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基于人工蜂群算法的温差发电阵列最优重构方法

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上海交通大学学报 2024年第1期58卷 111-126页

作者：杨博胡袁炜骥郭正勋束洪春曹璞璘李子林昆明理工大学电力工程学院昆明650031 香港理工大学电机工程系中国香港999077

在新能源发电技术快速发展的背景下,温差发电(TEG)技术能够很好地利用新能源发电中产生的废热.然而,温度分布的变化会使得TEG阵列的输出特性恶化、发电效率降低.提出基于人工蜂群(ABC)算法的TEG阵列重构方法,在3种不同温度分布情况下,利... 详细信息

在新能源发电技术快速发展的背景下,温差发电(TEG)技术能够很好地利用新能源发电中产生的废热.然而,温度分布的变化会使得TEG阵列的输出特性恶化、发电效率降低.提出基于人工蜂群(ABC)算法的TEG阵列重构方法,在3种不同温度分布情况下,利用ABC在对称9×9和不对称10×15两种TEG阵列进行动态重构.将所提算法与遗传算法、粒子群优化算法和秃鹰搜索优化算法3种启发式算法作对比,并给出由ABC重构后的TEG阵列温度分布图.结果表明:ABC能够提高TEG阵列的输出功率,输出功率-电压曲线均趋向呈现出单个峰值.此外,利用基于RTLAB平台上的硬件在环实验验证了硬件可行性.

关键词：温差发电人工蜂群算法动态重构硬件在环实验

基于改进模糊自适应的先进绝热压缩空气储能一次调频控制策略

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电网技术 2024年

作者：朱志超崔森陈来军陈思源梅生伟青海大学能源与电气工程学院清华大学电机工程与应用电子技术系

可再生能源在新型电力系统中占比持续增加，降低了电力系统的惯性水平，系统频率稳定问题愈发严峻。在储能参与电力系统频率调整中先进绝热压缩空气储能(advanced adiabatic compressed air energy storage，AA-CAES)效率高、响应速度... 详细信息

可再生能源在新型电力系统中占比持续增加，降低了电力系统的惯性水平，系统频率稳定问题愈发严峻。在储能参与电力系统频率调整中先进绝热压缩空气储能(advanced adiabatic compressed air energy storage，AA-CAES)效率高、响应速度快、具备良好的频率调整能力。为提高AA-CAES系统一次调频性能，提出一种与频率偏差结合的变论域模糊自适应PI控制策略。该策略将频率偏差作为伸缩因子自变量，实时调整论域范围，等效增加模糊规则数，可更好地应对不同程度的频率波动。最后通过搭建Matlab/Simulink进行验证，仿真结果证实基于变论域模糊自适应控制的AA-CAES系统可大幅减小电力系统动态频率偏差，显著改善电力系统一次调频响应特性，缓解新型电力系统调频压力，为AA-CAES系统深度参与电网一次调频服务提供有力支撑。

关键词：先进绝热压缩空气储能一次调频变论域模糊自适应变工况

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考虑通信延时的分布式发电系统协同控制策略

高电压技术 2024年第10期 4530-4539页

作者：卢卓禹邓思成许文浩陈来军青海大学能源与电气工程学院清华大学电机工程与应用电子技术系

分布式控制是提高分布式发电系统运行灵活性和可靠性的重要技术手段，但其控制效果较依赖于各分布式电源之间快速、可靠的信息交互。实际系统中，通信延时往往难以避免，其存在可能使控制性能恶化，甚至导致系统失稳。为此，提出一种考... 详细信息

分布式控制是提高分布式发电系统运行灵活性和可靠性的重要技术手段，但其控制效果较依赖于各分布式电源之间快速、可靠的信息交互。实际系统中，通信延时往往难以避免，其存在可能使控制性能恶化，甚至导致系统失稳。为此，提出一种考虑通信延时的分布式发电系统高可靠协同控制策略。首先，分析通信延时对常规分布式控制系统的影响；其次，通过引入Artstein变换，将含延时系统的稳定性问题转换为无延时系统的控制器优化设计问题；在此基础上，针对延时导致系统响应性能恶化的问题，设计有限时间控制策略，在优化收敛速度的同时提升系统对设备频繁投切的适应性。多种工况的结果验证了控制策略在通信延时下具有更可靠的控制性能。

