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Research on entropy weight variation evaluation method for wind power clusters based on dynamic layered sorting

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Global Energy Interconnection 2024年第5期7卷 653-666页

作者： Yansong Gao Lifu A Chenxu Zhao Xiaodong Qin Ri Na An Wang shangshang wei Hohai University Nanjing 210000P.R.China Inner Mongolia Electric Power Group Co Ltd Inner Mongolia Electric Economy and Technology Academy Branch Hohhot 010000P.R.China

This paper presents an evaluation method for the entropy-weighting of wind power clusters that comprehensively evaluates the allocation problems of wind power clusters by considering the correlation between indicators and the dynamic performance of weight changes.A dynamic layered sorting allocation method is also *** proposed evaluation method considers the power-limiting degree of the last cycle,the adjustment margin,and *** uses the theory of weight variation to update the entropy weight coefficients of each indicator in real time,and then performs a fuzzy evaluation based on the membership function to obtain intuitive comprehensive evaluation results.A case study of a large-scale wind power base in Northwest China was *** proposed evaluation method is compared with fixed-weight entropy and principal component analysis *** results show that the three scoring trends are the same,and that the proposed evaluation method is closer to the average level of the latter two,demonstrating higher *** proposed allocation method can reduce the number of adjustments made to wind farms,which is significant for the allocation and evaluation of wind power clusters.

关键词： Wind power clusters Entropy-weighting method Comprehensive evaluation Dynamic layered sorting

基于约束最优模型预测抗干扰的槽式太阳能集热场出口温度控制方法研究

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中国电机工程学报 2024年第20期44卷 8178-8188,I0022页

作者：高宪花魏赏赏苏志刚南京工程学院信息与通信工程学院江苏省南京市211167 河海大学能源与电气学院江苏省南京市211100 东南大学能源与环境学院江苏省南京市210096

槽式太阳能集热场出口温度的控制对槽式太阳能发电系统的安全性和经济性至关重要。通常,集热场出口温度要求维持在设定值附近或跟踪设定值变化,但是集热场中存在的变量约束和多源扰动增加了该控制目标实现的难度。为此,该文提出一种约... 详细信息

槽式太阳能集热场出口温度的控制对槽式太阳能发电系统的安全性和经济性至关重要。通常,集热场出口温度要求维持在设定值附近或跟踪设定值变化,但是集热场中存在的变量约束和多源扰动增加了该控制目标实现的难度。为此,该文提出一种约束最优模型预测抗干扰控制方法,首先通过模型转化将多源扰动重构为单一集总扰动并设计扩张状态观测器估计该集总扰动,进而提出一种稳态目标值动态优化方法以兼顾变量约束、抗干扰和设定值跟踪等多重控制性能,并提出一种带扰动补偿的最大受控容许集构造方法将无穷数量约束转换为有限数量约束,采用双模态控制策略求解等效二次规划型约束优化问题。最后,仿真结果表明,与对比控制方法相比,该方法虽然牺牲了一定运行速度,但能在控制作用及其增量满足约束进而保证系统安全性的前提下,以较小的超调量和动态偏差实现对复杂光照强度变动、集热场入口温度波动、导热油流量波动以及参数摄动等扰动的有效抑制和设定值跟踪的控制目标。该方法可用于解决包括槽式太阳能集热场在内的一类热工对象变量受限下的多源扰动抑制和设定值跟踪问题。

关键词：模型预测控制约束抗干扰控制扩张状态观测器双模态控制槽式太阳能集热场

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考虑迟延的风电场模型预测尾流优化控制

中国电机工程学报 2024年第5期44卷 1813-1822,I0012页

作者：魏赏赏许昌阎洁赵振宙河海大学能源与电气学院江苏省南京市211100 华北电力大学新能源学院北京市昌平区102206

降低风电场出力波动性有利于促进电网友好运行,而尾流优化控制是降低整场出力波动的重要措施。现有尾流优化控制大都基于稳态模型,却忽略尾流动态迟延特性。但尾流迟延在风速不确定性基础上会进一步增加风电场出力的波动性。为此,该文... 详细信息

