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九边形模块化多电平变换器的解耦模型与控制策略

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电工技术学报 2024年第13期39卷 4037-4051页

作者：程启明杜婷伟程尹曼赖宇生上海市电站自动化技术重点实验室(上海电力大学自动化工程学院) 上海200090 上海电力公司市北供电分公司上海200041

九边形模块化多电平变换器(N-MMC)是一种具备多端口、低频性、高可靠性等特点的AC-AC变换器,在海上风电领域应用前景广阔。但是,九边形变换器存在不同频率的电气分量强耦合的问题。为此,该文提出了一种九边形变换器的解耦方法。首先,根... 详细信息

九边形模块化多电平变换器(N-MMC)是一种具备多端口、低频性、高可靠性等特点的AC-AC变换器,在海上风电领域应用前景广阔。但是,九边形变换器存在不同频率的电气分量强耦合的问题。为此,该文提出了一种九边形变换器的解耦方法。首先,根据九边形变换器的拓扑结构,分析了其桥臂电压、电流的关系,建立了九边形变换器的解耦模型;然后,在此基础上推导了PI控制策略和非线性的无源控制(PBC)策略;最后,在Matlab仿真平台和RT-Lab半物理平台上进行了多种工况的仿真和实验验证,对比了解耦后采用PBC控制、PI控制、未解耦直接采用准比例谐振(QPR)控制的效果,验证了所提解耦模型与PBC控制的可行性与优越性。

关键词：海上风电九边形模块化多电平变换器多端口变换器解耦模型无源控制

控压钻井井下气侵工况的自适应参数及状态估计

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控制与决策 2024年第2期39卷 551-558页

作者：徐宝昌孟卓然陈贻祺刘伟吴楠中国石油大学自动化系北京102249 中国石油集团工程技术研究院有限公司北京102206 中国石化工程建设有限公司北京100101

针对控压钻井过程中井下可能发生气侵的特殊工况,提出一种可在异常工况下估计井底压力,并借此判断异常工况的方法.首先,基于简化的漂移通量模型,在传统控压钻井水力学模型中添加气体膨胀项,建立控压钻井气液两相流模型;其次,将井下环空... 详细信息

针对控压钻井过程中井下可能发生气侵的特殊工况,提出一种可在异常工况下估计井底压力,并借此判断异常工况的方法.首先,基于简化的漂移通量模型,在传统控压钻井水力学模型中添加气体膨胀项,建立控压钻井气液两相流模型;其次,将井下环空摩擦积分和井底气侵量视为未知参数,将井底流量视为未知状态,设计一种可对未知参数以及未知状态进行联合估计的自适应观测器,并以此为基础估计井底压力;最后,通过仿真实验验证所提方法的有效性.仿真结果表明,所建气液两相流模型可在井下发生气侵时模拟井底压力变化,且所提观测器能实时准确地跟踪井底流量及压力变化.

关键词：控压钻井气侵气液两相流模型联合估计自适应观测器

基于调制系数最优法的TLDMC-PMSM新型直接转矩控制

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电力自动化设备 2024年第3期44卷 158-165页

作者：程启明刘科程尹曼张昕岳秉言上海电力大学自动化工程学院上海市电站自动化技术重点实验室上海200090 上海电力公司市北供电分公司上海200041

针对矩阵变换器永磁同步电机系统(MC-PMSM)直接转矩控制方法出现的转矩磁链脉动大、幅值失调、系统鲁棒性弱等问题,提出了一种基于调制系数最优法的三电平直接矩阵变换器永磁同步电机(TLDMCPMSM)新型直接转矩控制方法。首先描述了MC-PMS... 详细信息

针对矩阵变换器永磁同步电机系统(MC-PMSM)直接转矩控制方法出现的转矩磁链脉动大、幅值失调、系统鲁棒性弱等问题,提出了一种基于调制系数最优法的三电平直接矩阵变换器永磁同步电机(TLDMCPMSM)新型直接转矩控制方法。首先描述了MC-PMSM直接转矩控制系统的原理;其次用三电平直接矩阵变换器替换两电平矩阵变换器,转速环通过复叠式螺旋滑模控制、转矩磁链环通过超螺旋滑模直接转矩控制替换传统的比例积分控制,并且引入调制系数最优法来抑制电机转矩波动逐渐增大,进而实现对永磁同步电机的精确控制;最后通过MATLAB/Simulink仿真软件和硬件实验验证所提方法的可行性与优越性。

