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高渗透率下基于并网逆变器阻抗重塑的锁相环设计方法

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电工技术学报 2024年第2期39卷 554-566页

作者：杨明杨倬李玉龙赵月圆朱军河南理工大学电气工程与自动化学院河南省煤矿装备智能检测与控制重点实验室焦作454003

针对锁相环、电网阻抗与并网逆变器相互耦合所引发的系统稳定性下降问题。首先,建立考虑电网阻抗的锁相环控制结构模型,通过分析锁相环闭环传递函数可知,电网阻抗会使锁相环系统产生右半平面闭环极点,严重影响锁相环与逆变器系统的稳定... 详细信息

针对锁相环、电网阻抗与并网逆变器相互耦合所引发的系统稳定性下降问题。首先,建立考虑电网阻抗的锁相环控制结构模型,通过分析锁相环闭环传递函数可知,电网阻抗会使锁相环系统产生右半平面闭环极点,严重影响锁相环与逆变器系统的稳定性。其次,通过分析逆变器系统输出阻抗,说明锁相环所引入的负阻抗是逆变器系统稳定裕度下降的主要原因。鉴于此,该文提出一种新型锁相环设计方法,理论分析表明,所提方法既能够保证高渗透率下锁相环具有高鲁棒性,又能够对逆变器系统输出阻抗进行重塑,有效拓宽系统对电网阻抗的适应范围。最后,通过仿真与实验验证所提新型锁相环设计方法的有效性。

关键词：高渗透率并网逆变器锁相环阻抗重塑鲁棒性

弱电网下基于电网电压前馈的并网逆变器阻抗重塑控制策略

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电工技术学报 2024年第8期39卷 2553-2566页

作者：杨明杨倬李玉龙朱军河南理工大学电气工程与自动化学院河南省煤矿装备智能检测与控制重点实验室焦作454003

弱电网下,锁相环在基波以上频段引入的负阻特性,会降低系统输出阻抗的相位,严重影响系统稳定性。鉴于此,该文通过系统控制框图等效变换,推导得到可以消除锁相环负阻特性的电网电压前馈函数,进而提出一种基于电网电压前馈控制的并网逆变... 详细信息

弱电网下,锁相环在基波以上频段引入的负阻特性,会降低系统输出阻抗的相位,严重影响系统稳定性。鉴于此,该文通过系统控制框图等效变换,推导得到可以消除锁相环负阻特性的电网电压前馈函数,进而提出一种基于电网电压前馈控制的并网逆变器阻抗重塑控制策略。同时,为了提高该策略的普适性,该文利用函数近似和多目标约束为电网电压前馈函数的优化提供两种设计方法,并从系统基波电流跟踪性能、并网功率因数等方面进行误差分析,从而证明其函数优化设计方法的可行性。理论分析表明,优化后的电网电压前馈控制策略,可以有效地对系统输出阻抗相位特性进行重塑,很大程度上拓宽了系统对电网阻抗的适应范围。最后,通过仿真与实验验证所提控制策略的有效性。

关键词：弱电网并网逆变器阻抗重塑锁相环稳定性

基于双重移相控制的双向全桥DC-DC变换器最小回流功率分段优化控制

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电网技术 2024年第3期48卷 1263-1272页

作者：孙标广李静争张迁迁河南理工大学电气工程与自动化学院河南省焦作市454003 河南省煤矿装备智能检测与控制重点实验室(河南理工大学) 河南省焦作市454003 焦作市光源电力集团有限公司河南省焦作市454100

双向全桥DC-DC变换器以其重量轻、高功率密度、能量双向流动等优点成为直流微电网中不可或缺的一部分。但双向全桥DC-DC变换器在传统的单重移相控制下存在回流功率和电流应力等问题,尤其当输入电压和输出电压不匹配时,回流功率和电流应... 详细信息

双向全桥DC-DC变换器以其重量轻、高功率密度、能量双向流动等优点成为直流微电网中不可或缺的一部分。但双向全桥DC-DC变换器在传统的单重移相控制下存在回流功率和电流应力等问题,尤其当输入电压和输出电压不匹配时,回流功率和电流应力会显著增加。针对输入电压和输出电压不匹配的情况,该文提出了一种双向全桥DC-DC变换器在双重移相下的最小回流功率控制策略。该控制策略通过对回流功率进行分段优化,得到了变换器在不同传输功率范围下的最优移相角。通过将所提控制策略和传统的双重移相控制进行对比分析,发现该文所提控制策略具有更小的回流功率和电流应力,提升了变换器的效率。最后基于所提控制策略搭建了实验样机,实验结果验证了控制策略的正确性和有效性。

