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一种基于中心频率匹配的超声流量计ToF算法

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工程热物理学报 2024年第2期45卷 460-464页

作者：谭超江逸舟鲍勇董峰天津市过程检测与控制重点实验室天津大学电气自动化与信息工程学院天津300072

随着工业领域的不断发展,对流量的高精度、在线检测的需求也愈发迫切。以氢气循环泵为例,在小管径下,对氢气的流量监测精度直接影响循环泵的性能。超声流量计凭借其高精度、非侵入、无压损等优点,一直是流量检测领域关注的重点,可以满... 详细信息

随着工业领域的不断发展,对流量的高精度、在线检测的需求也愈发迫切。以氢气循环泵为例,在小管径下,对氢气的流量监测精度直接影响循环泵的性能。超声流量计凭借其高精度、非侵入、无压损等优点,一直是流量检测领域关注的重点,可以满足不同场景下的测量需求。渡越时间提取算法是超声流量计设计的关键环节,对流量测量精度有着十分重要的影响。渡越时间的精度和鲁棒性直接影响着超声流量计流量测量的结果。本文针对氢气循环泵的测量场景,提出了一种基于探头中心频率匹配的ToF算法,并采用了仿真软件来进行模拟实验。结果显示,相比传统的超声渡越时间算法,标准差分别是其他两种算法的5.21%和32.14%,而误差则分别是二者的15.41%和36.43%。

关键词：超声流量计中心频率渡越时间

基于双智能体深度强化学习的交直流配电网经济调度方法

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天津大学学报（自然科学与工程技术版） 2024年第6期57卷 624-632页

作者：赵倩宇韩照洋王守相尹孜阳董逸超钱广超教育部智能电网重点实验室(天津大学) 天津300072 天津市电力系统仿真控制重点实验室(天津大学) 天津300072 国网天津市电力公司天津300010

随着大量直流电源和负荷的接入,交直流混合的配电网技术已成为未来配电网的发展趋势.然而,源荷不确定性及可调度设备的类型多样化给配电网调度带来了巨大的挑战.本文提出了基于分支决斗深度强化网络(branching dueling Q-network,BDQ)... 详细信息

随着大量直流电源和负荷的接入,交直流混合的配电网技术已成为未来配电网的发展趋势.然而,源荷不确定性及可调度设备的类型多样化给配电网调度带来了巨大的挑战.本文提出了基于分支决斗深度强化网络(branching dueling Q-network,BDQ)和软演员-评论家(soft actor critic,SAC)双智能体深度强化学习的交直流配电网调度方法.该方法首先将经济调度问题与两智能体的动作、奖励、状态相结合,建立经济调度的马尔可夫决策过程,并分别基于BDQ和SAC方法设置两个智能体,其中,BDQ智能体用于控制配电网中离散动作设备,SAC智能体用于控制连续动作设备.然后,通过集中训练分散执行的方式,两智能体与环境进行交互,进行离线训练.最后,固定智能体的参数,进行在线调度.该方法的优势在于采用双智能体能够同时控制离散动作设备电容器组、载调压变压器和连续动作设备变流器、储能,同时通过对双智能体的集中训练,可以自适应源荷的不确定性.改进的IEEE33节点交直流配电网算例测试验证了所提方法的有效性.

关键词：交直流配电网深度强化学习经济调度分支决斗深度强化网络软演员-评论家

考虑碳流约束的电力系统能碳安全域模型与计算方法

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电力系统自动化 2024年第3期48卷 10-21页

作者：刘浩王丹肖峻贾宏杰林溪桥何承瑜智能电网教育部重点实验室(天津大学) 天津市300072 天津市智慧能源与信息技术重点实验室(天津大学) 天津市300072 广西电网有限责任公司广西壮族自治区南宁市530023

针对当前电力系统碳减排任务与安全稳定运行需求,研究电力系统低碳安全运行技术。现有的能量流安全域模型使电力系统安全监视与控制更加科学有效,但忽略了系统运行过程中可能存在的“高碳”风险。文中提出了一种考虑碳流约束的电力系统... 详细信息

针对当前电力系统碳减排任务与安全稳定运行需求,研究电力系统低碳安全运行技术。现有的能量流安全域模型使电力系统安全监视与控制更加科学有效,但忽略了系统运行过程中可能存在的“高碳”风险。文中提出了一种考虑碳流约束的电力系统能碳耦合安全域(简称能碳安全域)模型与计算方法,旨在保证系统安全性的同时减排提效。为完整刻画电力系统的低碳运行能力极限,分别从负荷端和源端角度提出了考虑碳流约束的系统最大供电能力曲线及最大消纳能力曲线模型。基于系统最大供电能力工作点,提出了能碳安全边界仿真拟合计算方法,实现了能碳安全域的降维观测。最后,结合算例验证了所提模型的有效性。

