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非侵入式负荷监测关键技术问题研究综述

电力自动化设备 2021年第1期41卷 135-144页

作者：郭红霞陆进威杨苹刘泽健华南理工大学电力学院广东广州510640 华南理工大学广东省绿色能源技术重点实验室广东广州510640

非侵入式负荷监测(NILM)技术能够利用在总线处单点测量的数据识别用户内部的负荷,是建设泛在电力物联网与透明电网的基础技术之一。在分析NILM基本实现框架和技术体系的基础上,对NILM应用亟需解决的三大关键技术问题进行综述,包括数据... 详细信息

非侵入式负荷监测(NILM)技术能够利用在总线处单点测量的数据识别用户内部的负荷,是建设泛在电力物联网与透明电网的基础技术之一。在分析NILM基本实现框架和技术体系的基础上,对NILM应用亟需解决的三大关键技术问题进行综述,包括数据源选择、算法精度和可扩展性问题。在数据源选择问题上,分析并总结了低频与高频数据源在NILM中的应用,尤其是智能电表在NILM中的应用;在算法精度问题上,对现有NILM算法模型与算法评估方案进行了回顾与分析;而针对目前少有研究涉及可扩展性问题,通过联动NILM与语音识别和机器学习领域,对去噪识别与新负荷的标记和训练问题进行分析与探讨。最后对NILM的未来发展趋势与应用进行了展望。

关键词：非侵入式负荷监测机器学习智能电表泛在电力物联网透明电网

基于自适应变步长电阻增量法的最大功率点跟踪

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华南理工大学学报（自然科学版） 2015年第12期43卷 25-32页

作者：陈渊睿周东宝许志荣李晨迪曾君华南理工大学电力学院广东广州510640 华南理工大学广东省绿色能源技术重点实验室广东广州510640

为保证光伏系统在光照剧烈变化条件下仍可输出最大功率,提出一种自适应变步长电阻增量算法.该算法可根据外界环境的变化,通过步长转换函数自动将光伏系统工作区域划分为定步长区域和变步长区域:在定步长区域,基于短路电流和最大功率点... 详细信息

为保证光伏系统在光照剧烈变化条件下仍可输出最大功率,提出一种自适应变步长电阻增量算法.该算法可根据外界环境的变化,通过步长转换函数自动将光伏系统工作区域划分为定步长区域和变步长区域:在定步长区域,基于短路电流和最大功率点电流的近似线性关系,提出一种整定初始定步长的方法;在变步长区域,结合步长转换函数与输出功率的关系,确定变步长控制策略的速度因子,保证了算法的收敛性.搭建光伏系统Matlab/Simulink仿真模型和基于DSP(TMS320F28035)控制的5 k W光伏系统实验平台,仿真和实验结果表明,所提算法在光照剧烈变化条件下可将光伏系统动态响应速度提高73%,并使得稳态跟踪精度达到98.9%.

关键词：光伏发电最大功率点跟踪自适应变步长电阻增量法电导增量法

考虑与集中市场协同的本地点对点交易双层优化模型

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电力自动化设备 2023年第5期43卷 54-60页

作者：关颖聪刘明波雷振兴华南理工大学电力学院广东广州510640 华南理工大学广东省绿色能源技术重点实验室广东广州510640

随着配电网内分布式能源渗透率不断提升,合适的市场机制可促进分布式能源的就近消纳。构建了与集中市场协同的本地点对点交易双层优化框架,上层为本地点对点交易的纳什议价非线性模型,下层为集中市场出清线性模型。提出了两阶段求解方... 详细信息

随着配电网内分布式能源渗透率不断提升,合适的市场机制可促进分布式能源的就近消纳。构建了与集中市场协同的本地点对点交易双层优化框架,上层为本地点对点交易的纳什议价非线性模型,下层为集中市场出清线性模型。提出了两阶段求解方法求解所建模型,在阶段1将上层模型简化为最小化本地市场总运行成本模型,下层模型保持不变,并借助Karush-Kuhn-Tucker条件进行等价代替,将其转化为混合整数二阶锥问题进行求解;阶段2为支付效益最大化问题,可采用算术-几何均值不等式进行求解。以一个输配联合系统为算例进行仿真分析和有效性验证,结果表明所建模型能促进分布式能源的就近消纳,提高本地市场主体的收益,并保证配电网安全运行。

关键词：分布式能源双层优化本地市场集中市场点对点交易纳什议价混合整数二阶锥

三电平并网逆变器恒定开关频率的模型预测控制

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电力自动化设备 2019年第5期39卷 169-175页