关键词：调制系数最优法三电平直接矩阵变换器永磁同步电机复叠式螺旋滑模控制超螺旋滑模直接转矩控制

基于STGCN-Transformer的短期电力净负荷预测

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中国测试 2024年

作者：孟伟俞斌白隆徐婕顾晋豪郭锋南京信息工程大学自动化学院无锡学院自动化学院国网浙江省电力有限公司台州供电公司

智能电网的发展认识到短期电力净负荷预测对综合能源系统（integrated energy system，IES）的重要性。净负荷预测代表了用电负荷与安装的可再生能源之间的差异，是能量管理和优化调度的基础。为解决IES波动性大，传统统计模型预测精较... 详细信息

智能电网的发展认识到短期电力净负荷预测对综合能源系统（integrated energy system，IES）的重要性。净负荷预测代表了用电负荷与安装的可再生能源之间的差异，是能量管理和优化调度的基础。为解决IES波动性大，传统统计模型预测精较差的问题，该文提出一种基于时空图卷积网络（spatial temporal graph convolutional networks，STGCN）和Transformer相结合的综合能源系统短期负荷预测模型。首先，利用STGCN作为输入嵌入层对多元输入序列进行编码，填补Transformer中没有充分考虑相关信息的空白。然后，利用Transformer中的自注意机制捕获序列数据的时间依赖性。最后，利用前馈神经网络输出预测负荷值。以浙江省某地区电力数据集为例，与其他4种预测模型相比较平均绝对百分比误差均在5%以内，结果表明该文模型具有较高的预测精度和稳定性。

关键词：时空图卷积网络 Transformer 多头注意力机制短期净负荷预测

考虑多电解槽多工况组合运行的电-氢-热综合能源系统优化调度

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电网技术 2024年

作者：陈朝旭张亚超朱蜀谢仕炜国网湖南省电力有限公司调度控制中心福州大学电气工程与自动化学院

利用可再生能源电解水制氢是实现能源转型和电力脱碳的关键技术。然而，功率波动和频繁启停是造成碱性电解槽运行寿命衰减的重大因素。为此，在分析电解槽单体运行特性的基础上，提出了考虑多电解槽多工况组合运行的电-氢-热综合能源系... 详细信息

利用可再生能源电解水制氢是实现能源转型和电力脱碳的关键技术。然而，功率波动和频繁启停是造成碱性电解槽运行寿命衰减的重大因素。为此，在分析电解槽单体运行特性的基础上，提出了考虑多电解槽多工况组合运行的电-氢-热综合能源系统优化调度模型。针对风电出力不确定性引起的实时调度阶段电解槽工况切换以及储能工作模式切换，建立了两阶段鲁棒调度模型，并采用嵌套列和约束生成算法对其进行求解。以4个不同场景算例进行仿真实验，结果表明，考虑多电解槽之间的灵活组合及其在实时调度过程中工况的快速切换可提高系统运行经济性，并可有效缓解电解槽功率波动引起的运行寿命衰减。

关键词：碱性电解槽多工况组合运行两阶段鲁棒优化嵌套列和约束生成算法

基于深度残差网络和近红外光谱的煤矸石智能识别

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分析测试学报 2024年第4期43卷 607-613页

作者：王亚栋贾俊伟谭韦君雷萌山西天地王坡煤业有限公司山西晋城048000 天地(常州)自动化有限公司江苏常州213125 中国矿业大学信息与控制工程学院江苏徐州221116

该文开发了一种融合近红外光谱技术与一维残差深度网络(1D-ResNet)的煤炭及矸石快速分类方法。为保证实验样本的多样性,从河南、河北、山东3省份的多个煤矿中采集了430个煤炭与矸石样本,并基于欧氏距离对异常样本予以剔除,以获得高质量... 详细信息

