增程式电动汽车永磁同步发电机设计与改进

介绍和分析了城市应用紧凑型增程式电动汽车的运行工况,并讨论了增程器专用发电机的设计要求。基于其特性要求定义了增程器的需求功率,并对增程器专用发电机进行了合理优化,分别从改善振动和噪声、减重、减小齿槽转矩以及改善漏磁方面考虑,改进后的永磁同步发电机性能得到进一步的提升,为紧凑型车用增程器永磁同步电机的设计研发提供了参考。     

电动汽车增程器运行优化的改进粒子群算法研究

以增程式电动汽车增程器运行优化问题为研究对象。首先分析了现有汽车节能减排策略的不足;然后综合分析增程式电动汽车油耗、CO、NO_x排放特性,通过加权办法建立了综合分析模型以同时考虑3个特性,并提出两种常见工况;其次分析标准粒子群算法及其不足,提出了一种改进的粒子群算法,并在所建立的全局工作模型上进行优化,结合与标准PSO算法优化结果进行对比,证明文章提出的改进粒子群算法能有效避免陷入局部最优解;最后通过赋予综合模型不同的权重,验证所提出的综合分析模型在不同的优化条件下能重点优化某一变量,实现电动汽车的运行优化。     

计及电动汽车增程器效率优化的PWM变换器MFPR控制策略

为了优化增程式电动汽车增程模式时的系统效率、降低系统排放,通过发动机以及发电机高效工作区的匹配,设计了增程器高效区内分段功率跟随控制策略。发动机的转速根据驱动需求功率的大小以及效率曲线设置特定工作点,分别在特定工作点连续调节发电机的转矩,实现了发动机转速和发电机转矩的解耦控制。为了保证控制系统的响应速度并提高控制的鲁棒性,在不同转速下对发电机转矩采用多比例谐振控制器(MFPR)以实现系统控制目标的快速无静差跟踪。采用频域响应特性详尽研究了多比例谐振控制器及各参数对系统动、静态性能与稳定性影响,提出了系统参数设计的方法。设计后控制系统相角裕度满足30oγ60o,幅值裕度满足h6 d B,获得适合增程器发电机控制的稳定的高鲁棒性的功率跟随控制方法。最后,通过系统仿真和实验验证了所设计的功率跟随控制具有良好的动态响应与稳定性。     

基于动态潮流的网损微增率算法

以动态潮流为基础提出了一种基于动态潮流的网损微增率算法。该方法引入不平衡功率分量以充分计及实际系统中发电机的功率调节特性。通过对系统雅可比矩阵转置求逆,能够准确求取所有节点的网损微增率,避免了转置雅可比矩阵法中因平衡节点无有功约束方程导致其网损微增率难以直接求取的问题。算例分析结果验证了本文方法的有效性,在有功经济调度计算中具有较好的数值稳定性和优化效果。     

基于Motor-CAD的增程式电动车发电机设计

为实现增程式电动车高效性,匹配高效增程器系统;先通过整车仿真确定增程器系统所需的功率扭矩,再分解到发电机,确定发电机工作性能。并基于Motor-CAD软件搭建电机模型,改变磁钢V型夹角大小,分别为170°、150°和130°,分析各方案电机的空载反电动势、齿槽转矩、气隙磁密、效率Map等,并进行热设计,评估合适的发电机方案。     

考虑充电功率衰减的电动汽车两阶段优化调度策略

通过对锂电池充电特性进行分析,发现电动汽车充电后期会出现明显的功率衰减,忽略这种现象会导致电动汽车所需充电时长的错误预估。为减小功率衰减带来的负面影响,该文基于最佳充电电流理论,构建电动汽车最佳充电曲线,并根据不同电动汽车充电功率变化特性,在考虑功率衰减的条件下提出一种基于多元混合优化算法的电动汽车两阶段优化调度策略。首先,基于电动汽车充电电流、电压以及功率之间的相关性,构建电动汽车用户模型,根据不同队列电动汽车充电特性,构建负荷聚合商调度模型;进而,基于最高响应比优化算法解决调度第一阶段的用户充电紧迫性与公平性问题,基于粒子群优化算法解决第二阶段光伏消纳偏差量最小化问题,实现考虑功率衰减特性的电动汽车两阶段优化调度;最后,在仿真实验中通过对未考虑功率衰减时电动汽车计划和实际充电行为进行对比,分析充电功率衰减对电动汽车用户和负荷聚合商的影响,通过对考虑功率衰减时不同调度策略下的电动汽车充电行为进行对比,验证本文策略在降低光伏消纳偏差量,提高用户满意度,改善负荷聚合商经济效益方面具有明显效果。     