关键词：分布式发电系统一致性算法通信延时高可靠分布式运行协同控制

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水电机组数字孪生系统构想及应用展望

中国电机工程学报 2024年

作者：王渝红曹添高仕林陈颖郑宗生陈文晟周旭清华大学电机工程与应用电子技术系四川大学电气工程学院

随着中国水电快速发展，大规模水电机组在建模-运维-控制等方面面临的新问题逐步凸显。数字孪生可赋能水电机组多领域应用，有望解决水电机组的数字化建模与智能调控等多方面问题。为此，该文首先阐述了数字孪生应用于水电机组的必要性... 详细信息

随着中国水电快速发展，大规模水电机组在建模-运维-控制等方面面临的新问题逐步凸显。数字孪生可赋能水电机组多领域应用，有望解决水电机组的数字化建模与智能调控等多方面问题。为此，该文首先阐述了数字孪生应用于水电机组的必要性。基于必要性分析，构建了水电机组数字孪生系统框架并分析了其实施路径。其次，介绍了面向水电机组数字孪生系统的关键技术。最后，结合水电机组实际需求，探讨了数字孪生在水电机组全生命周期管理、故障诊断与健康管理、水电源网协调控制等领域的应用构想，以期为水电机组的多领域应用提供基于数字孪生的新方案。

关键词：水电机组数字孪生应用框架状态评估智能运维

电机直驱操动机构速度环PI控制器优化设计方法

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电气工程学报 2024年

作者：王潇吴旭升肖曦海军工程大学电气工程学院清华大学电机工程与应用电子技术系

为解决高压断路器电机直驱操动机构伺服控制系统中，速度环使用经典PI控制器时出现的振荡和超调问题，提出了一种速度环PI控制器的优化设计方法。利用传递函数深入探讨了经典PI控制器的速度环的跟踪性能、抗扰动能力与阻尼比之间的关系... 详细信息

为解决高压断路器电机直驱操动机构伺服控制系统中，速度环使用经典PI控制器时出现的振荡和超调问题，提出了一种速度环PI控制器的优化设计方法。利用传递函数深入探讨了经典PI控制器的速度环的跟踪性能、抗扰动能力与阻尼比之间的关系，提出了一种具有主动阻尼功能的PI控制器结构，并对控制器参数设计和鲁棒性进行了分析。仿真和试验结果显示，相比经典PI控制器，所提方案有效改善了速度环的震荡和超调问题，在启动过程中，超调量减少了约0.94%，且增强了系统在扰动下的抗扰动能力。

关键词：操动机构速度环 PI控制器电机直驱

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电力系统中的雷电暂态感知、监测和应用

高电压技术 2024年第8期50卷 3303-3323页

作者：杨庆柯锟胡军姚子恒吴世林何金良输变电装备技术全国重点实验室(重庆大学电气工程学院) 重庆400044 清华大学电机工程与应用电子技术系北京100084

雷电是造成电力系统故障的首要原因,实现对雷电暂态电压电流信号的感知、监测和数据应用对于维护系统安全稳定运行具有重要意义。面向日益复杂的新型电力系统结构形态,传感器件在满足雷电宽频测量的基础上,监测装置正朝着微型化、高精... 详细信息

雷电是造成电力系统故障的首要原因,实现对雷电暂态电压电流信号的感知、监测和数据应用对于维护系统安全稳定运行具有重要意义。面向日益复杂的新型电力系统结构形态,传感器件在满足雷电宽频测量的基础上,监测装置正朝着微型化、高精度、强互联和易取能方向发展。因此,该文基于雷电暂态感知方法、监测装置关键技术和雷击数据统计应用的研究现状,首先介绍了基于不同原理的电压/电场和电流/磁场传感技术,并分析了各自的优缺点;其次梳理了传感器微型化、时间同步、通信和供能等关键技术的最新进展;随后通过对雷击暂态波形的统计分析,探讨了监测数据在雷击故障识别与定位中的应用;最后对电力系统中雷电暂态感知、监测与应用进行总结并对其发展趋势作出展望。

关键词：电压/电场传感技术电流/磁场传感技术微型化技术时间同步供能与通信统计分析雷击故障识别与定位

基于三状态PWM的电动汽车电机驱动系统多模式调制策略研究

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电工技术学报 2024年第4期39卷 1010-1021页

作者：夏衍孙立鹏李军伟李强陆海峰山东理工大学交通与车辆工程学院淄博255049 潍柴动力股份有限公司潍坊261001 清华大学电机工程与应用电子技术系北京100084

在电动汽车电驱动系统中,逆变器中的高频开关动作是产生开关损耗影响逆变器效率的主要因素,特别是为适应驱动电机高速化的趋势,不得不采用较高的开关频率,从而在低速时产生不必要的开关损耗,使逆变器效率偏低。因此,该文提出一种基于三... 详细信息

