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基于扩张式主从自适应陷波滤波器与动态频率跟踪的永磁同步电机无传感器控制

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电工技术学报 2023年第14期38卷 3824-3835页

作者：葛扬宋卫章杨洋西安理工大学电气工程学院西安710061

磁链观测法是永磁同步电机在中高速区域一种有效的无传感器控制方案。但是由于逆变器非线性、初始位置误差、电流测量偏置等因素,磁链估计结果将不可避免地含有斜坡信号、直流偏置和各次谐波等多种干扰信号。这些干扰信号的存在将降低... 详细信息

磁链观测法是永磁同步电机在中高速区域一种有效的无传感器控制方案。但是由于逆变器非线性、初始位置误差、电流测量偏置等因素,磁链估计结果将不可避免地含有斜坡信号、直流偏置和各次谐波等多种干扰信号。这些干扰信号的存在将降低无传感器控制的稳态精度,增加转速波动,严重时甚至使系统失稳。针对这一问题,提出了基于扩张式主从自适应陷波滤波器(EMAF)的磁链观测方案。利用不同干扰信号的特性,EMAF可同时跟踪磁链观测中的多种干扰信号;通过对积分对象中的直流偏差进行反馈补偿,EMAF可消除积分环节产生的斜坡信号。进一步地,给出了EMAF的参数整定图解法,将多参数整定问题转换为单参数整定。另外,为了提高频率跟踪环节的动态性能,提出一种考虑电机运动方程的动态频率跟踪算法。相比锁相环或锁频环,该算法在频率变化时可减小频率跟踪误差,避免频率突变引起的暂态振荡。不同条件下的实验结果验证了所提方法的有效性。

关键词：永磁同步电机(PMSM) 无传感器控制扩张式主从自适应陷波滤波器参数整定频率跟踪

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风光水储多能互补发电系统双层优化研究

太阳能学报 2023年第12期44卷 510-517页

作者：安源郑申印苏瑞杨仁志西安理工大学电气工程学院西安710054

针对风电、光伏大规模并网造成的供电可靠性问题和弃风、弃光问题,结合抽水蓄能、储能电站以及电解水制氢的调节特性,提出一种风光水储多能互补系统双层优化调度策略。上层模型以系统全生命周期运行经济性最优为目标,旨在优化系统各单... 详细信息

针对风电、光伏大规模并网造成的供电可靠性问题和弃风、弃光问题,结合抽水蓄能、储能电站以及电解水制氢的调节特性,提出一种风光水储多能互补系统双层优化调度策略。上层模型以系统全生命周期运行经济性最优为目标,旨在优化系统各单元的容量配置,保证供电可靠性和风光消纳水平;下层模型以系统每个调度周期内经济性最优为目标,旨在充分发挥储能的调峰能力,实现系统经济运行。该模型利用KKT条件和Big-M法将双层模型转换成单层线性规划问题,通过Matlab中调用CPLEX求解器进行求解,结果表明所提策略能有效提高系统供电可靠性和风光的消纳水平,验证了该模型的有效性。

关键词：储能风能太阳能多能互补容量配置双层优化

计及碳交易和源-荷侧资源的综合能源系统低碳经济优化

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太阳能学报 2023年第11期44卷 547-555页

作者：安源苏瑞郑申印杨仁志西安理工大学电气工程学院西安710054

“双碳”目标下,综合能源系统多种能源进行融合,对推动电力行业低碳化具有重要意义。为了进一步提高IES的环保性,该文提出一种计及碳交易和源-荷侧资源的综合能源系统低碳经济优化调度模型。首先,从源侧引入光热电站充当热电联产机组;其... 详细信息

“双碳”目标下,综合能源系统多种能源进行融合,对推动电力行业低碳化具有重要意义。为了进一步提高IES的环保性,该文提出一种计及碳交易和源-荷侧资源的综合能源系统低碳经济优化调度模型。首先,从源侧引入光热电站充当热电联产机组;其次,根据负荷侧电能和热能的传输性质不同,分别采用价格型需求响应和考虑供热系统热惯性和模糊性的热负荷需求响应模型;然后,通过引入阶梯式碳交易机制,构建包含P2G装置的碳排放成本模型;最后,以运行成本、碳交易成本、弃风弃光惩罚成本最小为目标函数,建立综合能源系统低碳经济优化模型;通过设置4个场景进行仿真分析,综合考虑CSP电站、综合需求响应和阶梯式碳交易机制后能够使系统外购成本、碳排放量和弃风弃光率分别减少25.65%、14.36%和21.54%,验证了所提模型的有效性。

