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基于预测控制的PHEV能源管理策略

汽车工程 2019年第3期41卷 275-282,297页

作者：刘吉超陈阳舟北京工业大学北京市交通工程重点实验室北京100124 北京工业大学人工智能与自动化学院北京100124

提出一种基于预测控制的PHEV在线能源管理策略。它利用BP神经网络构建旅途预测模型,并采用遗传-粒子群混合优化算法提升预测模型的车速预测精度;在此基础上,为保证预测模型对工况的适应性和策略的实时性,设计了基于动态规划的预测控制策... 详细信息

提出一种基于预测控制的PHEV在线能源管理策略。它利用BP神经网络构建旅途预测模型,并采用遗传-粒子群混合优化算法提升预测模型的车速预测精度;在此基础上,为保证预测模型对工况的适应性和策略的实时性,设计了基于动态规划的预测控制策略;最后以实际工况数据对提出的策略进行了仿真验证。结果表明,设计的旅途预测模型可有效地进行车速预测,预测精度超过93%;同时,与现有的实时策略和全局优化策略相比,采用提出的策略时油耗、排放和实时性得到了改善。

关键词： PHEV 能源管理策略预测控制旅途预测

混合型燃料电池汽车能源管理策略与动力控制器研究

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混合型燃料电池汽车能源管理策略与动力控制器研究

作者：李俞志南京理工大学

学位级别：硕士

能源危机和环境污染问题亟待解决,燃料电池汽车作为新能源汽车的代表之一,是替代传统内燃机汽车的理想解决方案,正逐步在交通运输业得到应用,燃料电池汽车以其无污染、动力性强、能量利用率高、续航里程长等优势,取得了各大车企和各国... 详细信息

能源危机和环境污染问题亟待解决,燃料电池汽车作为新能源汽车的代表之一,是替代传统内燃机汽车的理想解决方案,正逐步在交通运输业得到应用,燃料电池汽车以其无污染、动力性强、能量利用率高、续航里程长等优势,取得了各大车企和各国政府的高度重视。为了实现混合型燃料电池汽车高效、可靠的运行,充分发挥燃料电池稳定高效的工作特性和辅助能源的动态适应能力,需要选择合适的能源管理策略来解决多能源之间功率分配的问题。因此,考虑到工程应用中要求易实现、实时性强的特点,结合车辆的运行模式特点,本论文定义了三种车辆运行模式:充电功率模式,低功率模式和巡航模式,并针对不同模式选择采用不同的能源管理策略,建立了一种基于多模式的混合能源管理策略。同时,考虑到下层直流变换器控制器,针对外部扰动,设计了一种基于干扰观测器的自适应非线性控制器。最后,为提升燃料电池汽车电机驱动控制的动态性能,设计了一种基于高阶快速终端滑模负载转矩观测器的驱动电机自适应连续快速终端滑模控制器,具体如下:首先,选择燃料电池+蓄电池+超级电容的三电源混合型拓扑结构并采用前向仿真建模方式为混合型燃料电池汽车建模,然后利用动力学分析,针对所选车型对混合电源系统的关键参数进行了匹配和设计,最后基于所选拓扑结构利用前向仿真建模方式搭建了混合型燃料电池汽车全车仿真模型。其次,在混合型燃料电池汽车能源管理策略设计方面,本论文建立了一种基于多模式的混合能源管理策略。结合车辆的运行模式特点,依据混合型燃料电池汽车负载功率的显著变化,定义了三种主要模式:充电功率模式,低功率模式和巡航模式;并在分析每种模式下的汽车运行特性后,针对不同模式选择采用不同的能源管理策略,即在充电功率模式下采用改进型基于PI的能源管理策略、低功率模式下采用耗电保持能源管理策略、巡航模式下采用基于模糊逻辑参数修正的单PI能源管理策略。然后,在混合型燃料电池汽车直流变换器控制方面,本论文设计了一种基于干扰观测器的自适应非线性控制器。先依据纹波率对直流变换器的电感和电容进行参数设计,并建立了其状态平均仿真模型和小信号模型,同时基于小信号模型利用频域法对直流变换器经典PI控制器进行了控制参数整定;再考虑到直流变换器系统模型中的不确定性和扰动,设计了一种混合型燃料电池汽车直流变换器非线性鲁棒控制器,为了进一步提高系统的鲁棒性和动态性,设计了一种基于干扰观测器的自适应非线性控制器。最后,在混合型燃料电池汽车驱动电机控制方面,本论文设计了一种基于高阶快速终端滑模负载转矩观测器的驱动电机自适应连续快速终端滑模控制器。先考虑了混合型燃料电池汽车驱动电机选型,从性能和市场的角度进行分析,选择永磁同步电机作为本论文的混合型燃料电池汽车驱动电机,然后对永磁同步电机进行数学建模,并利用有功功率和内模的思想整定了传统永磁同步电机PI控制器控制参数。接着考虑到车辆行驶过程中的电机系统扰动,设计了一种自适应连续快速终端滑模驱动控制器,并且为了提升其抗负载波动性能,结合高阶快速终端滑模负载转矩观测器对其进行补偿。