关键词：双向全桥DC-DC变换器双重移相控制最小回流功率电流应力直流微电网

基于RFIO的等效反向旋转随钻陀螺仪误差参数识别

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中国惯性技术学报 2024年第5期32卷 441-448,456页

作者：杨金显王赛飞袁旭瑶河南理工大学电气工程与自动化学院焦作454000 河南省煤矿装备智能检测与控制重点实验室焦作454003

为提高随钻姿态测量精度,提出一种基于旋转霜冰优化器(RFIO)的等效反向旋转随钻陀螺仪误差参数识别方法。首先对等效反向旋转惯导进行误差分析,以随钻姿态误差构造等效反向旋转误差目标函数,以钻停时角速度、加速度和磁场强度关系构造... 详细信息

为提高随钻姿态测量精度,提出一种基于旋转霜冰优化器(RFIO)的等效反向旋转随钻陀螺仪误差参数识别方法。首先对等效反向旋转惯导进行误差分析,以随钻姿态误差构造等效反向旋转误差目标函数,以钻停时角速度、加速度和磁场强度关系构造等效反向旋转误差约束条件,通过RFIO算法辨识误差参数。其次,根据历史目标函数、莱维飞行及RFIO迭代次数设计一种动态上下界策略,提高了目标函数的识别速度;根据当前目标函数值与最优值之间距离设计一种旋转游走策略,提高了误差参数识别精度。实验结果表明,工具面角和井斜角误差控制在±0.4°左右,方位角误差控制在±0.8°左右。与未等效反向旋转相比,工具面角精度提升约60%,井斜角精度提升约66.7%,方位角精度提升约70.4%。

关键词：随钻姿态误差等效反向旋转旋转霜冰优化器旋转游走策略

弱电网下计及并网逆变器耦合效应的新型锁相环设计方法及其稳定性分析

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电网技术 2024年

作者：葛豪宇杨明方聪朱军河南省煤矿装备智能检测与控制重点实验室(河南理工大学)

针对弱电网下并网逆变器电流环、锁相环和电网阻抗三者相互耦合引发系统失稳的问题。首先建立弱电网下并网逆变器数学模型，分析锁相环和电流环之间的耦合原理。然后基于零极点分布和Nyquist稳定判据，揭示电网阻抗与锁相环带宽变化时... 详细信息

针对弱电网下并网逆变器电流环、锁相环和电网阻抗三者相互耦合引发系统失稳的问题。首先建立弱电网下并网逆变器数学模型，分析锁相环和电流环之间的耦合原理。然后基于零极点分布和Nyquist稳定判据，揭示电网阻抗与锁相环带宽变化时导致系统鲁棒性下降的主要原因。鉴于此，通过构造前置环节以重塑锁相环传递函数，进而提出一种新型锁相环控制结构，同时给出具体的参数设计方法。理论分析表明，所提新型锁相环可以消除锁相环带宽对系统鲁棒性的影响，实现锁相环带宽与电流环的解耦，提高了系统对弱电网的适应能力。最后，通过仿真和实验对所提新型锁相环设计方法的有效性进行验证。

关键词：弱电网并网逆变器新型锁相环参数设计鲁棒性

基于属性约简与加权最优层次聚类的短期风速混合预测

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电网技术 2024年第5期48卷 2054-2063,I0067页

作者：秦本双杨子轶李琼林张朔严张文燕郭宇河南理工大学电气工程与自动化学院河南省焦作市454003 河南省煤矿装备智能检测与控制重点实验室河南省焦作市454003 国网河南省电力有限公司电力科学研究院河南省郑州市450052 湖南大学电气与信息工程学院湖南省长沙市410082

准确的风速预测是提高风功率预测精度的重要保障。为此,提出一种基于互信息(mutualinformation,MI)属性约简与加权最优层次聚类(weighting optimal hierarchy clustering,WOHC)的离群鲁棒极限学习机(outlier robust extreme learning machine,ORELM)风速混合预测方法。首先,计算32维风速属性特征与风速时间序列间的MI,分析不同特征与风速的相关性。在此基础上,分别采用最大相关最小冗余(maximum correlation minimum redundancy,MRMR)算法和WOHC算法实现风速属性特征的约简及风速样本数据的聚类划分,并通过最优化聚类预处理(clusters optimizationonpreprocessingstage,COPS)确定最优聚类数。然后,采用ORELM对不同样本集分别进行训练,构建ORELM风速混合预测模型。计算待预测点约简后的属性特征与每个聚类中心的欧式距离,选择匹配的ORELM模型进行风速预测。最后,结合东北某风电场实测数据对所提预测方法的有效性和准确性进行验证,结果表明所提方法具有较好的预测精度,能够满足实际风电场风速预测的需要。

