信息物理系统（cyber physical system,CPS）旨在通过物理与信息系统的互通与深度融合,实现超越传统应用系统的运行效果与性能水平,信息物理系统的理论与技术被认为是工业4.0时代互联网＋应用的技术基础,电网信息物理系统是其在电网领域的拓展和应用,在能源互联网、主动配电网以及传统电网的深化应用与智能化水平提升中,都将起到巨大的基础性作...
信息物理系统（cyber physical system,CPS）是随着工业信息化发展而提出的新理念,强调在生产中物理过程与信息处理的紧密融合。电网正向智能化发展,是典型的信息物理融合系统。建立CPS模型有助于更好分析、控制日益复杂、灵活的电网运行,该文结合电网特点、需求,分析了电网CPS模型的构成和形式,提出了基于混合系统的电网CPS建模方法及其控制方...
信息物理系统为孤岛微网的实时调度提供了新思路。该文给出孤岛微网信息物理系统的架构,基于此提出一种有功功率的实时调度模型,并以一致性理论为核心提出一种完全分布式协同算法。算法包含一致项和调整项两层控制,一致项采用带有自设权重的一阶一致性算法实现与邻居单元的信息同步,自设权重的系数矩阵可强化可控单元的作用,提高优化速度;调整项...
智能电网与能源互联网都是典型的信息物理融合系统（cyber-physical system,CPS）,信息环节的可靠性问题可能导致物理系统的运行风险。为了对其系统及信息故障进行分析评估,文中在分析了对电力系统进行信息物理融合建模与评估的必要性去驱动力后,提出了一种CPS融合建模构想。该方法将CPS系统抽象为一个有向拓扑图,模型将物理系统和信息系统中的...
为了准确评估各类跨空间连锁故障对电力信息物理系统的危害性,提出一种基于改进攻击图的量化评估方法。首先,对攻击图算法进行改进,提出攻击图顶点的脆弱性因子概念并推导其计算公式,使其适用于量化评估;其次,将电力信息物理系统涵盖的网络攻击、电力二次设备故障和暂态稳定节点扰动等各类安全风险抽象成改进攻击图的顶点,建立各顶点之间的因果...
随着信息与通信技术在电力系统中的应用不断加深,电力系统由传统的电力设备物理层发展为信息物理融合电力网络。将应用软件定义网络思想到信息物理融合电力系统可以提高电网的灵活度及新功能和业务提供空间。在此背景下,智能变电站安全风险评估有必要考虑运行层信息通信硬件和应用层软件带来的影响。该文结合软件定义网络和信息物理融合电力系统...
主动配电网的运行因分布式电源的接入一直存在不确定性增强、运行场景多变的问题。为更为准确深刻地揭示主动配电网的内在特性,提出信息物理融合环境下的主动配电网动态潮流计算实现机理;考虑风电与储能的接入后的运行场景持续变化,以寻求分布式电源有效出力的可信容量为目的,提出一种以连续分配不平衡功率由储能分担为核心的配电网动态潮流计算...
随着智能电网及信息通讯技术的发展,利用需求侧灵活资源消纳高渗透风电成为国内外智能电网的发展趋势。考虑到多重不确定因素的作用以及电力物理信息系统的深度融合,首先概述了大规模高渗透风电与灵活资源协同互动运行系统可靠性研究的必要性。其次,对传统发电机组、风电机组等发电系统进行可靠性评估方法综述;指出了灵活资源可调度潜力的分析方...
现有的电力系统能量流分析已经形成一套完整的建模与定量分析方法体系,其中并未明确计及通信、保护和控制的信息流特性。目前面向电力系统应用的信息流建模和计算方法的研究几乎还是空白,严重阻碍了电力信息物理融合系统中能量流与信息流耦合分析的研究进程。文中以信息流动的视角,结合图论、矩阵分析和网络演算理论,借鉴电力系统潮流计算方法,...
降低尖峰负荷可获得巨大的经济效益,但尖峰出现时间及持续时长具有很大的不确定性。文中依托信息网络建立了一个电网运行信息、电网价格激励信息、用户室内温度喜好设置信息、外部气象信息融合的智能空调响应不确定性尖峰折扣电价的优化融合模型,采用动态优化区间的模型预测控制实现融合模型控制目标,削减其在电网尖峰期用电量,达到保证在用户定...