关键词：低碳电力技术碳约束安全域最大供电能力曲线最大消纳能力曲线

基于直流母线电压信号的小型独立直流微电网自主平滑模式切换控制策略

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电工技术学报 2024年第10期39卷 3105-3117页

作者：翟凡李桂丹王议锋陈博王忠杰天津大学智能电网教育部重点实验室天津300072

在独立直流微电网中,储能系统(ESSs)和光伏(PV)是主要能源。在极端条件下,储能和光伏变换器需要进行工作模式切换以协调功率,为了优化切换性能,该文提出一种基于直流总线信号(DBS)的自主平滑模式切换控制策略,用于多个光伏电源和ESS的... 详细信息

在独立直流微电网中,储能系统(ESSs)和光伏(PV)是主要能源。在极端条件下,储能和光伏变换器需要进行工作模式切换以协调功率,为了优化切换性能,该文提出一种基于直流总线信号(DBS)的自主平滑模式切换控制策略,用于多个光伏电源和ESS的无通信协同工作,提高了系统的可靠性。针对多模式切换过程中的抖振和死锁问题,所提出的控制策略利用具有反馈抑制机制的PI控制器实现了在饱和与激活之间无缝切换。同时,为了进一步提升光伏能量的利用率,所提出的控制策略充分考虑了ESS的荷电状态(SOC),并使光伏电源能够直接参与直流母线电压的调节。此外,还对模式切换时间与控制器参数的设计进行了详细的分析建模,以优化模式切换性能。最后,建立了一个小型独立直流微电网实验系统,以验证所提出的直流微电网控制方法的可行性。

关键词：自主控制方案直流微电网储能系统(ESS) 光伏(PV)电力系统电力管理

提高系统暂态稳定性的VSC-HVDC有功无功联合附加控制策略

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电力自动化设备 2024年第8期44卷 138-144页

作者：姜惠兰肖瑞天津大学智能电网教育部重点实验室天津300072

依据基于电压源型换流器的高压直流输电(VSC-HVDC)对系统暂态稳定性的影响机理,提出一种提高系统暂态稳定性的VSC-HVDC有功无功联合附加控制策略。从VSC-HVDC功率特性与系统等值功角的关系出发,建立含VSC-HVDC有功无功附加量的交直流混... 详细信息

依据基于电压源型换流器的高压直流输电(VSC-HVDC)对系统暂态稳定性的影响机理,提出一种提高系统暂态稳定性的VSC-HVDC有功无功联合附加控制策略。从VSC-HVDC功率特性与系统等值功角的关系出发,建立含VSC-HVDC有功无功附加量的交直流混联系统暂态稳定分析数学模型。针对数学模型的非线性,采用精确反馈线性化进行坐标变换,并采用滑模控制利用反映系统暂态特征的等值功角变化速度与加速度设计切换面,结合设计的有功无功配合方式,确定了VSC-HVDC有功无功附加量随系统暂态特征量实时调节的控制律,其参数设计与计算过程简便。仿真结果表明所提控制策略充分利用了换流站的功率调节能力,有效降低了系统等值功角首摆幅度,加快系统恢复稳定。

关键词：柔性直流输电暂态稳定性精确反馈线性化滑模控制附加控制

输配电网同时故障下基于多时段安德森加速的协同恢复策略

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电力系统自动化 2024年第20期48卷 159-170页

作者：伊博宇陈益广张少凡王守相赵倩宇黄弈俊智能电网教育部重点实验室(天津大学) 天津市300072 天津市电力系统仿真控制重点实验室(天津大学) 天津市300072 广东电网有限责任公司广州供电局广东省广州市510620

极端灾害会对输配电网造成不同程度的破坏,影响电力系统正常运行。在故障发生后,合理的恢复策略有利于快速恢复供电,减少停电损失。针对极端灾害造成输配电网同时多重故障的场景,提出一种可以统筹输配电网资源的基于多时段安德森加速的... 详细信息

极端灾害会对输配电网造成不同程度的破坏,影响电力系统正常运行。在故障发生后,合理的恢复策略有利于快速恢复供电,减少停电损失。针对极端灾害造成输配电网同时多重故障的场景,提出一种可以统筹输配电网资源的基于多时段安德森加速的输配协同灾后恢复策略。以恢复过程中最小运行成本为目标函数,计及输电网的机组运行状态、故障修复顺序,并同时考虑配电网的灵活资源响应、故障修复顺序以及网架重构和孤岛划分策略,采用全并行目标级联分析法对模型进行求解。为了解决由网架拓扑变化带来的目标级联分析法内循环收敛性差的问题,将扩展到多时段的安德森加速法应用于求解过程。T30D2和T57D8算例表明,所提方法不仅可以有效降低灾后恢复过程中的失电损失,还可以显著提高计算速度,并且对于接入多个主动配电网的大规模网架有良好的适应性。

关键词：输电网配电网灾后恢复安德森加速目标级联分析法灵活性资源网架重构

气体介质与脉冲参数对纳秒脉冲放电特性的影响

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燃烧科学与技术 2024年第2期30卷 187-195页