关键词：可再生能源优化调度储能阶梯式碳交易综合能源系统

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改善孤岛微电网电压波形质量的方法

高电压技术 2023年第9期49卷 3956-3964页

作者：任碧莹杨媛媛孙向东西安理工大学电气工程学院西安710048

针对孤岛微电网公共交流母线电压对称性和波形质量易受不平衡非线性负载影响的问题,采用组合式三相逆变器作为各分布式电源的拓扑电路,并设计了提高逆变器输出电压质量的控制策略。首先,分析了不平衡非线性负载下影响微电网电压质量的原... 详细信息

针对孤岛微电网公共交流母线电压对称性和波形质量易受不平衡非线性负载影响的问题,采用组合式三相逆变器作为各分布式电源的拓扑电路,并设计了提高逆变器输出电压质量的控制策略。首先,分析了不平衡非线性负载下影响微电网电压质量的原因,得出逆变器的参考电压的平衡性和系统等效阻抗的降低是提高电压质量的2大要素。然后,设计了平衡的参考电压控制使逆变器各相产生对称的参考电压;提出了自调整频率下的比例谐振电压控制器及其离散化下的系数自调整策略,同时增加输出电流前馈控制。这些方法在提高系统开环增益的同时可有效减小逆变器各次频率处的输出阻抗,改善因逆变器输出阻抗压降带来的不平衡和电压波形质量问题。最后通过仿真和实验结果验证了所提控制策略的可行性。

关键词：微电网组合式三相逆变器电压质量平衡的参考电压控制自调整频率的多谐振控制器

基于多目标合作博弈的储能平滑风功率运行控制策略

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高电压技术 2023年第6期49卷 2546-2556页

作者：田博文张志禹西安理工大学电气工程学院西安710048

为了平滑风电功率波动,针对现有的控制策略未考虑储能运行过程中多个目标之间的竞争冒险关系,基于合作博弈论提出了用于平滑风功率的多目标储能运行控制策略。模型预测控制(modelpredictivecontrol,MPC)中预测区间M的大小与储能运行策... 详细信息

为了平滑风电功率波动,针对现有的控制策略未考虑储能运行过程中多个目标之间的竞争冒险关系,基于合作博弈论提出了用于平滑风功率的多目标储能运行控制策略。模型预测控制(modelpredictivecontrol,MPC)中预测区间M的大小与储能运行策略有着密切联系。该研究以MPC中预测区间M为决策变量,探究其变化对风电平抑效果和储能控制策略的影响,并以此制定储能运行策略。首先建立了风-储联合发电系统模型,分析了储能运行过程中因M的改变导致目标函数间产生的合作博弈关系,其次改进了多目标哈里斯鹰算法(improved multi objective Harris hoptimizer,I-MOHHO)获取了沿所有目标均匀分布的Pareto最优前沿。最后在Pareto最优解集中选择一个M作为Pareto最优解嵌入到MPC中进一步滚动优化储能运行控制策略。结合储能运行成本的变化与传统控制策略对比分析,结果表明:1)M的改变对储能运行策略影响显著;2)考虑了合作博弈后的储能运行各项指标均得到了优化;3)基于多目标合作博弈的储能日运行成本降低了55.91%。

关键词：风电波动储能运行策略平滑风功率多目标合作博弈改进MOHHO算法 MPC预测区间

基于激励型需求响应的主动配电网态势利导方法

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太阳能学报 2022年第3期43卷 133-140页

作者：杨晓萍张凡凡解骞张蒙高明昊西安理工大学电气工程学院西安710048

该文从负荷角度出发,提出一种基于激励型需求响应的主动配电网态势利导方法。首先,基于激励型需求响应提出主动配电网最大供电能力模型;接着以供电能力为主要依据,综合考虑系统供电可靠性、系统安全性和分布式电源出力波动等因素,建立... 详细信息

该文从负荷角度出发,提出一种基于激励型需求响应的主动配电网态势利导方法。首先,基于激励型需求响应提出主动配电网最大供电能力模型;接着以供电能力为主要依据,综合考虑系统供电可靠性、系统安全性和分布式电源出力波动等因素,建立主动配电网安全态势评估体系,采用模糊层次分析法得到计及激励型需求响应前后网络的预警值;最后对扩展的IEEE RBTS-Bus4系统进行仿真分析。结果表明该文所提出的方法能够有效改善主动配电网的运行状态,提高系统的安全防御能力。

关键词：分布式电源安全性主动配电网可靠性激励型需求响应态势利导

L-LLC谐振型双向DC-DC变换器轻载优化控制策略研究

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电工技术学报 2022年第17期37卷 4458-4465页