关键词：混合型燃料电池汽车前向仿真能源管理策略多模式直流变换器非线性控制干扰观测器驱动电机控制高阶快速终端滑模控制

建筑光伏储能系统优化管理策略及影响因素研究

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中外能源 2024年第5期29卷 35-43页

作者：郭浩然李乾谈卓越王慧龙深圳大学土木与交通工程学院广东深圳518052

在建筑能源系统中引入光伏已成为可持续能源的有效解决方案之一。然而光伏发电受时间和环境影响明显,其变化规律很难与建筑自身用能需求完全匹配。为了解决该问题,在峰谷电价背景下,提出一种新型的基于发电和用电预测的建筑光伏储能系... 详细信息

在建筑能源系统中引入光伏已成为可持续能源的有效解决方案之一。然而光伏发电受时间和环境影响明显,其变化规律很难与建筑自身用能需求完全匹配。为了解决该问题,在峰谷电价背景下,提出一种新型的基于发电和用电预测的建筑光伏储能系统优化管理策略,并重点研究实际运行工况下,发电量和用电量预测精度、建筑层数、季节类型对优化管理策略性能的影响。首先基于极端梯度提升(XGBoost)算法,开发了建筑用电量和光伏发电量逐时预测模型。在此基础上,针对光伏、蓄电池、电网及建筑4个模块,利用遗传算法优化未来24h蓄电池逐时充放电量,从而实现系统日用电成本最小化。研究发现,在发电量与用电量比较接近时,优化管理策略相比传统策略有显著的性能提升,特别适用于不高于2层的建筑,有望在城镇中广泛推广。而对于城市高层建筑,在光伏发电量远低于建筑用电量的场景下,优化管理策略虽然优势并不显著,但效果仍优于传统策略。研究还发现,对于不高于2层的建筑,即使发、用电量预测精度不高,优化管理策略依然性能良好,且随着预测精度的上升性能会进一步提升。

关键词：建筑光伏储能能源管理策略电量预测建筑层数季节类型

基于智能化配电网技术的能源管理系统设计优化分析

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电子技术（上海） 2024年第3期53卷 304-305页

作者：姚力群刘斐国网陕西省电力有限公司宁强县供电公司陕西724400 汉中职业技术学院陕西723000

阐述一个基于数据分析和建模的智能化配电网系统架构设计,提出优化算法的能源管理策略。通过在实际环境中的模拟和实验验证,证明此系统在能源管理中的有效性。

关键词：能源管理系统优化算法能源管理策略

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无人机动力系统多电源切换控制策略研究

无人机动力系统多电源切换控制策略研究

作者：阚威大连交通大学

学位级别：硕士

当前时代因为传统能源资源的逐渐匮乏,人类对新能源使用以及环境保护问题更加重视。而无人机在人类社会扮演着越来越重要的角色,但由于传统燃油无人机因耗油、噪声以及污染等问题,未来的发展必然受限,而纯电动力无人机由于电池能量密度... 详细信息