作者：程建材康龙云胡毕华冯元彬华南理工大学电力学院广东广州510640 华南理工大学广东省绿色能源技术重点实验室广东广州510640

传统的有限控制集模型预测控制存在开关频率不固定的缺点,这给并网逆变器输出滤波器的设计带来了很大的困难。针对这个问题,提出了一种三电平并网逆变器恒定开关频率的模型预测控制策略。该控制策略将预测最优开关序列控制用于三电平并... 详细信息

传统的有限控制集模型预测控制存在开关频率不固定的缺点,这给并网逆变器输出滤波器的设计带来了很大的困难。针对这个问题,提出了一种三电平并网逆变器恒定开关频率的模型预测控制策略。该控制策略将预测最优开关序列控制用于三电平并网逆变器中,并对其寻优方式进行改进。改进的方式是通过找出使目标函数最小的中心矢量来对最优开关序列所在的小扇区进行定位。仿真和实验结果表明,所提控制策略不仅能够在实现定频控制的基础上有效减少计算量,而且具有良好的静态和动态性能。

关键词：三电平并网逆变器模型预测控制恒定开关频率开关序列中心矢量

电力现货市场环境下电动汽车充换电站的优化调控策略

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电力自动化设备 2022年第10期42卷 38-45页

作者：曾宪锴杨苹刘璐瑶杨康谭俊丰华南理工大学电力学院广东广州510640 华南理工大学广东省绿色能源技术重点实验室广东广州510640

在构建新型电力系统的战略目标下,电力现货市场不断对电动汽车充换电站等需求侧资源提出新的需求与要求。基于南方电力现货市场系列试点规则,考虑现货电能量、调频辅助服务、多阶段需求响应等交易品种,建立了电动汽车充换电站的调控模型... 详细信息

在构建新型电力系统的战略目标下,电力现货市场不断对电动汽车充换电站等需求侧资源提出新的需求与要求。基于南方电力现货市场系列试点规则,考虑现货电能量、调频辅助服务、多阶段需求响应等交易品种,建立了电动汽车充换电站的调控模型,设计了日前-日内-实时多阶段优化调控策略。日前阶段针对换电需求、调频调用电量和各交易品种价格的不确定性构建鲁棒优化问题,并采用二阶锥规划算法进行求解;日内阶段构建基于模型预测控制的滚动优化环节,实现对需求响应日内邀约的有效响应,同时改善日前调控计划的保守性;实时阶段以调控成本最低为目标,考虑需求响应实时邀约和电价波动,求解电池功率分配策略。仿真算例表明,所提策略可充分发挥充换电站的调节潜力,提升其经济效益。

关键词：电动汽车充换电站电力现货市场鲁棒优化模型预测控制多阶段优化

基于集成学习的孤岛微电网源—荷协同频率控制

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电力系统自动化 2018年第10期42卷 46-52页

作者：王德志张孝顺刘前进余涛潘振宁华南理工大学电力学院广东省广州市510640 广东省绿色能源技术重点实验室华南理工大学电力学院广东省广州市510640

提出一种基于集体智慧的集成学习算法,以实现孤岛微电网下分布式电源与负荷的协同频率控制。通过引入负荷聚合商来对大规模家庭用户进行聚合,解决源—荷协同频率控制下的"维数灾难"问题。负荷聚合商根据每个家庭中温控设备的运行状态,... 详细信息

提出一种基于集体智慧的集成学习算法,以实现孤岛微电网下分布式电源与负荷的协同频率控制。通过引入负荷聚合商来对大规模家庭用户进行聚合,解决源—荷协同频率控制下的"维数灾难"问题。负荷聚合商根据每个家庭中温控设备的运行状态,可以连续地评估其可参与辅助调频的储备能力。集成学习算法由多个子优化器和一个学习集中器组成,子优化器发挥集体智慧能力为学习集中器提供探索和开发样本,而强化学习主要用于知识学习与迁移。通过孤岛微电网的仿真算例可以验证集成学习能够有效满足源—荷协同频率控制的周期要求和质量要求。

关键词：源-荷协同频率控制集成学习强化学习

基于无差拍控制的T型三电平逆变器中点电位平衡策略

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电工技术学报 2018年第8期33卷 1827-1834页

作者：冯腾康龙云胡毕华冯元彬华南理工大学电力学院广州510640 华南理工大学广东省绿色能源技术重点实验室广州510640

针对T型三电平逆变器中点电位不平衡问题,提出一种基于无差拍控制的T型三电平逆变器中点电位平衡方法。首先建立中点电位变化量、相电流和开关矢量占空比的数学关系,在此基础上引入描述小矢量调节中点电位能力的评价指标,当两个小矢量... 详细信息

