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模型预测控制技术在SNCR脱硝系统的应用

洁净煤技术 2024年第S2期 579-585页

作者：潘勤高畅隋海涛国能长源武汉青山热电有限公司烟台龙源电力技术股份有限公司

循环流化床锅炉脱硝系统多采用非选择性催化还原（SNCR）工艺，喷枪布置在炉膛出口至分离器入口之间的水平烟道处，炉膛NOx浓度测点缺失及烟气含尘量大导致只能依靠净烟气NOx浓度进行反馈控制。为了解决循环流化床锅炉SNCR脱硝系统长期... 详细信息

循环流化床锅炉脱硝系统多采用非选择性催化还原（SNCR）工艺，喷枪布置在炉膛出口至分离器入口之间的水平烟道处，炉膛NOx浓度测点缺失及烟气含尘量大导致只能依靠净烟气NOx浓度进行反馈控制。为了解决循环流化床锅炉SNCR脱硝系统长期存在的自动化投入率低、氨逃逸大、控制效果不佳等问题，提出了基于模型预测控制（MPC）技术的SNCR脱硝优化控制方案，该方案利用烟气氧量、主蒸汽流量等参数进行前馈控制，利用净烟气NOx浓度进行反馈控制，采用模型预测控制器替代PID控制器，建立相关变量间的阶跃响应模型关系。首先使用SIMULINK仿真软件搭建脱硝系统仿真模型，然后导入负荷、氧量等干扰变量的历史数据，最后进行脱硝控制效果的仿真、氧量测点吹扫的仿真、净烟气NOx浓度测点吹扫的仿真。仿真结果表明净烟气NOx浓度的实际值在设定值±5 mg/m3波动；氧量测点吹扫期间，采取剔除烟气氧量干扰变量，只保留主蒸汽流量等措施，可以增强控制系统的抗干扰能力；净烟气NOx浓度测点吹扫对控制系统影响很小。该优化控制方案应用于1台280 t/h高压循环流化床锅炉的SNCR脱硝系统，其氨水制备设备与喷枪布置位置距离较远，导致控制延迟较大，一直无法投入自动。优化控制系统投入后，净烟气NOx浓度的波动幅度大幅减小，降低至±5 mg/m3以内，喷氨量随着氧量和主蒸汽流量等前馈控制变量进行局部调整，随净烟气NOx浓度的变化进行整体趋势调整，在遇到变负荷等工况时，喷氨量可快速增大至最高点然后缓慢下降，喷氨量的波动幅度比手动调节大幅降低，净烟气NOx浓度的平均值由30 mg/m3提高至42 mg/m3,降低喷氨量8%以上，表明模型预测控制技术在SNCR脱硝控制系统取得较好的效果。

关键词：模型预测控制 SNCR 脱硝系统喷氨优化仿真

多馈入直流换相失败与同步电网交互影响机理研究评述

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高电压技术 2024年第7期50卷 2747-2759页

作者：薛峰彭慧敏王玉薛禹胜刘庆龙国电南瑞科技股份有限公司南京211106 南瑞集团有限公司(国网电力科学研究院) 南京211106

换相失败场景下交直流交互影响机理是多馈入直流系统安全稳定控制决策前提。从直流换相失败分类及机理、换相失败影响因素、换相失败评价指标及风险评估4个方面梳理了换相失败与同步电网交互影响机理研究现状,并从直-交、交-直两个角度... 详细信息

换相失败场景下交直流交互影响机理是多馈入直流系统安全稳定控制决策前提。从直流换相失败分类及机理、换相失败影响因素、换相失败评价指标及风险评估4个方面梳理了换相失败与同步电网交互影响机理研究现状,并从直-交、交-直两个角度分析了交直流电网的交互影响,最后介绍了基于受扰轨迹知识提取的交直流系统量化分析方法及应用现状,实例分析单直流换相安全评估方法推广至多直流连续换相失败的可行性,指出基于关断角受扰轨迹提取的量化分析方法能实现多馈入直流换相安全量化评估和换相安全性与系统稳定性的交互影响分析,后续应该理论分析多馈入直流换相失败场景下电压和频率跌落可接受性量化评估的适应性,在多维量化指标空间内,深入探讨同步电网多时间尺度复杂动态响应对多馈入直流换相安全的影响规律,揭示多馈入直流换相失败与同步电网动态响应相互作用机理。

关键词：多馈入直流影响因素评价指标交互影响机理轨迹动力学直流换相安全裕度

多间隔信息融合的母线保护电流互感器断线再开放策略

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电力自动化设备 2024年第5期44卷 151-157页

作者：陈琦陈福锋唐治国薛明军刘凯祥王胜孙震宇国电南京自动化股份有限公司江苏南京210003 南京国电南自电网自动化有限公司江苏南京211153

对于电流互感器(CT)断线后发生金属性故障的情景,现有母线保护采取的闭锁差动保护动作方式将会引发多个变电站停电。此外,当母线区内发生高阻接地故障时,现有母线保护判据可能会将其误判为CT断线故障,不利于电力系统的安全稳定运行。针... 详细信息