在电动汽车电驱动系统中,逆变器中的高频开关动作是产生开关损耗影响逆变器效率的主要因素,特别是为适应驱动电机高速化的趋势,不得不采用较高的开关频率,从而在低速时产生不必要的开关损耗,使逆变器效率偏低。因此,该文提出一种基于三状态脉冲宽度调制(TSPWM)的多模式调制策略来减少逆变器的开关损耗,提高全工况范围的逆变器效率。根据工况动态改变调制模式:在不同转速下采取变载频分段异步TSPWM;根据电机的相电流幅值动态地改变TSPWM不连续调制的钳位模式,使电流幅值较大的相保持在钳位状态以减小损耗。为了解决不同模式切换时相位突变导致电流或转矩冲击的问题,提出一种基于载波周期角度计算的电压矢量相位补偿算法,通过精确分析调制模式改变时刻对电压矢量角的影响,计算出切换后的补偿角度对空间电压矢量角进行补偿,从而实现不同模式的平滑切换。最后,通过算法仿真和电机实验验证了所提策略的有效性。结果表明,采用基于TSPWM的多模式调制策略的电机驱动系统,其逆变器效率得到了显著提升,且具有较小的共模电压。

关键词：三状态脉冲宽度调制(TSPWM) 多模式调制分段变载波比调制共模电压电机驱动电动汽车

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考虑碳交易的风光配电网储能优化配置

武汉大学学报(工学版) 2024年

作者：闫群民孟珉歆董新洲马永翔清华大学电机工程与应用电子技术系陕西理工大学电气工程学院

随着以风光为主的新能源在配电网中的占比愈来愈高，给配电网的稳定运行带来了巨大挑战，合理的配置储能有助于提高风光配电网的稳定性、促进新能源消纳。本文考虑风光配电网的碳排放，构建碳交易机制模型，并建立以系统有功网损、电压... 详细信息

随着以风光为主的新能源在配电网中的占比愈来愈高，给配电网的稳定运行带来了巨大挑战，合理的配置储能有助于提高风光配电网的稳定性、促进新能源消纳。本文考虑风光配电网的碳排放，构建碳交易机制模型，并建立以系统有功网损、电压偏移量以及碳交易成本最小为目标的储能优化配置模型。为实现储能优化配置模型的高效求解，采用一种结合竞争学习策略和精英保留策略改进的粒子群算法对模型进行求解，并选取最优配置方案。在IEEE33节点系统中对模型进行仿真验证，结果表明：相较于传统的多目标粒子群优化算法而言，使用改进的粒子群算法求解时可以显著降低风光配电网的有功网损，改善网络的电压分布，同时使新能源消纳能力达到最大化，验证了本文所提储能优化配置方案的有效性。

关键词：粒子群算法碳交易机制竞争学习策略精英保留策略

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光敏剂的转化与创新

中国激光 2024年第9期51卷 114-130页

作者：刘开宁李睿刘仁发戴志飞北京大学未来技术学院生物医学工程系北京100871 南开大学生命科学学院天津300071

以光敏剂为基础的光动力疗法已被确定为许多肿瘤、皮肤性疾病、血管性疾病等适应证的安全治疗方式。在近些年的研究中,卟啉类光敏剂、二氢卟吩类光敏剂等均投入临床使用,酞菁类光敏剂、稠环醌类光敏剂等均已开展临床研究。但是,光动力... 详细信息

以光敏剂为基础的光动力疗法已被确定为许多肿瘤、皮肤性疾病、血管性疾病等适应证的安全治疗方式。在近些年的研究中,卟啉类光敏剂、二氢卟吩类光敏剂等均投入临床使用,酞菁类光敏剂、稠环醌类光敏剂等均已开展临床研究。但是,光动力疗法在临床转化中还面临着诸多问题,如有限的穿透深度、较低的溶解度、暗毒性、对氧气浓度的高度依赖等,新型的安全高效的光敏剂亟待被进一步开发,以实现高度特异性微创治疗。目前,新型光敏剂的研发主要聚焦于靶向修饰和智能纳米药物递送体系以及可激活/响应型光敏剂、耐乏氧肿瘤微环境的Ⅰ型光敏剂、适应深层实体瘤治疗的光敏剂等。此外,超声激发的声动力治疗也为光敏剂的临床应用开辟了新思路。随着新型光敏剂的开发与转化,将会有更多的光敏剂药物被应用于临床实践,为癌症和其他疾病患者带来福音。

关键词：医用光学光敏剂光动力疗法临床应用