智能用电网络是一个具备计算、通信、精确控制、远程协调和自治等功能的用户侧信息物理系统。文中在分析智能用电网络的数据采集和通信的主要需求基础上,结合信息物理系统理论,提出了基于时间驱动和事件驱动的多智能体数据采集和通信机制,建立了该机制的混合动态系统。利用线性时序逻辑描述了该系统的形式化规格,并利用符号化模型检测方法对该系...
从配电网的发展现状、关键新技术以及未来的发展趋势等方面,对国内外配电前沿技术动态及发展进行了探讨。首先,从社会、经济宏观比较人均负荷指标和供电可靠性等多方面指标,简要对比分析了国内外配电网的发展现状,总结了我国配电网存在的突出问题,并针对性地给出具体改进建议。其次,探讨了主动配电系统技术、能源互联网、能源信息物理系统等未来...
随着高密度分布式光伏接入配电网,合理评估配电网的光伏消纳能力成为研究热点。采用基于电压灵敏度的随机场景模拟法进行配电网光伏消纳能力评估,选取年典型场景代替年时序仿真,并利用类正态概率分布抽样以提高仿真精度及效率。利用光伏发电系统自身的各种智能控制措施能有效改善光伏并网引起的过电压现象,可进一步提高光伏消纳能力。通过光伏并...
安全约束经济调度是实现交直流互联大电网安全、经济、高效运行的关键环节。针对交直流互联电网的日内滚动经济调度问题,文中提出了时空协调、主子迭代的安全约束经济调度模式;通过精细化考虑交流潮流、直流输电系统稳态运行以及经济调度多时段耦合等约束条件,建立了交直流互联电网安全约束经济调度模型;为求解此大规模非线性规划模型,文中基于B...
作为一种节能高效的直流配电形式,双极性直流母线配电在低压直流配电系统中具有较大的应用优势,电压平衡器在其中扮演着重要的角色。电压平衡器一方面实现了单极性配电向双极性配电的转化,另一方面也解决了正负极性母线间的功率不平衡问题。该文首先分析了现有的电压平衡器拓扑结构研究成果;然后归纳出了电压平衡器的形成方法,提出了Cuk型电压平...
含多双向储能变换器的直流微电网通过逆变器接入交流负荷时,会引起直流母线侧产生二次纹波电流,并影响变换器输出电流均分效果。对此,该文提出了双向储能变换器的两带通滤波器二次纹波电流抑制方法,解决了传统电压电流双闭环控制中因限制外环电压的截止频率引起的动态响应速度慢的问题,并增强了二次纹波电流抑制效果。提出了串联微调虚拟电阻的...
通过数值模拟研究锯齿形元件组成的细颗粒聚并装置的湍流聚并特性,考察元件的排列间距和气流中颗粒物浓度对湍流聚并的影响。计算采用RANS模型,并获得了实验的验证。模拟结果表明,元件阵列的排列既不能过于紧密也不能过于稀疏,需要兼顾空间利用率、元件产涡的耦合作用和流动阻力三方面的考虑。实际应用也需要考虑颗粒浓度的影响,模拟发现：浓度...
采用X射线荧光光谱仪、X射线衍射、扫描电镜、能谱分析等实验方法研究了不同灰化温度（600和815℃）下制得的稻壳灰和稻秆灰的理化特性。通过马弗炉灼烧实验考察了灰化温度和灰化时间对稻壳和稻秆灼烧后的灰分量及其表观形貌的影响,并基于灰成分对2种生物质灰的结渣特性进行对比分析。结果表明：不同灰化条件对生物质灰的灰分量、灰组成、灰熔点...
为了实时掌握风电轴承的剩余寿命,提出一种基于温度特征量的风电轴承性能退化建模及其实时剩余寿命预测方法。由于风速大小和风向的不确定性,使风电轴承温度在较宽的范围波动,采用移动平均法对风电轴承的相对温度数据平滑滤波处理,提取风电轴承性能退化的温度趋势量;考虑风电轴承在运行过程常受到不确定因素影响,使其性能退化速度随时间而改变,...
搭建了高温风洞环形叶栅试验台,分别对冷却叶片通蒸汽和空气进行冷却,利用红外热像仪测量叶片吸力面在这2种冷却介质冷却下的温度分布,并对这2种冷却介质冷却下的叶片的冷却性能进行了对比,研究表明：蒸汽冷却相对于空气冷却并不能明显改变叶片表面冷却效率分布特征,但是蒸汽冷却下叶片表面的冷却效率得到提高,相对温度明显降低,在流量比ω=0.026...
