞左民曹尚书令史左民令史