该文开发了一种融合近红外光谱技术与一维残差深度网络(1D-ResNet)的煤炭及矸石快速分类方法。为保证实验样本的多样性,从河南、河北、山东3省份的多个煤矿中采集了430个煤炭与矸石样本,并基于欧氏距离对异常样本予以剔除,以获得高质量的建模数据集。在此基础上,为准确捕捉煤炭和矸石与其光谱特征之间的复杂映射关系,构建了基于1D-ResNet的分类模型,可在有效解决梯度消失问题的同时深度挖掘煤炭与矸石的光谱特性,获得高精度的分析结果。五折交叉验证结果显示,该模型的平均准确率达96.26%,显著优于支持向量机和随机森林等传统机器学习算法。在训练集和测试集上,该模型的损失函数变化趋势表现出较高的一致性,说明模型具备良好的泛化能力。测试发现,模型处理每一百个样本的推理时间仅为16.230 ms,进一步突显了其在煤炭与矸石在线分选领域的优势和潜在应用价值。

关键词：煤矸石识别近红外光谱深度学习残差网络

基于超螺旋滑模算法的异步电机转子磁链观测器研究

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控制与决策 2024年

作者：万昌晖段纳谢国超刘宇昂阚佳怡江苏师范大学电气工程及自动化学院无锡信捷电气股份有限公司

本文研究了基于超螺旋滑模算法的异步电机转子磁链观测问题.根据异步电机电流模型,设计了超螺旋算法下的转子磁链开环估计模型.为提高该模型对于转子电阻及外部扰动变化的鲁棒性,对观测器中电机参数的不确定部分进行估计.进一步地,将观... 详细信息

本文研究了基于超螺旋滑模算法的异步电机转子磁链观测问题.根据异步电机电流模型,设计了超螺旋算法下的转子磁链开环估计模型.为提高该模型对于转子电阻及外部扰动变化的鲁棒性,对观测器中电机参数的不确定部分进行估计.进一步地,将观测器得到的转子磁链引到定子电流估计方程中,得到闭环结构,提高了磁链观测精度和收敛速度.通过重构模型中待观测的中间变量,解决了传统观测器模型对于转子磁链求解时的积分漂移和初值误差问题.针对磁链与转子转速的耦合问题,通过处理扰动给出了系统稳定的充分条件.仿真和实验结果验证了本文算法的可行性和有效性.

关键词：交流异步电机矢量控制滑模观测器超螺旋算法转子磁链观测

基于干扰观测器的MMC-PET交直流混合微电网并网/离网切换控制策略

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高电压技术 2024年第3期50卷 1196-1204页

作者：程启明程尹曼张磊李剑辉孙英豪上海市电站自动化技术重点实验室(上海电力大学自动化工程学院) 上海200090 国网上海市北供电公司上海200041

针对模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)-电力电子变压器(power electronic transformers,PET)交直流混合微网在并网和离网两种模式下开关切换过程中存在瞬态过流和过压问题,从而影响输电质量并增加设备损耗,为此提... 详细信息

针对模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)-电力电子变压器(power electronic transformers,PET)交直流混合微网在并网和离网两种模式下开关切换过程中存在瞬态过流和过压问题,从而影响输电质量并增加设备损耗,为此提出了一种基于扰动观测器(disturbance observer,DO)的并/离网切换控制策略。在该策略中,通过采用DO观测器对并离网切换引起的突变电流跟踪,并将实际电流与理论电流的差值作为等效干扰量,再将其输入到电流内环控制器进行补偿,从而可实现对突变电流的抑制。最后在Matlab/Simulink软件上搭建了MMC-PET交直流混合微网系统,并在并网-离网、离网-并网的两种切换工况下,通过把加入DO观测器与未加入DO观测器两种情况进行仿真对比,验证了所提的切换控制策略的有效性和可行性。

关键词：模块化多电平换流器电力电子变压器交直流混合微电网并/离网切换干扰观测器

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摩擦输送机在汽车涂装烘房的应用

起重运输机械 2024年第13期 91-95页

作者：丁余建王良吴峰沈贤峰天奇自动化工程股份有限公司无锡214187

文中介绍了汽车涂装烘房构成及未来发展趋势,对烘房高温环境中现有链式输送设备存在的问题进行讨论;从摩擦输送机系统中各构成部件耐热特性进行分析,并针对不同温度条件的烘房,对其结构及布置进行优化,以实现摩擦输送机在各烘房内应用... 详细信息

文中介绍了汽车涂装烘房构成及未来发展趋势,对烘房高温环境中现有链式输送设备存在的问题进行讨论;从摩擦输送机系统中各构成部件耐热特性进行分析,并针对不同温度条件的烘房,对其结构及布置进行优化,以实现摩擦输送机在各烘房内应用的目的。

关键词：摩擦输送机涂装烘房输送设备高温环境

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