农村电网无功优化配置实用方法研究

电网的无功优化配置是一个多变量非线性有约束的最优化问题,求解方法比较复杂,农网技术人员在实际工作中迫切需要这方面的实用化方法。为此进行研究,推导和简化了等网损微增率准则和最优网损微增率准则,提出了几种实用有效的计算方法,并在此基础上开发了无功优化计算软件包。这些方法概念清晰,计算简便,便于农网技术人员学习使用。文中提出的无功优化模型和算法,经实际系统验证得到令人满意的效果,证明了模型和算法的合理性和有效性。     

计及需求差异的电动汽车并网滚动时域优化

考虑电动汽车(EV)并网后用户的差异性需求,提出一种计及需求差异的EV并网优化控制策略。首先,根据需求差异将并网EV集细化为刚性集、可削减集及灵活集3个子集,并分别建立充放电控制模型。其次,建立用户行为模式模型,描述用户行为模式的分布特征,进而制定计划功率需求。最后,以实际功率与计划功率偏差及功率波动最小为目标,提出并网EV的滚动时域优化策略,每一轮优化将可削减集及灵活集中EV功率增量作为最优控制变量在充放电控制模型约束下求解。实验分析证明,所提优化策略保证了实际功率符合计划功率的同时兼顾了用户的差异性需求,对并网过程中随机动态因素具有一定的鲁棒性。     

交直流混联系统节点网损微增率算法

交直流混联系统的网损问题和传统交流系统的有很大不同。交流系统主要通过配置无功来降低网损,而直流系统主要通过调节直流有功功率来降低网损。交直流混联系统的网损问题就变得更加复杂。对增广雅可比矩阵进行修正,将直流系统的有功和无功功率设作和电压相关的交流负荷,与交流系统的网损微增率算法相结合,提出一种能够计及平衡节点的交直流混联系统网损微增率算法。该算法能够直接计算包括平衡节点在内各节点的网损微增率,可以任意选取平衡节点而且计算结果不受影响。在IEEE 9、IEEE 22、IEEE 39节点系统算例计算结果验证了该算法的合理性,并且在计算精度和计算速度方面具有较大的优越性。     

考虑光伏校正的微电网储能容量优化配置

针对光伏微电网中储能容量优化配置时忽略光伏实际出力的问题,提出一种考虑温度和光照强度的光伏输出功率校正方法,建立光伏优化模型。其次以储能经济最优为目标,在满足负荷需求的基础上进行光储联合建模,并考虑负荷缺电率和能量溢出比的影响,对电网分时电价下5种储能电池分别进行容量配置和经济性分析。最后通过算例验证了所提模型更满足地域特性、符合光伏实际输出功率。所配置的结果表明,在项目周期内钠硫电池成本最高,功率型铅酸电池成本最低,全钒液流、锂电池和能量型铅酸电池总投资成本相当。     

串联混合动力城市客车整车控制器设计与实现

针对串联混合动力城市客车的整车协调控制问题,设计了整车控制器（electronic vehicle controller unit,EVCU）与能量优化管理策略。整车控制器以Freescale公司32位微控制器MPC5534为核心,实现了数字I/O、模拟量采集、以及CAN总线通信。能量优化管理策略以整车油耗优化为核心目标,根据驾驶员操作意图和动力电池荷电状态,实时优化动力蓄电池充放功率,提高能量利用率,实现整车典型城市工况下节油率达到30%。试验测试和实车路试表明,该控制器运行稳定、可靠,达到了预设的节能效果。     

考虑部件使用寿命的FCEV能量管理策略

能量管理控制策略是提升燃料电池电动汽车经济性及部件耐久性的关键技术,为了解决已有能量管理控制策略存在的缺陷,本文提出了一种基于二次型效用函数的能量管理策略。首先建立了车辆和零部件的数学模型,并通过零部件试验验证模型的准确性。其次应用二次型效用函数将需求功率分解为燃料电池和电池的输出功率,该策略考虑了电池及燃料电池的历史输出状态、变载率等,此外为了提高能源的耐久性和车辆的经济性,应用纳什均衡计算出所提出策略的最佳参数。仿真结果表明,所提出的控制策略可以有效提高燃料电池和电池的耐久性,降低氢气消耗,提升续驶里程。与基于有限状态机的策略相比,该策略可降低21.15%电池性能的衰退。与模糊控制策略相比,所提出的控制策略可减少36.52%燃料电池性能的衰退。     

