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风电场分布式经济模型预测控制

中国科学：信息科学 2024年第9期54卷 2200-2223页

作者：孔小兵王文文刘向杰华北电力大学新能源电力系统全国重点实验室北京102206 西安西电电力系统有限公司西安710065

随着风电场规模的不断扩大,尾流效应导致场内下游风机发电功率降低和疲劳载荷加剧问题日益严重.为了降低风电场运营成本,提高动态经济性能,本文提出了一种风电场分层控制结构.在上层通过优化全场风机的诱导因子实现当前风向下的全场最... 详细信息

随着风电场规模的不断扩大,尾流效应导致场内下游风机发电功率降低和疲劳载荷加剧问题日益严重.为了降低风电场运营成本,提高动态经济性能,本文提出了一种风电场分层控制结构.在上层通过优化全场风机的诱导因子实现当前风向下的全场最大风能捕获,为下层本地控制提供各机组的最佳降载跟踪功率基准.在下层采用基于终端区域约束的稳定分布式经济模型预测控制策略对各风机实施本地控制,在保证满足电网负荷需求的同时有效降低机组的疲劳载荷,提高风电场的动态经济性.最后,通过SimWindFarm软件对由9台风机组成的风电场进行仿真实验,验证了风向变化、阶跃风速扰动和湍流风速扰动3种情况下所设计控制策略的有效性.

关键词：风电场控制尾流效应疲劳载荷分布式经济模型预测控制凸序列规划

风力发电控制系统的实时非线性经济模型预测控制

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系统仿真学报 2024年

作者：王文文刘向杰孔小兵华北电力大学控制与计算机工程学院

随着风力发电技术的飞速发展，对风电系统运行的经济效益和实时性的重视日益增加。为应对这一挑战，对于控制系统的设计至关重要。针对风力发电控制系统，提出了一种非线性经济模型预测控制策略，在最大化发电功率的同时减少了塔架和齿... 详细信息

随着风力发电技术的飞速发展，对风电系统运行的经济效益和实时性的重视日益增加。为应对这一挑战，对于控制系统的设计至关重要。针对风力发电控制系统，提出了一种非线性经济模型预测控制策略，在最大化发电功率的同时减少了塔架和齿轮箱等关键结构的疲劳负荷，并设计了一个滚动时域估计器为优化提供有意义的初始化。优化问题求解方面，利用相邻采样时刻间非线性规划程序的相似性，实现了算法的实时迭代求解。最后，以5MW风电机组作为研究对象，在ACADOS框架下实时迭代求解最优控制问题，仿真结果验证了：所提控制策略能够有效提高系统运行经济效益并且能够实现实时控制。

关键词：风力发电控制系统非线性经济模型预测控制滚动时域估计疲劳负荷实时迭代

LOL-YOLO:融合多注意力机制的低照度目标检测

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计算机工程与应用 2024年

作者：蒋畅江何旭颖向杰重庆邮电大学自动化学院/工业互联网学院工业物联网与网络化控制教育部重点实验室

针对低照度图像中目标检测面临的夜间模糊场景、边界不明显场景、明暗差异较大场景等挑战，本文提出了一种动态特征融合的的检测方法LOL＿YOLO（Low-Light YOLO）。首先，引入了自校正照明模块改善低光照图片的质量，应对低照度下的目... 详细信息

针对低照度图像中目标检测面临的夜间模糊场景、边界不明显场景、明暗差异较大场景等挑战，本文提出了一种动态特征融合的的检测方法LOL＿YOLO（Low-Light YOLO）。首先，引入了自校正照明模块改善低光照图片的质量，应对低照度下的目标不明显问题；然后，提出了动态特征提取模块，采用结合了大卷积核和可变形卷积的注意力机制，广泛灵活的捕捉图像的上下文信息；最后，设计动态检测头增强对不同尺度、空间位置和任务的感知能力，进一步提升目标检测的精度和鲁棒性。采用ExDark、DarkFace、NPD(Nighttime pedestrian detection，NPD)数据集进行实验验证，实验结果表明本文方法与主流算法相比检测精度明显提升，充分验证了本文方法的有效性。

