基于改进等效电路模型的高比能量储能锂电池系统功率状态估计

针对高比能量电池大倍率下的电化学特性特殊性,用传统的等效电路模型(equivalent circuit model,ECM)估计功率状态(state of power,SOP)存在精度较低的问题,提出一种拓展的等效电路模型(extended equivalent circuit model,E-ECM)进行SOP估计。分析锂离子动力电池负载电流对极化内阻的影响,基于不同倍率测试和最小二乘的方法建立极化内阻与电流的关系;通过引入SOC偏差△z的概念,来描述电池内部的固相扩散反应引起的扩散压降,对部分SOC区间的△z进行了拟合预测;构建了考虑极化内阻电流依赖性和扩散压降的E-ECM模型,基于E-ECM模型进行电压限制下的10s和180s的SOP估计。搭建了面向单体电池的基本性能实验和SOP最大电流实验平台,分析结果表明,基于模型的最大电流平均误差不超过0.41%、最大误差0.51%左右,基于拟合预测△SOC处的最大电流误差为1.47%,验证了E-ECM模型对SOP估计的有效性和准确性,为锂离子动力电池管理系统功率状态估计与控制提供了理论支撑。     

蒙东褐煤热解技术工业应用进展

蒙东褐煤占我国褐煤储量的83%,是蒙东地区的主要能源。低温热解技术条件温和、产品用途广、经济效益高,是加工蒙东褐煤的主要途径之一。但由于褐煤块煤率低、含水量高、热碎严重等特性以及现行环保产业政策持续趋紧,使褐煤低温热解工业化项目存在原料利用率低、生产连续性差、环保不达标等问题。本文介绍了目前蒙东地区应用的热解技术包括低阶煤转化技术（LCC）、连续干馏热解定位提质技术（LCP）、带式炉低温干馏技术、GF-1型褐煤提质技术、SJ低温干馏方炉热解技术和气-固错流热解技术,分析了各项技术的运行情况、优势和不足。通过对比各项技术在原料要求、传热方式、熄焦方式、能量利用率和产品性质等方面的特点,明确了各项热解技术的炉型选择、原料煤粒度和热解产品利用等方向,提出了蒙东褐煤热解技术在工业化应用过程中需实现原料优化、能量优化、产品多元化和废弃物资源化的发展要求。     

基于雪崩面阵的气体绝缘放电光脉冲检测技术及传感性能研究

局部放电光测法是一种抗干扰能力较强的检测方法,具有极高的检测置信度,但由于局部放电光辐射强度较低,而传统单光子计数器件体积大、驱动电压高、寿命短,导致局部放电光学探测大多应用于放电实验研究。为解决光测法在电力设备局部放电检测中的实际应用问题,搭建了光电联合局部放电模拟实验系统,对空气和SF6气体中局部放电检测的信噪比、线性度、灵敏度、脉冲分辨率以及脉冲恢复时间等性能进行了对比验证和理论分析,论证了基于微型雪崩二极管面阵局部放电光学检测技术的优势。结果表明,传感器信噪比主要受外施偏压的影响,通过优化外施偏压其能够检测得到比脉冲电流出现更早的光脉冲信号;在2种气体中光脉冲信号幅值与视在放电量具有近似线性关系,并受放电类型和气体氛围的影响;传感器获得的脉冲统计特性与光电倍增管及脉冲电流法结果均具有较高一致性,并表现出比光电倍增管更优的抗电磁干扰能力。     

计及差异化能量惯性的电-热-气综合能源系统日前优化调度

针对不同能源系统的多元异质性,建立了兼顾热力系统源–网–荷以及气网管道差异化能量惯性的电–热–气综合能源系统优化调度方法.首先,针对热惯性展开研究,为克服热传输延时连续性和调度时段离散化的矛盾,提出一种基于流量分段法的热网传输惯性模型,并将该方法引入热源侧的模型构建,进而结合负荷侧的建筑热惯性,共同构建了考虑源–网–荷多种热惯性的热力系统模型.其次,为刻画天然气网络气惯性的动态特征,利用虚拟节点构建稳态模型代替原有的暂态模型,避免了偏微分方程的直接求解,大福降低了计算的难度.最后,基于不同能量惯性全面精确的建模,并综合考虑了各子系统的网络约束和耦合约束,以系统运行成本最小为目标构建了电–热–气综合能源系统日前优化调度模型,并用混合整数线性规划(mixed integer linear programming,MILP)软件进行求解.结合具体算例,研究结果表明精细刻画热、气系统的差异化能量惯性,能够提高电–热–气综合能源系统运行的经济性和灵活性.     

