振荡浮子式波能装置波浪爬升特性试验

复杂海洋环境下振荡浮子式波能装置与波浪相互作用过程中,浮子迎浪侧会发生波浪爬升等非线性现象,严重时波浪会越过浮子顶部,这对波能装置的发电效率及工作性能产生不利影响.设计并进行了规则波作用下垂荡浮子迎浪侧波浪爬升特性的物理模型试验,探讨了波浪周期、常数PTO(能量摄取,power take-off)阻尼以及不同周期下改变...     

振荡浮子式波能转换装置阵列的物理模型水池试验

振荡浮子式波能转换装置在防波堤上进行阵列化布置时,各装置的浮子获能体之间会发生复杂的水动力相互作用,影响装置的运动和发电性能.开展物理水池试验,研究了防波堤前振荡浮子式波能装置阵列的水动力响应特性,着重分析了不同波浪条件下浮子尺寸和分布间距对装置运动性能和发电功率的影响规律.研究发现,在所考虑的参数范围内,相同波况条件...     

摆臂浮子式波能装置的运动及能量转换性能

 海洋波浪能是一种清洁的海洋可再生能源,受到了广泛关注。设计和制作了一种摆臂浮子式波浪能实验装置,并在船模拖曳水池进行实验,以研究该装置的运动和能量转换性能。摆臂浮子式波浪能实验装置由两个浮子、两个摆臂以及机械传动装置和发电机组成,装置固定于拖车之上。通过水池实验测量不同工况下浮子的垂向运动加速度和发电机的输出电压,分析波高和周期对浮子运动的影响,计算装置在不同波浪条件下的能量转换效率。从实验结果可知,在波浪作用下,装置的垂荡运动性能较好,具有较高的能量转换效率。     

互联系统机电振荡的频率与阻尼特性

为分析互联系统机电振荡模式的频率和阻尼特性,文章推导了考虑发电机5阶模型的等值互联系统的线性化模型,并以此基础分析影响频率和阻尼特性的相关环节.结果表明: 影响机电振荡频率的主要因素是互联电网中发电机惯量及其分布特性,振荡频率最低的模式出现在统惯量分布均衡子系统之间;发电机励磁和调速系统在机电振荡频率段中提供负阻尼,并且与振荡频率正相关,即频率愈低,负阻尼特性愈强,成为导致互联电网弱阻尼的主要因素;广域阻尼控制能够以很小的代价即可实现对互联系统阻尼特性的极大改善.     

不同安装位置下主动阻尼装置对管道振动的控制效果研究

在设备运行过程中,管道经常会产生振动问题,给设备的安全运行带来严重的隐患。针对管道振动问题,采用主动阻尼装置,通过惯性作动器向振动管道系统施加作动力,实现了对管道振动的主动控制。以某化工企业往复式压缩机出口管线25 Hz的振动为例,搭建门型管道振动实验台进行实验,利用SAP2000软件模拟仿真了主动阻尼装置的减振效果。实验研究了惯性作动器在不同安装位置时主动阻尼装置对管道振动的控制效果,探究了惯性作动器的安装位置对管道系统振动控制效果的影响规律。通过对比惯性作动器安装在所选取的4个位置时的减振效果,得出当作动器安装在振动最大的位置上时,主动阻尼装置对管道整体的减振效果最好。     

基于阻尼状态切换的装载机座椅悬架控制

为提高装载机驾驶员作业舒适性,提出了一种基于阻尼多状态切换减振器的装载机半主动座椅悬架系统.分析了阻尼多状态切换减振器的设计原理及油液流动行为,建立了阻尼多状态切换减振器数学模型,通过仿真分析获取了减振器4种阻尼状态下的复原阻尼系数和压缩阻尼系数,在此基础上,进一步构建了装载机半主动座椅悬架系统混杂动力学模型,设计了用于座椅半主动悬架的权值系数模糊自适应调整混杂模型预测控制策略,并在随机路面激励输入下进行了控制策略性能仿真分析.仿真结果表明:所提出的装载机半主动座椅悬架及其控制策略能够有效降低座椅垂向振动加速度均方根值,降幅达35.71%,同时改善座椅悬架动行程达30.88%,驾驶员作业舒适性得到显著提升.     