对于电流互感器(CT)断线后发生金属性故障的情景,现有母线保护采取的闭锁差动保护动作方式将会引发多个变电站停电。此外,当母线区内发生高阻接地故障时,现有母线保护判据可能会将其误判为CT断线故障,不利于电力系统的安全稳定运行。针对这一问题,提出了一种母线保护CT断线再开放策略,该策略基于断线间隔与非断线间隔的零序电流变化量对负荷波动和故障进行区分,并基于非断线间隔的差流有效值和间隔失灵保护信息对区内外故障进行判别。实时数字仿真系统仿真结果验证了所提CT断线识别判据和再开放策略的正确性。

关键词：电流互感器断线多间隔信息融合短路故障电流互感器闭锁策略母线保护

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高效柔性钙钛矿太阳电池研究

太阳能学报 2024年第4期45卷 116-121页

作者：白建明于越李治学彭飞华电重工股份有限公司北京100071

对柔性钙钛矿太阳电池(FPSCs)成膜工艺进行研究,针对在柔性基底上沉积薄膜不均匀、较多缺陷、内部应力等问题,分析其形成原因和影响因素。选择PET/ITO作为柔性基底,SnO2作为电子传输层,加入KCl进行调控,KCl的加入可增加电子传输层与柔... 详细信息

对柔性钙钛矿太阳电池(FPSCs)成膜工艺进行研究,针对在柔性基底上沉积薄膜不均匀、较多缺陷、内部应力等问题,分析其形成原因和影响因素。选择PET/ITO作为柔性基底,SnO2作为电子传输层,加入KCl进行调控,KCl的加入可增加电子传输层与柔性导电基底的亲和性,从而获得致密且缺陷较少的膜层。通过优选钙钛矿前驱体各组分配比,加入MACl作为添加剂调控结晶过程,并在钙钛矿表面设计PEAI钝化层钝化界面,获得高质量的钙钛矿结晶和致密表面,并使电池的柔韧性能得到提升。在适宜的环境下,制备认证效率达到23.14%的柔性钙钛矿太阳电池,其在弯折10000次后仍能保持80.48%的初始光电转换效率。

关键词：钙钛矿太阳电池柔性成膜工艺制备环境

面向可编程逻辑控制器的工业软件高效编译方法

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计算机集成制造系统 2024年

作者：汪洋李从飞韩兵朱明李袁微邓华桑毅国电南京自动化股份有限公司

风力发电等工业场景下控制设备的功耗、计算能力相对受限，在进行复杂可编程逻辑控制器(Programmable Logic Controller， PLC)软件的程序编译任务时面临高延迟、服务质量下降等问题，风电行业等工业软件应用也因此面临挑战。为了解决... 详细信息

风力发电等工业场景下控制设备的功耗、计算能力相对受限，在进行复杂可编程逻辑控制器(Programmable Logic Controller， PLC)软件的程序编译任务时面临高延迟、服务质量下降等问题，风电行业等工业软件应用也因此面临挑战。为了解决这些挑战，提出了一种面向PLC、尤其是IEC61131-3标准的工业软件高效编译方法，在支持端边协同的工业环境下进行建模，通过智能化方法解析编译任务的相关计算属性，构建一个多编译任务的博弈模型并设计了算法进行求解。另外，为了提高系统的编译准时率，以优先级排序的方式决定每个编译任务获取计算资源的顺序，保证了在降低整体编译时间的同时对准时率做出优化，降低编译延迟，维持工业设备的服务质量。实验结果表明，该方法有效地利用了边缘服务器提供的计算能力，避免了编译任务的大量超时，其性能在端边协同的场景下得到了充分的验证。

关键词：可编程逻辑控制器 IEC61131-3标准边缘计算工业互联网

面向多维度配电网用户典型负荷数据的模糊聚类研究

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机械设计 2024年第S1期 146-152页

作者：张咏桥张强潘文明郭俊国电南瑞科技股份有限公司国网安徽省电力有限公司

随着各行各业用电量的不断增加，每年报装容量也相应增多。而配电网用户每时每刻都在产生新的数据。如何利用这些负荷数据，从而给出更加符合实际的业扩报装建议是当前电力行业研究的热点。传统对电网用户负荷数据分析的方法计算复杂度... 详细信息

随着各行各业用电量的不断增加，每年报装容量也相应增多。而配电网用户每时每刻都在产生新的数据。如何利用这些负荷数据，从而给出更加符合实际的业扩报装建议是当前电力行业研究的热点。传统对电网用户负荷数据分析的方法计算复杂度高、信息分析不完全，导致很多有效数据没有被利用。文中采用模糊聚类方法对多维度配电网典型用户的负荷数据进行特征挖掘分析。选取我国乌鲁木齐市具有代表性的工业类、社会类电网用户为研究对象，从年负荷数据和日负荷数据出发，利用模糊聚类方法挖掘数据特征，并结合数据分析结果给出部分用户的业扩报装优化建议，最终获取考虑多元负荷因素的精益化报装方案。