降低风电场出力波动性有利于促进电网友好运行,而尾流优化控制是降低整场出力波动的重要措施。现有尾流优化控制大都基于稳态模型,却忽略尾流动态迟延特性。但尾流迟延在风速不确定性基础上会进一步增加风电场出力的波动性。为此,该文基于稳态尾流模型辅以迟延计算,构建风电场准稳态尾流模型以同时兼顾尾流干涉作用与动态迟延特性。在此基础上,提出一种考虑迟延的模型预测平稳控制方法(predictive control considering delay,MPC-D),以指令跟踪与功率波动最小为目标协调各机组出力。最后,在WFSim上构建含33台机组的风电场仿真模型,并基于此分析尾流迟延对风电机组以及整场运行性能影响。结果表明,所建准稳态尾流模型能同时模拟尾流速度损失、机组功率迟延和整场功率阶梯变化等特性。并且由MPC-D所得整场出力较基于稳态模型的控制方法平均相对误差、均方根误差以及滑动均方根误差均得到改善,同时能防止机组桨距角频繁动作。

关键词：风电场尾流控制模型预测尾流迟延

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槽式太阳能集热场出口温度的双模态模型预测抗干扰控制研究

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太阳能学报 2022年第1期43卷 491-496页

作者：高宪花魏赏赏苏志刚东南大学能源与环境学院南京210096

槽式太阳能集热场出口温度的控制因其受到干扰的影响并未很好解决。针对该问题,该文提出一种双模态模型预测抗干扰方法。包括:将槽式太阳能集热场中除可测干扰外的所有扰动当成集总干扰,然后提出一种改进的干扰观测器用来观测前述集总干... 详细信息

槽式太阳能集热场出口温度的控制因其受到干扰的影响并未很好解决。针对该问题,该文提出一种双模态模型预测抗干扰方法。包括:将槽式太阳能集热场中除可测干扰外的所有扰动当成集总干扰,然后提出一种改进的干扰观测器用来观测前述集总干扰,最后观测值作为前馈信号被补偿到基于双模态模型预测控制的反馈控制器中以消除扰动的影响,并给出闭环系统的稳定性分析。研究结果表明,在复杂扰动下,该文提出的双模态模型预测抗干扰控制方法仍能以较小的超调量和较短的调节时间实现集热场出口温度的无偏控制。

关键词：模型预测控制槽式太阳能集热场干扰抑制无偏估计干扰观测器

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基于稀疏增强动态模态分解的风电场降阶模型

工程热物理学报 2024年第12期45卷 3706-3714页

作者：魏赏赏顾明轩李智寒许昌赵振宙河海大学新能源学院南京210001

针对基于标准动态模态分解所得风电场尾流场维数高、模态排序不唯一等问题,本文采用稀疏增强动态模态分解方法(SPDMD)对风电场尾流进行降阶建模。通过稀疏增强处理优化尾流场不同模态振幅从而提炼风电场尾流中主导模态,并基于主导模态... 详细信息

针对基于标准动态模态分解所得风电场尾流场维数高、模态排序不唯一等问题,本文采用稀疏增强动态模态分解方法(SPDMD)对风电场尾流进行降阶建模。通过稀疏增强处理优化尾流场不同模态振幅从而提炼风电场尾流中主导模态,并基于主导模态构建数据驱动范式下的风电场尾流模型。通过WFSim中保真风电场以及SOWFA的高保真风电场进行案例分析,结果表明稀疏增强动态模态分解方法较标准动态模态分解,所得模态时空分布更为集中,且可以利用更少的模态数实现风电场尾流高精度重构,证明了稀疏增强动态模态分解在风电场尾流降阶模型构建中的优越性。

关键词：风电场尾流稀疏增强动态模态分解尾流模型降阶模型

限功率下基于风电机组状态评价的风电场有功优化调度

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太阳能学报 2024年第11期45卷 506-516页

作者：魏赏赏应夏融高岩松王伟许昌霍志红河海大学新能源学院常州213200

针对风电场限功率运行模式,提出一种基于风电机组状态评价的风电场有功优化调度方法,以较低的计算复杂度实现风电场的运行优化控制。首先,定义风电机组综合评分体系中的各项指标,并采用模糊熵值法计算机组的功率上调/下调综合劣化度进... 详细信息

针对风电场限功率运行模式,提出一种基于风电机组状态评价的风电场有功优化调度方法,以较低的计算复杂度实现风电场的运行优化控制。首先,定义风电机组综合评分体系中的各项指标,并采用模糊熵值法计算机组的功率上调/下调综合劣化度进行排序。然后,根据发电状态对机组进行详细分类,并确定各类机组的功率调节能力。随后,基于风电机组分类和排序,实施风电场有功功率优化调度。最后,基于某风电场的历史数据进行仿真测试。结果表明:所提出的方法在风电场不同的限功率程度下均能实现较高的功率指令跟踪精度。同时,基于机组综合劣化度排序进行功率调度,可有效降低机组间的功率波动差异、载荷疲劳差异和整场功率波动。

