摘要：微电网中分布式电源的增加以及敏感负荷的投入,导致仅靠具有渐进收敛特性的传统分布式二次调频策略难以保证系统的动态性能,而常用的有限时间调频策略的收敛上界在不同程度上受到系统初始状态、系统参数等因素的制约。针对这一问题,基于分布式控制原理提出并设计了一种具有时变增益的分布式有限时间调频策略。首先,介绍了传统分布式二次调频策略的工作机理,并利用李雅普诺夫稳定性理论分析了常用有限时间调频策略的局限性。然后,在传统分布式调频策略的基础上,根据其渐进收敛特性将其常数增益改进为具有周期加速收敛特性的时变函数,提出并设计了一种以时变函数为增益的分布式有限时间调频策略,解决了收敛时间受系统初始状态、系统参数制约的问题。最后,通过理论及仿真验证了所提方法在加速频率收敛、提高系统灵活性方面的有效性及优越性。

摘要：传统分布式二次调频策略在虚拟领导节点频率信息出现故障时会导致微电网系统频率无法恢复,针对该问题提出并设计一种完全分布式二次调频策略。首先分析传统分布式二次调频策略虚拟领导节点故障对二次调频过程产生的影响;然后,结合一致性算法对传统分布式二次调频控制器加以改进,通过将调频补偿量与频率偏差的对消作为“频率引导项”加入各分布式控制器中,使得各分布式发电单元完全对等,以保证虚拟领导节点去除后频率的正常恢复,实现完全分布式控制;最后,通过仿真验证所提方法在保证频率恢复方面的有效性与优越性。

摘要：多簧片结构的磁保持继电器衔铁转动引起的触点碰撞、弹跳现象使运动过程复杂,静、动态特性理论分析和仿真模型建立困难。以某型号多簧片结构的磁保持继电器为研究对象,理论分析结构拓扑及工作机理,考虑触点间切入深度,引入狄拉克函数和赫维赛德函数,解决簧片受力分散及触点由于碰撞、弹跳引起的作用力不连续问题;将簧片等效为悬臂梁,基于欧拉-伯努利梁理论建立触簧系统三簧片分段耦合动力学模型。利用Ansys Maxwell引入基于误差的自适应网格划分方法求解电磁机构静态特性;考虑触簧系统簧片运动变形效应,通过ADAMS基于模态理论,构建刚柔耦合动力学仿真模型。基于分段动力学思想,搭建电-磁-机械运动多物理场刚柔耦合仿真模型。利用高速摄像机、电流探头等设计磁保持继电器实验方案,搭建实验平台,测试并分析磁保持继电器触点吸合运动时间、触点压力、弹跳时间、线圈电流,并分析人工装配簧片引起触点压力不同使继电器动作过程存在的不一致性问题,验证该文所提多簧片结构的磁保持继电器特性分段耦合分析方法和多物理场刚柔耦合仿真模型的有效性。

摘要：基于摩擦发电和电磁感应发电原理,利用磁性液体同时作为摩擦层和磁体,文中提出一种将低频振动能转化为电能输出的磁性液体摩擦-电磁复合发电机。理论分析磁场作用下复合振动能量收集系统不同工作模块的动力学特性和力电耦合机制,借助有限元仿真软件建立复合能量收集系统磁场、电场、流体场和输出电动势的多场耦合仿真模型,设计低频正弦激励下复合能量收集系统输出电能实验测试平台,探究外部激振频率和外磁场强度等因素对电能输出特性的影响。实验结果表明,所提磁性液体摩擦-电磁复合能量收集器可以在低频环境中将振动能量有效转换为电能。

摘要：通过辅助长期卧床人员定时翻身,调整压力分布避免单一部位长时间受压是预防压疮的最有效措施。但被动辅助翻身与人体主动翻身相比,身体各部位受力存在明显差异,可能影响翻身舒适性,甚至对外伤及危重患者造成二次伤害。因此,探究被动翻身舒适性影响因素,确定最优翻身策略具有较大的实用价值。首先,本文研究被动翻身人体各关节承载特征,提出了一种楔形气囊构型,并将床垫楔形气囊对偶布局等效为弹簧-阻尼模型,并基于实验方法进行模型关键参数辨识。然后,通过调整施力位置、顺序,设计了不同辅助翻身策略,建立了基于刚性人体结构与柔性等效弹簧的人-垫力耦合仿真模型,获得了人体主要承压部位受力情况。最后,对15名受试者开展辅助翻身试验,通过分析仿真结果、实验数据及问卷评分,验证了辅助翻身与压力调整效果,阐明了被动翻身过程人体舒适性的力学影响因素,为后续床垫构型设计与辅助翻身策略优化提供了理论基础。