作者：钟郑涛陈韬何邦全赵华天津大学先进内燃动力全国重点实验室天津300072

在定容弹内研究了介质压力、介质成分以及纳秒脉冲电源所控制的4个脉冲参数(脉冲输出电压、脉冲宽度、脉冲次数、脉冲频率)对纳秒脉冲放电过程的影响.结果表明:介质压力上升,首个脉冲和首个击穿脉冲的电极释放电压均上升,高压维持数增加... 详细信息

在定容弹内研究了介质压力、介质成分以及纳秒脉冲电源所控制的4个脉冲参数(脉冲输出电压、脉冲宽度、脉冲次数、脉冲频率)对纳秒脉冲放电过程的影响.结果表明:介质压力上升,首个脉冲和首个击穿脉冲的电极释放电压均上升,高压维持数增加,首个击穿脉冲的放电能量上升.增大脉冲输出电压可以减少高压维持数,但不改变击穿电压.增大脉冲宽度同样不改变击穿电压,但明显提升了首个击穿脉冲的放电能量.改变容弹内介质中CO_(2)的浓度,首个脉冲和首个击穿脉冲的释放电压、放电能量、高压维持数均增加.升高脉冲频率增强了在不同环境条件下脉冲击穿能力,但不影响能量注入总量.在确保击穿的情况下,脉冲次数的增加则能显著增大脉冲注入的能量,增大粒子云团面积,有助于实际点燃过程.

关键词：纳秒脉冲放电等离子体纹影法放电介质

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临近空间太阳能飞行器能源系统控制综述

控制与决策 2024年第6期39卷 1761-1777页

作者：张志成李鹏左志强王一晶呼文韬倪旺刘兴江天津大学电气自动化与信息工程学院天津300072 中国电子科技集团公司第十八研究所天津300384 天津市智能无人集群技术与系统重点实验室天津300072

临近空间太阳能飞行器是由太阳能驱动、可在临近空间连续飞行的长航时无人飞行器,近年来其相关研究已成为各国关注的焦点.能源系统是支撑太阳能飞行器长时驻空的关键,实现连续跨昼夜的不间断能量供给是能源系统领域研究的首要目标.围绕... 详细信息

临近空间太阳能飞行器是由太阳能驱动、可在临近空间连续飞行的长航时无人飞行器,近年来其相关研究已成为各国关注的焦点.能源系统是支撑太阳能飞行器长时驻空的关键,实现连续跨昼夜的不间断能量供给是能源系统领域研究的首要目标.围绕临近空间太阳能飞行器集群化能源系统发展过程中的主要问题和研究现状,首先梳理飞行器应用场景下能源系统的控制目标与多重约束,进而系统论述集群化能源系统结构、功能及建模方法;然后,总结集群化能源系统功率分配、储能均衡以及通信受限下能流控制的发展现状,阐述基于强化学习的能量在线调度策略的最新成果,分析现有策略的有效性及不足之处;最后,结合太阳能飞行器的实际需求,探讨能源系统的未来发展趋势与研究方向.

关键词：集群化能源系统临近空间太阳能飞行器目标与约束分布式控制储能均衡能量调度

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基于变间隔空间平均的等动量区分布研究

力学学报 2024年第8期56卷 2193-2202页

作者：高紫涵程肖岐范子椰姜楠天津大学机械工程学院力学系天津300350 天津市现代工程力学重点实验室天津300350

湍流边界层(TBL)中的相干结构是导致雷诺应力和湍动能产生的关键因素,深入研究和理解其发展演化特性是有效控制湍流边界层的基础.等动量区(UMZs)是湍流边界层中的典型大尺度相干结构,其空间分布特性与湍流边界层中的其他相干结构之间的... 详细信息

湍流边界层(TBL)中的相干结构是导致雷诺应力和湍动能产生的关键因素,深入研究和理解其发展演化特性是有效控制湍流边界层的基础.等动量区(UMZs)是湍流边界层中的典型大尺度相干结构,其空间分布特性与湍流边界层中的其他相干结构之间的联系尚缺少有效认识和实验依据.文章根据水洞实验中平板湍流边界层流法向平面中的大视场粒子图像测速仪(PIV)数据,使用正负流向速度梯度下的变间隔空间平均(VISA)方法检测大尺度相干结构,并研究其对等动量区空间分布的影响.研究结果表明,两种判定依据下的VISA检测所得流场中发卡涡头强度增大导致周围等动量区数量的增加,且基于正流向速度梯度的VISA检测结果中等动量区数量显著大于基于负流向速度梯度的检测结果.此外,VISA检测得到的低速结构附近等动量区的数量始终大于高速流体附近的等动量区数量,且该规律与VISA检测过程中的流向速度梯度无关.

关键词：等动量区湍流边界层图像粒子测速变间隔空间平均