当前时代因为传统能源资源的逐渐匮乏,人类对新能源使用以及环境保护问题更加重视。而无人机在人类社会扮演着越来越重要的角色,但由于传统燃油无人机因耗油、噪声以及污染等问题,未来的发展必然受限,而纯电动力无人机由于电池能量密度约束导致带载能力以及续航能力不足,所以混合动力无人机的出现既改善了传统燃油无人机污染和能源消耗的问题,也弥补了纯电动力无人机续航能力和带载能力的问题。本文结合太阳能电池与锂电池组作为无人机动力源,以固定翼-四旋翼复合式无人机为研究对象,对混合多电源无人机的能量管理系统进行研究,本文主要研究内容如下:1.对无人机多电源动力系统的总体方案进行设计,研究了太阳能无人机的动力可行性,最终选择太阳能电池及其储能电池作为系统主能量源,锂电池组作为辅助电源,并对各能源模块进行配置选型。2.针对多电源管理系统中锂电池SOC估算方法,研究锂电池耗电过程后20%阶段估算精度不足问题,提出基于EKF-DKF的改进算法并与其他算法进行仿真比较,得到较为均衡的锂电池SOC估算精度以及估算效率。3.研究多电源无人机基于DP的预测型能量管理策略,首先使用GRNN算法对无人机实测电压进行了训练仿真,并通过测试验证了其在时间序列上的预测能力以及效率;其次构建了基于DP的能量管理策略,以机载设备数据对算法进行了仿真,并为无人机能量管理策略仿真提供了有力支撑。4.对多电源无人机硬件切换电路进行设计,主要设计了双电源无缝切换电路、锂电池均衡充放电电路、太阳能电池MPPT升压充放电电路,以及电压电流采集和通信电路,在一定程度上改善了无人机切换能源时的相应时间和大电流冲击导致无人机损毁问题。5.进行多电源无人机切换控制电路硬件卡板测试、多电源无人机飞行测试,以及多电源无人机预测型能量管理策略的仿真验证测试,将获得的无人机飞行数据导入搭建好的能量管理策略,获得多电源无人机能源之间的管理策略仿真结果。本文通过研究以上内容,经过设计,构建,测试等环节,验证本文提出的太阳能-锂电池多电源无人机动力系统能源控制策略的可行性,并完成相关硬件设计,在一定程度上改善其续航问题,满足其动力性和经济性。

关键词：多电源无人机能源管理策略 SOC估算切换电路设计

适用于青藏高原地区的风光柴互补能源系统的优化设计

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太阳能 2022年第1期 55-61页

作者：郭进陆运章张佳亮马一山王一达刘松谢锋中国电子科技集团公司第四十八研究所长沙410111

为研制出更适用于青藏高原地区的风光柴互补能源系统(下文简称为“青藏高原风光柴互补能源系统”),通过对青藏高原地区的风能和太阳能资源分布情况进行统计、对蓄电池组进行热模拟、对能量控制进行仿真,以及对光伏组件安装倾角、蓄电池... 详细信息

为研制出更适用于青藏高原地区的风光柴互补能源系统(下文简称为“青藏高原风光柴互补能源系统”),通过对青藏高原地区的风能和太阳能资源分布情况进行统计、对蓄电池组进行热模拟、对能量控制进行仿真,以及对光伏组件安装倾角、蓄电池组的温度控制、能源控制、能源管理策略进行优化设计等方式,使青藏高原风光柴互补能源系统更适应青藏高原的高海拔、低温、低气压等恶劣环境,并使其具有性能稳定、能源利用效率高的特性。将青藏高原风光柴互补能源系统的优化设计结果应用到实际工程项目中进行验证,结果表明:优化后的青藏高原风光柴互补能源系统具有良好的资源利用率与稳定性。