基于CNN-BiLSTM的短期电力负荷预测

短期电力负荷预测能准确评估地区整体电力负荷变化情况,为电力系统运行决策提供准确参考。电力负荷参数受多维因素影响,为充分挖掘电力负荷数据中的时序特征,提升电力负荷预测精度,该文提出一种基于特征筛选的卷积神经网络—双向长短期记忆网络组合模型的短期电力负荷预测方法。以真实电力负荷数据作为数据集,通过对多维输入参数的优化筛选,选取高相关性特征向量作为输入,构建预测模型。通过与添加注意力机制的组合模型对比验证了输入参数优化分析的可行性和优越性。最后利用实际算例将该方法与利用自动化模型构建工具构建的梯度增强基线模型及常用预测模型相比,该方法构建的组合模型可以提升多维电力负荷数据的短期预测精度。     

主动配电系统参与日前电能量市场的聚合模型

为了充分利用主动配电系统中分布式能源的灵活性并使之能参与电力市场,主动配电系统有必要等效为一座虚拟电厂。该文基于主动配电系统作为虚拟电厂参与日前电能量市场的场景建立聚合模型,并提出了一种不依赖日前市场信息便可计算虚拟电厂功率上下限、爬坡率和成本曲线的方法。该方法首先构建优化模型获得虚拟电厂功率上下限、爬坡率和分布式发电机的安全调度功率范围,然后根据分布式发电机和主动配电系统的特性获得虚拟电厂的成本曲线。通过该方法获得的参数,可以同时保证虚拟电厂的市场竞争力和满足配电系统的潮流约束。最后,通过输配联合系统的2个算例验证了所提方法的正确性和有效性。     

永磁同步直线电机无模型电流控制

为改善永磁同步直线电机的动态响应性能,提高电机控制系统的鲁棒性,针对传统永磁同步直线电机PID控制方法中参数不确定性导致的控制不稳定问题,提出一种无模型电流控制方法.该文基于超局部模型设计永磁同步直线电机控制系统的无模型电流控制器,分别搭建PID控制和无模型电流控制系统,在此基础上进行稳态运行、负载突加减和电机参数摄动的仿真及实验对比.结果表明,所提方法改善了永磁同步直线电机控制系统的动态响应性能,对电机参数不确定性具有较强的鲁棒性.     

计及源荷不确定性的独立型交直流混合微网多能源协调优化调度

传统独立型交直流混合微网的可再生能源供电比例高,但储能和其他可控电源容量有限,易出现切负荷或弃风弃光现象.首先,为提高系统的供能可靠性和可再生能源的消纳水平,设计出一种基于氢储系统实现交流、直流、氢气、热力与天然气能源系统深度耦合的能量枢纽结构;其次,为实现设计系统的多能源协调优化调度,构建出一种计及源荷不确定性的两阶段鲁棒优化模型,模型中第一阶段确定所有能源转换和存储设备的运行状态,第二阶段确定最恶劣场景及各设备出力方案,并且可利用不确定度参数灵活调整调度结果的保守性;然后,基于强对偶理论和大M法将优化模型转换为具有混合整数线性形式的主问题和子问题,并采用列与约束生成算法求解;最后,算例分析结果表明所建模型的合理性,求解算法的有效性以及调度结果的鲁棒性和经济性.     

光储微网系统多目标协调控制策略

基于光伏储能+电采暖的光储微网系统可以有效解决西部农村社区清洁能源供应量不足问题.为了提高光储微网系统的能量控制效果和工程实用性能,该文通过构建包含电力费用、储能系统荷电状态(SOC)、供暖舒适度等变量的多目标函数,提出一种计算量较低的储能与电热负荷多目标协调控制策略.为了简化目标函数求解过程,引入求导和单调性分析等优化方法.为了降低系统计算量,以住宅建筑保温性能为评价标准,提出一种带宽能量控制模式,降低了被控单元的控制频率,提高了算法的工程应用价值.搭建Matlab/Simulink仿真平台,依据西部青海省某示范光储微网系统实际数据,仿真对比分析基于传统能量控制策略和基于多目标协调控制策略的光储微网系统性能,验证该文所提控制策略的有效性和优越性.     

基于改进完全局部二值模式火焰特征提取的 转炉炼钢终点碳含量预测

转炉炼钢火焰图像特征的准确提取是预测终点碳含量的关键,针对于火焰图像相似性高进而难以区分碳含量相近的火焰图像,导致无法准确精准预测碳含量的问题,提出一种改进完全局部二值模式(improved complete local binary pattern,ICLBP)的彩色纹理特征提取方法,用于提取不同碳含量下更具区分性的炉口火焰图像特征并进行终点碳含量的预测.首先,在不同颜色通道下采用局部相位量化(local phase quantization,LPQ)提取图像相位信息,与CLBP提取的图像幅值信息组合成融合特征ICLBP_MP,以增强CLBP算法结构的鲁棒性;然后,通过改进的颜色信息加权策略对其进行加权,以增强火焰图像的颜色对比度信息;最后,使用K近邻回归模型对碳含量进行预测.实验结果表明,碳含量预测在0.02％误差范围内的准确率为83.9％.