传统的单移相控制下,当电压传输比不等于1时,双主动全桥（dual active bridge,DAB）直流变换器的部分开关管在轻载状态下会失去零电压开通的特性,从而造成开关损耗的增加。三重移相控制引入了内部移相角,比传统的移相控制多两个自由度,使控制具有更大的灵活性。在三重移相控制的基础上,提出一种改善DAB特性的优化调制策略,使所有开关管在全功率...
研究一种集成Buck-Boost LLC（integrated Buck-Boost LLC,IBBLLC）变换器。该变换器适用于宽输入电压范围场合的应用,通过开关管的共用变换器减少了开关管数量。通过采用PWM＋Phase-Shift控制,使得原边各个开关管在全输入电压和全负载范围内均能够实现零电压开通（zero voltage switching,ZVS）。文中首先介绍变换器的拓扑结构及直流增益。其次...
提出了一种基于伏秒平衡方程组特解在线规划的新型多目标满意脉宽调制策略（multi-objective satisfactory optimization PWM,MSO-PWM）。首先,针对单个载波周期内线性调制范围扩展、输出电流纹波损耗与开关损耗3个优化目标分别建立了时域数学规划模型,并求解各自的全局最优解,实现了单个目标的全局最优化。通过对3个目标的全局最优解的分析,揭...
从定子无铁心轴向磁通永磁电机高效率低温升的优化设计目标出发,对拟设计电机进行单变量参数化分析和多维优化设计。通过建立无铁心轴向磁通永磁电机的参数化等效磁网络模型和集总参数等效热网络模型,并使用MATLAB编程计算各组参数下电机的各部分损耗、电机效率及各部分温升变化,实现电机的参数分析和性能计算。文中综合考虑电机效率和温升最优...
多相永磁同步电机驱动系统因具有体积小、噪声低、功率密度高等诸多优点,在低压、大功率输出及可靠性要求高的场合已得到了广泛关注和应用。该文以五相永磁同步电机为研究对象,分析并建立传统直接转矩控制（direct torque control,DTC）算法数学模型,在此基础上,以进一步优化转矩纹波及磁链轨迹,降低定子电流低次谐波为控制目标,结合空间矢量脉...
在变速恒频发电等应用领域,无刷双馈发电系统有着很多优点,如逆变器容量小、系统效率高、可靠性高等。该文从绕线转子无刷双馈发电机（brushless doubly fed generator,BDFG）的基本原理出发,建立了该电机的电磁模型。可以证明控制绕组电流的大小直接影响功率绕组输出电压的大小,对控制绕组的电流应采用电流闭环控制的方法。在忽略励磁电流时,控...
双馈感应发电机在电网电压骤升时,定子磁链中含有暂态直流分量和骤升的稳态分量。电磁转矩中含有骤升的稳态扰动量、同步频率和二倍频率的暂态扰动量。电磁转矩的扰动量经过两质量块模型传动链放大,导致传动链的扭转载荷加剧和故障过后传动链扭矩的振荡。该文首先通过对电网电压骤升故障时发电机电磁暂态过程的理论计算,分析得出电网电压骤升下...
十二相整流同步发电机系统以其直流供电品质高、容错运行性强等优点被应用于舰船平台。为研究系统缺桥时的故障运行性能,该文基于电路拓扑理论,建立了计及前25次谐波磁势的十二相整流同步发电机仿真模型,通过回路电流法列写模型变拓扑网络方程并进行数值求解,建模简单、计算速度快。对缺桥运行时系统的不对称运行特征及直流供电品质进行了分析,...
低温等离子体在聚合物材料表面改性方面有着广泛的应用。为了研究等离子体改性对材料表面一系列性能的影响,文中采用大气压空气中介质阻挡放电（dielectric barrier discharge,DBD）产生低温等离子体处理低密度聚乙烯（low density polyethylene,LDPE）薄膜,利用水接触角测试仪、傅里叶变换红外光谱仪（fourier transformed infrared spectrosco...
为解决输电线路绝缘子自然污秽中Ca SO4等微溶盐导致相同测量盐密下人工污秽与自然污秽试验绝缘子污耐压存在差异的问题,考虑绝缘子表面污层饱和附水量,从电导率等价角度出发,研究了人工污秽（Na Cl）等值盐密与自然污秽（Na Cl和Ca SO4混合盐）等值盐密的等价性,建立了混合盐表观盐密的计算公式;结合Ca SO4饱和溶解度建立了考虑盐密、灰密、不...
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