关键词：风光柴互补能源系统青藏高原能源控制能源管理策略优化设计

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浅谈绿色机场建设之能源管理的推进

中国设备工程 2022年第7期 65-66页

作者：冯蕾洁成都双流国际机场股份有限公司四川成都610225

随着生态文明的推进和双碳政策的宣贯,绿色低碳是各行业建设的内在要求和可持续发展的核心要义。航空业是八大高耗能行业之一,而机场又是航空运输系统中非常重要的一环,基于我国机场建设规模以及数量的增长,机场面临着严峻的资源环境约... 详细信息

随着生态文明的推进和双碳政策的宣贯,绿色低碳是各行业建设的内在要求和可持续发展的核心要义。航空业是八大高耗能行业之一,而机场又是航空运输系统中非常重要的一环,基于我国机场建设规模以及数量的增长,机场面临着严峻的资源环境约束压力,现以“绿色机场”建设为引领、以加强能源管理和节能减排为主要手段,进一步落实国家和民航局的绿色战略部署。本文主要从能源管理的推进策略入手,介绍现在主要运用的能源管理手段和案例。

关键词：绿色机场建设能源管理策略智慧能源系统

基于Multi-Agent系统的含分布式电源电网能源优化管理

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电力系统保护与控制 2015年第12期43卷 21-27页

作者：李文云蒋亚坤雷炳银于峰云南电网公司科技部云南昆明650011 云南电力调度控制中心云南昆明650041 易能(中国)电力科技有限公司北京100093

在市场运行环境下,为了寻求微电网成本利益和环境效益的最大化,提出基于Multi-Agent系统能源优化管理策略。该研究首先构建Multi-Agent系统。此系统包括市场管理Agent(MOA),微电网管理Agent(MMA),公共电网Agent(UGA)和分布式发电Agent(D... 详细信息

在市场运行环境下,为了寻求微电网成本利益和环境效益的最大化,提出基于Multi-Agent系统能源优化管理策略。该研究首先构建Multi-Agent系统。此系统包括市场管理Agent(MOA),微电网管理Agent(MMA),公共电网Agent(UGA)和分布式发电Agent(DGA)。根据各微电网管理Agent上报的发电计划,在市场管理Agent中设计电价竞标策略用来确定各微电网的最佳交易电价和中标电量,以确保微电网经济利益最大化。在此基础上,在各微电网管理Agent中设计能量管理策略,并采用改进粒子群算法来确定微电网内部各分布式发电Agents的最佳功率分派,从而最小化微电网的运行成本。最后仿真验证了该方案的有效性。

关键词： MG Multi-Agent系统能源管理策略电价竞标策略粒子群算法

近场无线能量传输在模块化分离式卫星中的应用分析

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西北工业大学学报 2019年第S1期37卷 20-25页

作者：王磊张龙龙宗岩张玉才杨志王海明山东航天电子技术研究所山东烟台264670 航天东方红卫星有限公司北京100094

模块化分离式卫星是一种通过功能分解、物理分离、供电与通信无线连接等方式实现的新型航天器架构,用于实现传统整体式航天器功能。以能源供给模块和任务载荷模块组成的模块化分离式卫星为例,根据航天器任务和各功能模块供电需求,提出... 详细信息

模块化分离式卫星是一种通过功能分解、物理分离、供电与通信无线连接等方式实现的新型航天器架构,用于实现传统整体式航天器功能。以能源供给模块和任务载荷模块组成的模块化分离式卫星为例,根据航天器任务和各功能模块供电需求,提出了基于近场无线能量传输技术的模块化分离式卫星架构,分析了其应用的可行性及关键技术。

关键词：无线能量传输无线自组织网络模块化分离式卫星能源管理策略