关键词：负荷特性配电网模糊聚类业扩报装决策

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低轨光学卫星相控阵数传期间太阳光规避方法

光学精密工程 2024年第6期32卷 822-832页

作者：童鑫曲友阳刘洁冰宋欣屿戴路长光卫星技术股份有限公司吉林长春130102

为防止低轨光学卫星相控阵数传任务过程中相机进光而对传感器造成损伤,提出了一种相控阵数传任务期间的太阳光姿态规避方法。首先,计算出地心固连坐标系中卫星指向太阳的向量与卫星指向地面数传站的向量,并建立两向量所在平面的单位法... 详细信息

为防止低轨光学卫星相控阵数传任务过程中相机进光而对传感器造成损伤,提出了一种相控阵数传任务期间的太阳光姿态规避方法。首先,计算出地心固连坐标系中卫星指向太阳的向量与卫星指向地面数传站的向量,并建立两向量所在平面的单位法向量。其次,以单位法向量为旋转轴使卫星指向地面数传站的向量以相控阵最大离轴角进行旋转,旋转后的向量即为卫星在地心固连坐标系下的太阳光规避向量。然后,通过太阳光规避向量、地心固联坐标系中卫星的位置及地心固联坐标系到轨道坐标系的转换矩阵,规划卫星在轨道坐标系下的太阳光规避姿态并计算出相控阵指向角。最后,在吉林一号高分02D星上进行了仿真分析和在轨试验。仿真结果表明,在相控阵最大波束角为60°的情况下,卫星使用太阳光姿态规避方法进行数传后,在12月份内相机与太阳光夹角在90°以下的概率由传统凝视姿态数传方法的44.1%降低为2.1%。吉林一号高分02D星在轨试验结果表明,近似相同条件下的两次数传任务在使用太阳光姿态规避方法进行数传后,相机与太阳光的夹角由传统凝视姿态的31.3°~152.1°提升为96.3°~180°,验证了太阳光姿态规避方法可在数传任务期间有效规避太阳光,保证了低轨光学卫星相机在轨的安全性和可靠性。

关键词：光学卫星相控阵数传太阳光规避期望姿态吉林一号高分02D星

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超精密车削中精度层次渐进的两步对刀法

光学学报 2024年第13期44卷 231-239页

作者：陈顺发王佳宁刘畅薛志鹏李明志肖皓维张雷长光卫星技术股份有限公司吉林长春130000

为了进一步提高单点金刚石超精密车削的加工精度,满足现代光学元件对高精度制造的要求,对单点金刚石超精密车削过程中高精度的对刀方法进行研究。基于车削加工原理分析创成光学元件时对刀误差对加工表面面形精度的影响。结合传统对刀方... 详细信息

为了进一步提高单点金刚石超精密车削的加工精度,满足现代光学元件对高精度制造的要求,对单点金刚石超精密车削过程中高精度的对刀方法进行研究。基于车削加工原理分析创成光学元件时对刀误差对加工表面面形精度的影响。结合传统对刀方法以及误差影响理论分析,提出一种精度层次渐进的两步对刀法,以减小或彻底消除对刀误差,进一步提高加工精度。实验结果表明:相较于传统对刀法,采用所提出的精度层次渐进的两步对刀法对刀所加工出的球面反射镜表面面形均方根(RMS)值和峰谷(PV)值分别降低了52.03%和58.86%,证明高精度的对刀方法是实现光学元件超精密车削加工的重要前提。为提高光学表面车削精度所提出的精度层次渐进的两步对刀法是有效的。

关键词：光学设计单点金刚石车削技术对刀误差光学表面两步对刀法

基于分层深度强化学习的分布式能源系统多能协同优化方法

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电力系统自动化 2024年第1期48卷 67-76页

作者：王磊胡国吴海谭阔周成朱亚军南瑞集团有限公司(国网电力科学研究院有限公司) 江苏省南京市211106 国电南瑞科技股份有限公司江苏省南京市211106

分布式能源系统的多能协同运行对于促进新能源的消纳具有重要意义。然而,分布式能源系统中源荷的不确定性以及异质能源网络的时空差异性,给多能协同优化问题带来巨大挑战。针对这一问题,提出了一种面向分布式能源系统的两阶段多能协同... 详细信息

分布式能源系统的多能协同运行对于促进新能源的消纳具有重要意义。然而,分布式能源系统中源荷的不确定性以及异质能源网络的时空差异性,给多能协同优化问题带来巨大挑战。针对这一问题,提出了一种面向分布式能源系统的两阶段多能协同优化模型,通过采用长时间尺度控制和短时间尺度控制两阶段解耦决策方式,实现了对不同时间响应特性的复合空间进行序贯决策。然后,面对高维复合搜索空间和源荷不确定性因素,采用了深度强化学习无模型解决方案,并提出一种全新的分层深度强化学习算法进行求解。通过算例仿真验证了所提模型和求解方法的有效性和优越性。

关键词：分布式能源系统新能源多能协同序贯决策深度强化学习