考虑坡度工况的FCHEV队列分层优化控制策略研究

在面对坡度工况时，如何开发同时兼顾车辆间协同控制与能耗经济性的控制策略是提高交通效率与发挥车辆节能潜力的关键技术之一。以燃料电池混合动力汽车队列为研究对象，以安全行驶及优化能耗为目标，提出了一种基于改进粒子群优化算法与Q学习的燃料电池混合动力汽车队列分层优化控制策略。该策略中上层控制器在保证满足与前车距离或速度限制等安全约束的前提下，利用改进的粒子群优化算法获取节能速度轨迹，并使用模型预测控制框架实时调整主车速度遵循节能速度轨迹行驶。下层控制器根据上层求解的车速和需求功率等信息建立Q学习控制器，实现燃料电池混合动力汽车动力电池与燃料电池之间的最优能量分配。仿真结果表明，本文所提出的分层控制策略在坡度工况下，表现出良好的跟踪性能和安全性能，且优化结果与动态规划策略相似，表明该策略的能耗经济性及可行性。     

Plug-In并联式混合动力汽车实时优化能量管理策略

能量管理策略是混合动力汽车的核心技术之一,其品质直接影响车辆的动力性、经济性和排放性能。首先制定了基于确定性规则的Plug-In并联式混合动力汽车能量管理策略;然后,为了提高车辆的燃油经济性,设计了电池能量观测单元,并对等效燃油消耗最小策略进行改进,提出了适用于Plug-In混合动力汽车的实时优化能量管理策略。研究结果表明,该能量管理策略显著提高了Plug-In并联式混合动力汽车的燃油经济性。     

计及用户行为分析的多能协同综合能源系统供需双侧综合优化

以多能协同综合能源系统的供暖用暖体系为研究对象,计及需求侧用户行为分析,提出综合供应侧与需求侧的优化方法。结合效用函数对需求侧用户用暖行为进行分析;根据不同能源的制暖特点建立供应侧经济性模型,根据不同能源的供暖机制建立需求侧经济性模型;以供应侧电厂运行效率最大、需求侧居民用电成本最低为目标进行双目标优化。将该优化方法在热电联产系统与电热气综合能源系统2种算例中进行分析并对比结果,证明了天然气系统的加入对综合能源系统具有协同优化作用,也验证了所提方法的有效性与可行性。     

分布式发电中燃料电池的建模与控制

合适的燃料电池(fuel cell,FC)动态模型对分布式发电技术的研究起着很重要的作用。提出了非线性质子交换膜燃料电池和固体氧化物燃料电池的动态模型,该模型考虑了燃料利用率的影响和各种反应物随时间变化的压力。并在该模型的基础上,应用电池效率和发电经济性分析得出了燃料利用率一般控制在0.7~0.9范围内比较好。详细阐述了FC在并网运行时的控制策略,以及在含FC发电系统的潮流计算中,将FC的并网节点当作PV节点来处理。     

Effect of combustion catalyst on the operation efficiency of steam boilers

The state of the energy market of the Ukraine is analyzed. The priority of using local, low-grade solid fuel according to its flame combustion in power boilers of thermal power plants and heat and power plants in the short-term perspective is proven. Data of expert tests of boilers of TPP-210A, BKZ-160-100, BKZ-210-140, Ep-670-140, and TGM-84 models with the investigation of the effect of the addition of combustion catalyst into primary air duct on their operation efficiency are represented. Positive results are attained by burning the anthracite culm or its mixture with lean coal in all range of operating loads of boilers investigated. The possibility to eliminate the consumption of “backlighting” high-reactive fuel (natural gas or fuel oil) and to operate at steam loads below the technical minimum in the case of burning nonproject coal is given. Problems of the normalization of liquid slag run-out without closing the boiler taphole are solved.     

基于神经网络的交通灯智能系统

设计了一个使用神经网络的交通灯智能系统。该系统能根据车辆质量、长度和速度来改变信号灯等待时间。仿真表明,该系统比固定时间信号灯更有效,车辆的平均等待时间减少,通过十字路口的速度加快,燃料消耗都有所改善,提高了总体交通效率。     

电动公交车换电站—电池充电站优化规划

充电设施的规划与建设是解决电动汽车发展瓶颈的重要问题。电动汽车在公共交通领域发展迅速,并广泛采用换电模式。文中充分考虑了电动公交汽车换电电量需求和充换电行为,提出了一种换电站—电池充电站建设模式,并给出了相应的优化规划方法。该方法首先使用近邻传播聚类算法对换电需求点进行空间聚类,以确定电池充电站的站址和规模,并利用化石燃料与电能的热值关系,将当前柴油公交车日消耗能量折算成电能以确定换电电量需求。然后,利用排队论方法对电池充电站内的工作情形进行建模,提出以拒绝服务率为主要约束,以综合建设成本最小为目标的优化模型。最后,以某城市实际统计数据为例给出了该市公交汽车换电站、电池充电站以及其充电设备、换电设备、电池的规划方案,为电动公交车充、换电站的实际规划提供参考。