针对T型三电平逆变器中点电位不平衡问题,提出一种基于无差拍控制的T型三电平逆变器中点电位平衡方法。首先建立中点电位变化量、相电流和开关矢量占空比的数学关系,在此基础上引入描述小矢量调节中点电位能力的评价指标,当两个小矢量同时存在时,通过比较两个小矢量的调节能力选择不同的开关调制方式。根据给出的数学关系和空间矢量调制方式,提出中点电位平衡无差拍控制模型,对调节能力较强的小矢量占空比进行调整,可以快速实现中点电位平衡控制。仿真和实验结果表明该方法具有良好的中点电位平衡控制性能,有效抑制了中点电位波动,同时减小了输出电压电流谐波。

关键词： T型三电平逆变器中点电位平衡调节能力空间矢量脉宽调制小矢量无差拍控制

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阵列低环温空气源热泵外流场模拟研究

制冷学报 2024年第2期45卷 81-93页

作者：谭庆澎刘金平陈建勋陈潇陈梓宇华南理工大学电力学院广州510640 广东省能源高效清洁利用重点实验室广州510640

建立了无墙面阻碍和有墙面阻碍情况下低环境温度空气源热泵六列四行的阵列物理模型,对以261.15 K为名义工况下的空气源热泵外环境流场进行三维数值模拟。对比研究不同水平风速下蒸发器换热面入口空气温度和换热量,分析冷风回流现象对低... 详细信息

建立了无墙面阻碍和有墙面阻碍情况下低环境温度空气源热泵六列四行的阵列物理模型,对以261.15 K为名义工况下的空气源热泵外环境流场进行三维数值模拟。对比研究不同水平风速下蒸发器换热面入口空气温度和换热量,分析冷风回流现象对低环温空气源热泵传热性能的影响,指出最恶劣工况机组的位置。环境风存在阻碍风机出口冷空气的扩散,使风机出口偏转角增大,导致冷空气在风机上部堆积,阵列内部以及背风侧的机组冷风回流现象更加明显。结果表明:当机组横向间距为0.6 m时,水平风速分别从0 m/s增至5 m/s,阵列机组最低入口空气温度比环境温度低2.44~3.69 K,平均换热量下降1%~6.2%,平均入口空气温度比环境温度低0.78~1.57 K;当机组距墙间距为0.6 m时,水平风速分别从0 m/s增至5 m/s,阵列机组最低入口空气温度比环境温度低3.51~4.14 K,平均换热量下降5.9%~11.5%,平均入口空气温度比环境温度低1.29~1.98 K。在此基础上对不同横向间距、不同距墙间距下阵列空气源热泵进行模拟,结果表明:增大横向间距或距墙间距均能改善阵列低环温空气源热泵机组的换热。当横向间距增至1.2 m,阵列机组平均换热量可达原来机组换热量的96.5%以上;距墙间距增至1.2 m,阵列机组平均换热量可达原来机组换热量的91.3%以上。横向间距或距墙间距为1.2 m为较好安装间距。

关键词：低环温空气源热泵阵列数值模拟冷风回流环境风场

动力电池测试用高低温试验箱温度场分析与流场模拟优化

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制冷学报 2024年第2期45卷 119-126页

作者：郑晓腾刘金平华南理工大学电力学院广州510640 广东省能源高效清洁利用重点实验室广州510640

以试验区置有两个动力电池的294 L高低温试验箱作为研究对象,通过CFD模拟了高低温试验箱恒温45℃时箱内电池的温升和散热情况,并对高低温试验箱的流场进行优化。结果表明:对于同侧上送风下回风的气流组织形式,在试验区上部放置多孔板进... 详细信息

以试验区置有两个动力电池的294 L高低温试验箱作为研究对象,通过CFD模拟了高低温试验箱恒温45℃时箱内电池的温升和散热情况,并对高低温试验箱的流场进行优化。结果表明:对于同侧上送风下回风的气流组织形式,在试验区上部放置多孔板进行孔板送风有助于提高流场均匀性;两个动力电池之间会出现涡旋现象,通过增加置物架与内箱底部的间距、适当增大回风口截面积均能减轻甚至消除涡旋现象,提高流场均匀性,当置物架与内箱底部的间距增至0.2 m,回风截面的高度增至0.15 m后,试验箱流场的整体不均匀度由1.73降至0.4,电池间的涡旋现象消失。

关键词：动力电池高低温试验箱流场涡旋