关键词：风电场功率控制调度算法模糊熵值法综合评分机组状态分类载荷疲劳

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基于稀疏增强动力学模态分解的风力机尾流模型研究

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太阳能学报 2024年第7期45卷 681-690页

作者：张虎许昌魏赏赏霍志红韩星星薛飞飞河海大学能源与电气学院南京211100

基于稀疏增强动力学模态分解(SPDMD)方法对风力机尾流大涡模拟(LES)结果开展降阶模型研究,并将分解结果与标准DMD方法进行比较。结果表明,动力学模态分解方法能提取尾流动态特征,揭示风力机尾流演化规律。标准DMD方法倾向于选择具有小... 详细信息

基于稀疏增强动力学模态分解(SPDMD)方法对风力机尾流大涡模拟(LES)结果开展降阶模型研究,并将分解结果与标准DMD方法进行比较。结果表明,动力学模态分解方法能提取尾流动态特征,揭示风力机尾流演化规律。标准DMD方法倾向于选择具有小尺度和高频率的模态,而SPDMD方法选择具有低频率的大尺度流动特征。相比于标准DMD方法,SPDMD方法在低维子空间上建立风力机非定常尾流场的降阶模型,以较少的模态数目重构和预测风力机尾流场,可提高计算效率。

关键词：风力机尾流动力学模态分解降阶模型

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基于状态扩张输入输出动态模态分解的风力机尾流降阶模型

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太阳能学报 2024年第10期45卷 580-587页

作者：魏赏赏李智寒陈一凯许昌赵振宙许波峰河海大学新能源学院南京211100

基于数据驱动范式,采用输入输出动态模态分解方法(IODMD)构建机组偏航动作下风力机尾流降阶模型,此外为应对传统输入输出动态模态分解方法(IODMD)在局部流场精度不足的问题,提出扩张风力机转速的输入输出动态模态分解方法(EIODMD),从而... 详细信息

基于数据驱动范式,采用输入输出动态模态分解方法(IODMD)构建机组偏航动作下风力机尾流降阶模型,此外为应对传统输入输出动态模态分解方法(IODMD)在局部流场精度不足的问题,提出扩张风力机转速的输入输出动态模态分解方法(EIODMD),从而使得降阶模型能充分利用机组运行特性。研究结果表明,所提EIODMD较传统IODMD方法在流场重构与预测精度方面均有所提高,证明了EIODMD尾流降阶模型的优越性。

关键词：风力机尾流动态模态分解状态扩张降阶模型

床面干涉下防冲刷潮流能水轮机尾流特性及影响研究

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振动与冲击 2024年第24期43卷 77-83页

作者：苏纯浩赵振宙刘岩刘一格 Ali Kashif 刘惠文魏赏赏河海大学新能源学院江苏常州213200 河海大学电气与动力工程学院南京211100

该文提出采用潮流能水轮机尾流来减轻海上风电机组桩基局部冲刷防护的方法,针对水平轴潮流能水轮机的尾流与海床床面的相互干涉作用展开研究。以水平轴潮流能水轮机为研究对象,分析水轮机安装高度0.75D、1.00D和1.25D,对尾流速度亏损、... 详细信息

该文提出采用潮流能水轮机尾流来减轻海上风电机组桩基局部冲刷防护的方法,针对水平轴潮流能水轮机的尾流与海床床面的相互干涉作用展开研究。以水平轴潮流能水轮机为研究对象,分析水轮机安装高度0.75D、1.00D和1.25D,对尾流速度亏损、尾涡结构及其对床面剪切应力的影响。研究结果表明:在x/D<3近尾流区,安装高度下尾流速度亏损分布相似,安装高度越大,床面上方加速流速度越小;在远尾流区,尾流速度亏损随安装高度增大而增大,海床表面流速大,破坏了尾流区的对称性;当安装高度H=0.75D时,其梢涡在远尾流区与床面碰撞发生耗散,涡结构发生蜿蜒;床面剪切应力在尾流区呈先减小后增大的趋势,各安装高度下在x/D=6~9均小于1,且都在x/D=8达到最小,为减轻风电桩基冲刷,水轮机安装高度H=1.00D、安装间距为下游x/D=6~9最为合适。

关键词：潮流能水轮机局部冲刷尾流亏损剪切应力