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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

电动汽车车能互动的充电机理、系统构型与推广路径

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中国电机工程学报 2024年

作者：李亚伦欧阳明高赵争鸣清华大学车辆与运载学院清华大学电机工程与应用电子技术系

电动汽车与能源系统融合互动是普及新能源汽车和构建新型电力系统的关键要素，亟需构建适应多主体交互的技术体系和发展路径。在分析动力电池充电和充电场站供能的互动需求基础上，探索适应车辆-能源系统双向交互的充电方法和电气构型... 详细信息

电动汽车与能源系统融合互动是普及新能源汽车和构建新型电力系统的关键要素，亟需构建适应多主体交互的技术体系和发展路径。在分析动力电池充电和充电场站供能的互动需求基础上，探索适应车辆-能源系统双向交互的充电方法和电气构型，提出车能互动的电动汽车充电安全与延寿机理、补能站绿电高效消纳电气架构，阐明电动汽车发挥规模化储能潜力支撑可再生能源接入的技术方案。最后，结合中国不同区域的能源禀赋和电动车辆分布特征，提出具有“点-线-面”特色、“自下而上”特征的车能互动推广路径，实现高比例电动汽车和可再生能源发电的相互支撑与协调发展。

关键词：车能互动充电机理,系统构型,推广路径

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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

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电力电子-电机集成系统组合自由度浅析

华中科技大学学报(自然科学版) 2024年第7期52卷 1-11页

作者：蒋栋刘自程李崇坚曲荣海赵争鸣华中科技大学电气与电子工程学院冶金自动化研究设计院清华大学电机工程与应用电子技术系

针对最常见的交流电机系统，以系统级串联和并联的思路，介绍了串联型拓扑集成和并联型拓扑集成两大方法．在串联型集成方法上，以开绕组电机驱动为基础，介绍了适用于调速范围拓展和容错的串联绕组拓扑及悬浮电容拓扑等．在并联型集成... 详细信息

针对最常见的交流电机系统，以系统级串联和并联的思路，介绍了串联型拓扑集成和并联型拓扑集成两大方法．在串联型集成方法上，以开绕组电机驱动为基础，介绍了适用于调速范围拓展和容错的串联绕组拓扑及悬浮电容拓扑等．在并联型集成方法上，介绍了常规多相电机驱动、逆变器并联驱动三相电机及多模块电机驱动等技术，实现容错、电磁兼容和振动的改善．最后，针对以磁悬浮轴承为代表的特种电机，介绍多自由度电机和控制器集成的特殊方法．这几个案例说明：结合电力电子和电机的特点进行自由度的组合，可以更有效地改善电机系统的综合性能，实现电力电子化电机系统的真正集成．

关键词：电力电子电机集成串联绕组多模块电机磁悬浮轴承

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

计及联盟合作成本的新能源场站共享储能优化配置策略

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电网技术 2024年

作者：杨昶兴李笑竹陈来军王再闯梅生伟青海大学能源与电气学院新疆大学电气工程学院清华大学电机工程与应用电子技术系

共享储能是缓解新能源发电侧储能配置成本压力的重要发展方向。为应对新能源场站联合共建储能时忽视场站间的谈判、信息交换等交互行为产生的合作成本所造成的联盟组合理想化的挑战，该文设计了一种计及联盟合作成本的场站集群共建共享... 详细信息

共享储能是缓解新能源发电侧储能配置成本压力的重要发展方向。为应对新能源场站联合共建储能时忽视场站间的谈判、信息交换等交互行为产生的合作成本所造成的联盟组合理想化的挑战，该文设计了一种计及联盟合作成本的场站集群共建共享储能配置策略。首先，利用多场站储能需求的时空互补特性，构建多场站参与下共建共享储能系统框架，提高场站跟踪出力计划的能力；其次，考虑场站间“竞合”关系，建立场站间的合作成本模型，提出基于合并-分裂算法的场站联盟博弈模型与成本分摊方法，以兼顾投资主体在共建下的整体理性和共享下的个体理性。最后，通过数值仿真验证了所提模型和方法的有效性，相较于大联盟模型下可进一步降低年化成本，提升新能源场站集群储能配置效率和联盟合作稳定性。

关键词：共享储能新能源场站联盟博弈合作博弈优化配置

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我国能源互联网产业发展形态与路径分析研究

中国工程科学 2024年第3期26卷 164-175页

作者：徐双庆张哲张绚清华大学电机工程与应用电子技术系北京100085 郑州工程技术学院气候变化与碳中和研究院郑州450044 华北科技学院经济管理学院河北廊坊065201

能源互联网是实施能源革命战略、推动能源转型的重要工作之一,已实现从技术到系统再到产业的跨层面、多维度发展;然而涉及技术、政策、商业等领域且覆盖面较宽,加大了理论探讨产业内部复杂协调关系的难度。本文辨识了能源互联网的技术... 详细信息

能源互联网是实施能源革命战略、推动能源转型的重要工作之一,已实现从技术到系统再到产业的跨层面、多维度发展;然而涉及技术、政策、商业等领域且覆盖面较宽,加大了理论探讨产业内部复杂协调关系的难度。本文辨识了能源互联网的技术、系统、产业三重指代含义,提出了能源互联网产业的技术–机制–模式分析模型以及合理简化的“吊钟”模型,归纳出模式探索型、政策引导型、技术研发型、模式成熟型、政策缺位型、技术优势型等能源互联网产业发展形态以及相应的产业实践案例。在此基础上,应用“吊钟”模型分析了我国能源互联网产业发展的可行路径,重点讨论了可再生能源产业、电动汽车产业、氢能产业的发展案例,提出了技术补强、机制补强、模式补强等具体发展路径建议。相关研究结果有助于深入理解我国能源互联网产业发展逻辑,可为深化能源互联网应用探索、壮大能源互联网发展规模提供有益参考。

关键词：能源互联网产业形态政策机制商业模式路径分析

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工程博弈论-工程优化决策中的博弈思想、原理及应用

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控制理论与应用 2024年第7期41卷 1159-1171页

作者：梅生伟刘锋清华大学电机工程与应用电子技术系北京100084 新型电力系统运行与控制全国重点实验室北京100080 青海大学新能源学院青海西宁810016

实际工程优化决策问题中经常会面临多决策主体、多决策目标以及不确定性等复杂场景,常规的优化决策方法有较大局限性.受钱学森先生名著《工程控制论》的启发,将工程决策问题中应用博弈论基本概念、建模方法、求解算法并考虑复杂工程技... 详细信息

实际工程优化决策问题中经常会面临多决策主体、多决策目标以及不确定性等复杂场景,常规的优化决策方法有较大局限性.受钱学森先生名著《工程控制论》的启发,将工程决策问题中应用博弈论基本概念、建模方法、求解算法并考虑复杂工程技术条件进行决策的理论称为“工程博弈论”.本文简要介绍了博弈论的基本理论,并阐释了工程博弈论“以均衡协调冲突”的基本思想.在此基础上分别介绍了不确定性决策问题的非合作工程博弈原理、多目标决策问题的合作工程博弈原理和多主体决策问题的演化工程博弈原理及其在能源电力系统中的部分典型工程应用.本文希望通过对相关进展的介绍可以吸引更多的研究者进入这一领域,共同完善工程博弈论的相关基础理论和方法,使之在更多的领域中得到更广泛的应用.

关键词：博弈论工程博弈论优化决策能源–电力系统