作者：鲁静同向前尹军申明西安理工大学电气工程学院西安710048

新型L-LLC谐振型双向DC-DC变换器具有隔离、高效等特点,采用轻载下的间歇工作模式是当前提升变换器轻载效率的一种有效手段。该文提出一种在定间歇开通时间内,通过优化该时段内的脉冲宽度来提高轻载效率的三脉冲间歇控制策略。基于时域... 详细信息

新型L-LLC谐振型双向DC-DC变换器具有隔离、高效等特点,采用轻载下的间歇工作模式是当前提升变换器轻载效率的一种有效手段。该文提出一种在定间歇开通时间内,通过优化该时段内的脉冲宽度来提高轻载效率的三脉冲间歇控制策略。基于时域分析,精确预测出间歇开通阶段第一个脉冲宽度,使变换器在最短时间内达到稳态最高效率点,其后两个脉冲均工作在谐振频率点上,并通过改变间歇闭锁时间以适应间歇阶段负载的变化。该间歇控制策略无需测量谐振电容电压,简化了电路,在提高变换器轻载效率的同时可使输出电压纹波最小。搭建了一台760V/380V/6kW实验样机,实验结果验证了所提三脉冲间歇控制策略的正确性和有效性。

关键词：谐振变换器轻载效率间歇模式优化控制

氟化协同高分子助剂调控环氧复合材料绝缘性能机制

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高电压技术 2023年第11期49卷 4517-4526页

作者：戚相成同向前任鹏荣杨国清西安理工大学电气工程学院西安710048 西安理工大学材料科学与工程学院西安710048

偶联剂作为常用小分子界面改性助剂,在等离子体作用下,其界面相容性易受影响。为进一步调控填料与环氧树脂基界面特性,采用端羧基超支化聚酯(carboxyl-terminated hyperbranched polyester,CHBP)对纳米SiO_(2)进行大分子链包覆,再协同... 详细信息

偶联剂作为常用小分子界面改性助剂,在等离子体作用下,其界面相容性易受影响。为进一步调控填料与环氧树脂基界面特性,采用端羧基超支化聚酯(carboxyl-terminated hyperbranched polyester,CHBP)对纳米SiO_(2)进行大分子链包覆,再协同等低温离子体对填料进行氟化接枝。对比分析不同改性方式下环氧复合材料化学组分、微观形貌、电荷特性及沿面闪络特性。实验结果表明:相比偶联剂预处理,经超支化表面接枝改性的纳米SiO_(2)与环氧基体间界面相容性更好,氟化协同改性后,其在基体内团聚尺寸较KH550/氟化改性显著减少。掺杂质量分数3%的CHBP/氟化改性填料,可有效减少高压电场下环氧复合材料的平均电荷密度,抑制空间电荷积聚及跨界面输运,其沿面闪络发展得到有效抑制,闪络电压分散性有所降低。其击穿场强最大值达到40.88 kV/mm,相较于同质量分数的CHBP改性,KH550/氟化改性试样分别提高了12.34%、20.13%。氟化协同高分子助剂接枝改性作为可行有效方法,为填料改性提供了新研究思路。

关键词：超支化聚酯等离子体氟化界面改性空间电荷绝缘性能

毕业设计选题环节的质量保证探讨——以华北理工大学电气工程学院为例

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大学教育 2020年第1期 153-155页

作者：王福斌王海群田晴沈小伟华北理工大学电气工程学院

为了提高学生的自主科研能力与独立探索精神,增加毕业设计环节在学生培养过程中的效能,以学生毕业设计自主选题为研究对象,促进学生毕业设计质量的提升。首先,改变以往毕业设计由教师命题、学生被动选题的习惯做法,充分调动学生做好毕... 详细信息

为了提高学生的自主科研能力与独立探索精神,增加毕业设计环节在学生培养过程中的效能,以学生毕业设计自主选题为研究对象,促进学生毕业设计质量的提升。首先,改变以往毕业设计由教师命题、学生被动选题的习惯做法,充分调动学生做好毕业设计的积极性、主动性,教师与学生共同拟定毕业设计选题。其次,动态跟踪毕业设计全过程,不仅严把学生毕业设计选题关,而且对毕业设计过程进行细化跟踪,保证毕业设计质量。再次,通过鼓励、引导学生自主探索选题,深化自动化专业实践环节的建设内涵。最后,通过教师与学生的互动、交流,增强学生自主选题的科学性、可操作性,使毕业设计全过程在教师监控范围内达到毕业设计指标要求。

关键词：毕业设计自主选题师生互动毕业设计质量