关键词：低照度图像增强大卷积核可变形卷积多重注意力机制

风电介入下的多区域互联电力系统分布式经济模型预测负荷频率控制

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控制与决策 2024年第5期39卷 1557-1565页

作者：马苗苗崔婧李钰梅刘向杰华北电力大学控制与计算机工程学院北京102206 华北电力大学新能源电力系统国家重点实验室北京102206

针对风电介入下的多区域互联电力系统,提出一种分布式经济模型预测负荷频率控制策略.通过将大规模互联电力系统分解成若干个动态耦合的子系统,这些子系统能够利用网络交流并共享信息,使得各区域的控制器实现各自优化问题的求解.同时,在... 详细信息

针对风电介入下的多区域互联电力系统,提出一种分布式经济模型预测负荷频率控制策略.通过将大规模互联电力系统分解成若干个动态耦合的子系统,这些子系统能够利用网络交流并共享信息,使得各区域的控制器实现各自优化问题的求解.同时,在满足状态约束和控制输入约束的前提下,遵循传统火力发电优先、风力发电配合的原则,通过在线求解优化问题,实现风电介入下的多区域互联电力系统的负荷频率控制.为了提高系统整体运行经济性,所提出的分布式经济模型预测控制器将负荷调频成本、燃料消耗成本以及风力发电成本等经济性指标考虑在内.仿真结果表明,在阶跃负荷扰动下,所设计的控制器不仅可以满足调频要求,在降低计算负担和提高经济性能方面也具有一定优势.

关键词：分布式经济模型预测控制风电机组互联电力系统负荷频率控制多区域系统经济性能

基于小波包变换与深度学习的超短期光伏功率预测

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太阳能学报 2024年第5期45卷 537-546页

作者：刘源延孔小兵马乐乐刘向杰华北电力大学控制与计算机工程学院北京102206

针对光伏功率序列的复杂多变特征,提出一种基于小波包变换(WPT)的门控循环单元(GRU)光伏功率组合预测方法。首先通过相关性分析挑选重要气象因子,并利用WPT将原始光伏功率序列分解为一组子序列;然后,提出一种基于莱维飞行天牛须搜索算法... 详细信息

针对光伏功率序列的复杂多变特征,提出一种基于小波包变换(WPT)的门控循环单元(GRU)光伏功率组合预测方法。首先通过相关性分析挑选重要气象因子,并利用WPT将原始光伏功率序列分解为一组子序列;然后,提出一种基于莱维飞行天牛须搜索算法(LFBAS)的相似日选择方法,以选择相似于预测日的历史日作为输入数据集;最后,建立一组基于GRU网络的深度学习光伏功率预测模型,将每个子序列预测结果叠加得到光伏功率最终预测结果。仿真结果表明,该文所提出的预测方法在预测精度和计算效率方面具有显著优势。

关键词：光伏发电功率预测小波包变换相似日门控循环单元天牛须搜索算法

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基于主从博弈的微电网分布式能量管理策略

系统仿真学报 2024年第4期36卷 834-843页

作者：马苗苗王浩董利鹏刘向杰华北电力大学控制与计算机工程学院北京102206 中国能源建设集团广西电力设计研究院有限公司广西南宁530007

针对电力市场运营模式下,新能源微电网的整体优化运行与多方投资者的最大利益化之间的冲突问题,提出了基于双层主从博弈的微电网分布式能量管理策略。为充分考虑能源供需两侧的平衡,引入了电力交易代理商的概念,在用户侧提出基于消费者... 详细信息

针对电力市场运营模式下,新能源微电网的整体优化运行与多方投资者的最大利益化之间的冲突问题,提出了基于双层主从博弈的微电网分布式能量管理策略。为充分考虑能源供需两侧的平衡,引入了电力交易代理商的概念,在用户侧提出基于消费者满意度和可调节负荷的综合需求响应策略;考虑源-荷双方的主动性和决策能力,建立了以电力交易代理商为领导者,分布式电源代理商和负荷代理商为追随者的交易决策博弈模型,证明了stackelberg均衡解存在唯一性,采用结合二次规划的差分进化算法对所提模型进行求解。通过对包含分布式电源和社区用户的案例进行分析,验证了所提模型和策略具有良好的收敛性和经济性。