关键词：风速混合预测属性约简 WOHC ORELM

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带式输送机转载点防堵装置的设计与应用

煤炭工程 2024年第6期56卷 122-125页

作者：孙威威河南能源集团永煤公司城郊煤矿河南永城476600

为了解决带式输送机转载点卡堵问题,城郊煤矿根据矿井主煤流带式输送机运输系统转载点卡堵主要是粘煤卡堵和大块矸石卡堵,提出了针对粘煤和大块矸石卡堵的解决方案。分析了两种卡堵情形原理,融合到转载点的改造设计中去,提出了通过高压... 详细信息

为了解决带式输送机转载点卡堵问题,城郊煤矿根据矿井主煤流带式输送机运输系统转载点卡堵主要是粘煤卡堵和大块矸石卡堵,提出了针对粘煤和大块矸石卡堵的解决方案。分析了两种卡堵情形原理,融合到转载点的改造设计中去,提出了通过高压水冲刷来解决粘煤卡堵,通过改造转载溜槽挡板的自由量,达到增加转载溜槽出口宽度的目的,从而提升大块矸石的通过空间。将两种情形的处理方式集中起来,改造设计了一种带式输送机转载点防堵装置,并对其进行远程控制改造。结果表明,通过对带式输送机转载溜槽的改造设计,逐步实现了带式输送机转载点卡堵的远程控制,充分解放了现场岗位人员,实现了减人提效。

关键词：综合自动化防堵装置远程控制减人提效

煤炭企业契约化成本管理承包成本指标的确定与考核:以河南省正龙煤业有限公司城郊煤矿为例

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中国矿业 2024年第2期33卷 43-48页

作者：曾朝辰张瑞玉吴子硕丁文星刘凯刘建勇河南省正龙煤业有限公司河南永城476600 中国矿业大学经济管理学院江苏徐州221116

近年来,煤炭企业纷纷引入了契约化成本管理,替代了传统的行政命令式的成本管理模式。通过“契约化”的方式,煤炭企业内部建立起了全员积极参与的成本管理机制,有效解决了推诿扯皮、思想懒惰、责任意识不强等管理问题。但随着契约化成本... 详细信息

近年来,煤炭企业纷纷引入了契约化成本管理,替代了传统的行政命令式的成本管理模式。通过“契约化”的方式,煤炭企业内部建立起了全员积极参与的成本管理机制,有效解决了推诿扯皮、思想懒惰、责任意识不强等管理问题。但随着契约化成本管理模式的深入推进,如何确定承包成本指标并进行考核已成为能否有效实施契约化成本管理的关键问题。本文系统地总结了河南省正龙煤业有限公司城郊煤矿实施契约化成本管理的实践经验。首先,阐述了契约化成本管理整体目标的制定流程,以及如何将契约化成本管理整体目标分解为各项承包成本指标并划分给专业系统与职能科室等责任主体;其次,对契约化成本管理中成本对标考核的流程、分工等进行了介绍,并说明了如何依据契约化成本考核结果落实契约化工资兑现;最后,探讨了推行契约化成本管理的保障措施。城郊煤矿契约化成本管理承包成本指标的确定与考核体系的有效实施,激发了各责任主体主动参与成本管理,为煤炭企业成本管控提供了宝贵的实践经验。

关键词：契约化成本管理承包成本指标专业系统职能科室对标考核

基于改进Q学习算法和组合模型的超短期电力负荷预测

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电力系统保护与控制 2024年第9期52卷 143-153页

作者：张丽李世情艾恒涛张涛张宏伟河南理工大学电气工程与自动化学院河南焦作454003 河南省煤矿装备智能检测与控制重点实验室河南焦作454003 国网山西省电力公司临汾供电公司山西临汾041000

单一模型在进行超短期负荷预测时会因负荷波动而导致预测精度变差,针对此问题,提出一种基于深度学习算法的组合预测模型｡首先,采用变分模态分解对原始负荷序列进行分解,得到一系列的子序列。其次,分别采用双向长短期记忆网络和优化后的... 详细信息

单一模型在进行超短期负荷预测时会因负荷波动而导致预测精度变差,针对此问题,提出一种基于深度学习算法的组合预测模型｡首先,采用变分模态分解对原始负荷序列进行分解,得到一系列的子序列。其次,分别采用双向长短期记忆网络和优化后的深度极限学习机对每个子序列进行预测。然后,利用改进Q学习算法对双向长短期记忆网络的预测结果和深度极限学习机的预测结果进行加权组合,得到每个子序列的预测结果。最后,将各个子序列的预测结果进行求和,得到最终的负荷预测结果。以某地真实负荷数据进行预测实验,结果表明所提预测模型较其他模型在超短期负荷预测中表现更佳,预测精度达到98%以上。

关键词： Q学习算法负荷预测双向长短期记忆深度极限学习机灰狼算法

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