基于模型预测的阻尼与车身高度协同控制

为有效协同空气悬架中的阻尼与车身高度控制,基于模型预测控制理论,以整车综合评价指标为成本函数,当前状态下车身高度与可调阻尼减振器所能生成的悬架力为约束,设计了模型预测控制器,求解当前状态下的最优悬架力.利用可调阻尼减振器改变阻尼系数配合车身高度充放气操作使悬架生成该最优悬架力,以此获得阻尼与车身高度的协同.结果表明:所提协同控制策略切实可行,可大幅改善悬架的簧上质量加速度和轮胎动载荷均方根值;在有减速带工况下,协同控制策略能有效缩小25％的簧上质量加速度峰值和19％的簧下质量加速度峰值,而在转弯工况下,能缩小17％的簧上质量侧倾角峰值.     

基于VSG的附加阻尼控制及其在光储并网系统中的应用

大规模光伏就近接入系统后,将导致系统的惯性整体下降,在系统遭受扰动后降低其稳定裕度,极端情况下出现功率振荡。将基于虚拟同步的附加阻尼控制策略应用于光储并网系统中。首先,建立光储并网的小信号模型,分析系统的阻尼特性;其次,在光储逆变侧采用基于虚拟同步发电机(virtual synchronous generator, VSG)的附加阻尼控制,并通过小信号模型分析了附加阻尼控制对系统频率振荡的影响;再次,在PSCAD/EMTDC环境中建立光储并网系统仿真模型,与传统控制策略进行对比,结果验证了所提附加阻尼控制的有效性和正确性。     

模型参考自适应控制在消除电力系统内低频振荡的应用

为消除电力系统区域间的低频振荡,设计了一种新的模型参考自适应控制器。自适应PI控制器的前馈和反馈增益矩阵可实时修正,为克服振荡提供更好的阻尼。文中专门讨论了控制量突变过程中,系统产生的冲击现象及其解决办法。单机-无穷大母线系统的仿真结果表明控制器有效。     

具有非线性PTO的波能装置水动力及获能分析

运用计算流体力学(CFD)方法对系泊双浮体波浪能装置的水动力及PTO(动力输出装置)非线性出力特性进行模拟和分析,利用VOF(流体体积分数)方法结合动网格及刚体求解技术模拟波浪生成及浮体运动,分析了不同速度指数的非线性动力输出装置下波浪能装置的水动力及获能特性,并与线性PTO的特性进行对比.在此基础上提出一种组合控制模式,可使波浪能装置在较大的PTO阻尼系数范围内维持较高的俘获宽度比.     

涡量控制对自主推进俯仰振荡翼型推进效率的影响

用自适应多重网格法和浸没边界法对俯仰振荡翼型的自主推进进行了数值模拟.在研究翼型原地摆动和自主推进的基础上,提出了一种确定俯仰振荡翼型推力的新方法,在得到推进效率与斯特劳哈尔(Strouhal)数关系的同时,还得到了斯特劳哈尔数与雷诺数之间的关系.通过分析不同推进效率下涡量场的演化规律发现,当尾迹中有正负涡抵消时,推进效率就会降低;反之,若出现同号涡的合并时,推进效率就会提高,从而说明涡量控制过程对推进效率的影响起着决定性的作用.     

基于模态应变能的不同损伤指标对比

为解决工程结构的多损伤识别问题,对基于模态应变能的不同损伤指标方法进行了对比分析和研究。首先,描述了3种损伤指标,即模态应变能变化指标( MSECI)、模态应变能耗散率指标( MSECRI)和模态应变能基指标( MSEBI);然后借鉴模态应变能耗散率指标的建立原理,通过对刚度矩阵的修正,建立相应的能量等效方程,并提取了一种模态应变能等效指标( MSEEI );最后对4种应变能损伤指标进行了对比研究,并考虑了测量噪声的影响。数值仿真结果表明,模态应变能基指标可以较好地识别结构的损伤位置,模态应变能等效指标则不仅可以有效地识别结构的损伤位置,而且可以较为精确地识别结构的损伤程度。     