关键词：能量管理主从博弈微电网电价策略 Stackelberg均衡

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基于最大重叠离散小波变换和深度学习的光伏功率预测

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太阳能学报 2024年第5期45卷 576-583页

作者：马乐乐孔小兵郭磊刘源延刘向杰华北电力大学控制与计算机工程学院北京102206

针对光伏功率时间序列的非平稳特性,提出一种基于最大重叠离散小波变换(MODWT)和长短期记忆网络(LSTM)的光伏功率组合预测模型。利用皮尔逊相关系数确定影响光伏功率的重要气象因素,基于MODWT算法对历史光伏功率序列进行分解,将选取的... 详细信息

针对光伏功率时间序列的非平稳特性,提出一种基于最大重叠离散小波变换(MODWT)和长短期记忆网络(LSTM)的光伏功率组合预测模型。利用皮尔逊相关系数确定影响光伏功率的重要气象因素,基于MODWT算法对历史光伏功率序列进行分解,将选取的气象因素与分解得到的平稳子序列共同构成各个LSTM网络输入,通过汇总重构每个LSTM网络的子序列预测结果得到最终的光伏功率预测结果。从理论层面分析所建立的MODWT算法的完全重构性,并基于李雅普诺夫稳定性定理推导保证预测网络收敛的学习率范围。仿真对比结果显示,所提出的光伏功率预测模型在预测精度和鲁棒性方面具有明显优势。

关键词：光伏功率预测长短期记忆网络非平稳时间序列分解预测网络收敛性

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美学时代:“人的问题”的全面解决——试评潘知常《我审美故我在——生命美学论纲》的新思想

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美与时代（美学）（下） 2024年第3期 148-152页

作者：向杰不详

人类面临的根本问题就是人的问题,也就是人的异化问题。马克思解决人的异化问题有两条路径:一条是“历史科学”的路径,一条是“价值科学”的路径。前者构成了“实践的唯物主义”美学,即实践美学;后者构成了“实践的人道主义”美学,即生... 详细信息

人类面临的根本问题就是人的问题,也就是人的异化问题。马克思解决人的异化问题有两条路径:一条是“历史科学”的路径,一条是“价值科学”的路径。前者构成了“实践的唯物主义”美学,即实践美学;后者构成了“实践的人道主义”美学,即生命美学。生命美学也就是马克思美学。这就是《我审美故我在——生命美学论纲》一书的新观念、新思想,可说是潘知常美学思想的新发展。

关键词：美学时代人的问题异化历史科学价值科学马克思美学

稀疏型逆变器驱动SPMSM的高效有限集模型预测控制

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控制工程 2024年

作者：刘向杰潘继良马乐乐孔小兵华北电力大学控制与计算机工程学院

有限集模型预测控制(finite control set model predictive control， FCS-MPC)是提高永磁同步电机驱动性能和效率的一种重要技术手段。与单步FCS-MPC相比，多步FCS-MPC可以缓解观测噪声引起的激烈控制，并降低开关损耗，但是也存在计... 详细信息

有限集模型预测控制(finite control set model predictive control， FCS-MPC)是提高永磁同步电机驱动性能和效率的一种重要技术手段。与单步FCS-MPC相比，多步FCS-MPC可以缓解观测噪声引起的激烈控制，并降低开关损耗，但是也存在计算负担重和无感驱动时观测噪声大、范围窄、响应慢等问题。为此，采用虚拟矢量合成技术处理稀疏型逆变器的开关状态约束，保障球型译码算法的高效求解，并利用自适应滑模、滤波算法的宽速域和高带宽观测能力支持FCS-MPC的高频控制特性，提出一种针对三电平稀疏型中点钳位逆变器驱动无感永磁同步电机的高效控制策略。仿真结果表明，该策略能够有效消除稀疏型逆变器开关状态约束对球型译码算法影响的同时，调节滑模增益和滤波中心频率以抑制观测抖振与滤波相移，实现电机在中高速域的转速高效控制与估计。

关键词：永磁同步电机有限集模型预测控制三电平稀疏型中点箝位逆变器球型译码算法无位置传感器控制