基于变结构控制的感应电机能量优化控制

感应电机的每安培最大转矩控制是一种简单、有效的能量最优控制方法,该方法在满足电机电磁转矩要求的前提下,尽可能地减小定子电流的幅值大小,从而提高了电机稳态的运行效率。该文提出了一种基于变结构控制的感应电机每安培最大转矩控制方案。该方案选择定子电流误差方程作为切换面方程,利用变结构滑模控制的到达条件对方案的稳定性进行了证明,给出了使系统稳定的一个充分条件。仿真的结果表明,在轻载情况下该方案具有和直接转矩控制(DTC)相似的动态性能,而在稳态效率上却能提高很多。     

防波堤兼作振荡水柱波能装置的工作性能试验

为了考察防波堤兼作振荡水柱波能装置的实际发电性能,构建了物理模型并开展水工试验,试验中采用空气透平作为能量转换部件,并连接发电机,在不同入射波浪条件下,考察了装置的发电出力情况。研究结果表明：波浪周期对防波堤兼作振荡水柱波能装置的能量转换性能有较大的影响,长周期波浪作用下,装置的波电能量转换效率较高;当入射波波高较小,波浪条件较差时,装置的能量转换性能较弱。     

基于设备的石化能效监测方法研究

根据国内石化行业生产过程中在能效监测上的现状,建立了能效监测体系架构,并根据该体系架构提出了基于设备的能效监测方法.利用该方法对石化行业中换热器、机泵设备建立了能效计算模型,并给出了每种设备在能效参数上的求解方法,通过对能源消耗的实时监测明确了能源消耗的去向,实现了能源的精细化管理,为后续能效评估打下了基础.     

基于运行模式切换的多能源系统的混合控制

为了实现具有高度灵活性的智能控制策略,以提高多能源系统的稳定性、安全性和自愈能力,文中提出了基于分布式能源运行模式切换的分层混合智能控制。对应于系统的混合动态行为,分层混合控制由上层的离散控制策略、下层的本地连续控制器和它们之间的相互作用组成。上层离散控制策略主要负责切换操作模式,以增强遭遇重大干扰时的安全性和自愈能力。下层连续控制的目的是调节各被控单元的动态稳定性,以获得满意的性能。通过仿真实例验证了该混合控制方法的有效性。     

全双工非正交多址接入系统的功率控制

研究了采用全双工基站同时为多个半双工下行用户和上行用户提供服务的单载波非正交多址(single-carrier non-orthogonal multiple access, SC-NOMA)系统的资源分配算法设计。考虑了基于能效的单载波NOMA系统上行链路和下行链路的资源分配问题,在保证用户服务质量和功率约束的同时最大化全双工单载波非正交多址接入(Full-duplex single-carrier orthogonal multiple access, FD SC-NOMA)系统的能效。由于目标函数是非凸问题,将原问题转换成非线性分式规划问题,通过采用拉格朗日乘子法得到最优传输功率的闭式解,利用次梯度算法求得最优传输功率。仿真结果表明,与传统的半双工单载波非正交多址接入(half-duplex single-carrier orthogonal multiple access, HD SC-OMA)系统相比,FD SC-NOMA系统能够实现更优的能效。     

基于交通信号灯信息的混合动力汽车节能预测控制方法

针对传统混合动力汽车控制方法不考虑已知道路交通信号灯信息对车辆能量管理影响的问题,提出了基于交通信号灯信息的混合动力汽车节能预测控制智能优化策略。通过建立混合动力汽车系统的简化模型,并采用连续广义最小残量方法求解模型预测控制问题。运用MATLAB/Simulink进行仿真,仿真结果验证了交通信号灯信息模型的有效性,以及所设计的模型预测控制算法大幅度提高混合动力汽车的燃油经济性的能力和实时控制性能。研究结果表明所提出的控制策略可以实现车辆行驶轨迹的优化控制,显著提高了车辆的燃油经济性,并满足系统的实时最优控制要求。