摘要：传统电力负荷组合模型使用滚动且固定长度时间窗口内的历史预测误差数据进行子模型变权,但该窗口长度无法根据最新环境特点进行自适应调整,导致有效信息的丢失或过时信息的引入,从而降低了短期负荷预测的准确性。利用双延迟深度确定性策略梯度模型(twin delay deep deterministic policy gradient,TD3)构建智能体,设计了一种时间窗口长度自适应可变的变权组合预测策略。通过建立短期负荷预测场景误差最低的目标及相关约束,设计了智能体的输入状态、动作和奖励机制,使智能体能够快速收敛并做出最优决策,从而准确地调整时间窗口长度。在此基础上,组合模型响应智能体实时指导的时间窗口,使用最优加权法实现了子模型的准确变权组合。最后,采用中国北方某地区的真实电力负荷数据进行算例分析,验证了所提策略的有效性和优越性。

摘要：针对混合储能系统(HESS)平抑风电功率波动过程中HESS有功功率参考误差大、储能荷电状态(SOC)控制困难造成储能配置成本过高的问题,提出考虑SOC自恢复的混合储能系统容量优化配置策略。首先,考虑单一风电平抑滤波算法平滑性与跟踪性不能兼顾的问题,提出限幅与滑动平均加权滤波算法,动态调整算法权重和限幅参数,降低并网功率滞后时间,提升HESS有功功率参考准确性;然后,引入HESS累积放电量为分解对象,研究基于频率划分的HESS有功功率分配方法,避免功率参考二次修正、实现储能SOC自恢复控制;最后,以储能配置成本最低为目标,建立HESS全生命周期优化配置模型。基于风电场实测数据设计仿真验证方案,结果表明,该文策略可提高储能风电波动补偿裕度,降低储能配置成本。

摘要：面向金属丝电爆炸中快前沿脉冲电流测量,设计了一种体积小、易安装的纳秒级自积分罗氏线圈。由于前进匝易受到平行于待测导体方向磁场的干扰,在罗氏线圈中增加了回线部分。基于每匝线圈的电磁参数提出了一种考虑回线的罗氏线圈的新型改进集总参数电路模型。将改进集总参数电路模型在MATLAB中进行仿真分析,探讨了线圈参数对罗氏线圈在不同频率范围内响应特性的影响规律,设计出满足纳秒级上升沿测量的自积分罗氏线圈。为了验证模型的准确性,设计出一种高幅值、快前沿的电流标定源并对实验标定电流进行仿真分析。罗氏线圈标定实验结果表明,相比于集总参数模型,改进集总参数电路模型更加准确,为设计和分析高精度的带回线的罗氏线圈提供了新思路。

摘要：为提升短期电力负荷预测精度,提出了一种变权组合预测策略。首先,为了降低负荷数据的不平稳度,使用变分模态分解(variational mode decomposition,VMD)将负荷数据分解成了高频、低频、残差3种特征模态分量。其次,充分计及负荷数据的时序特点,参考指数加权法原理设计自适应误差重要性量化函数,并结合组合模型在时间窗口内的历史负荷数据的均方预测误差设计改进最优加权法的目标函数和约束条件,以完成子模型的准确变权。最后,针对波动较强的高频分量选定极端梯度提升(XGBoost)和卷积神经网络-长短期记忆(CNN-LSTM)模型并使用改进最优加权法进行组合预测、低频分量使用多元线性回归(MLR)模型预测、残差分量使用LSTM模型预测,叠加各模态分量的预测结果,实现了短期负荷数据的准确预测。实验结果表明,使用策略组合模型的平均绝对百分比误差为4.18%。与使用传统组合策略的组合模型相比,平均绝对百分比预测误差平均降低了0.87%。

摘要：由于多齿开关磁链永磁记忆电机(Multi-tooth SFPMMM)相邻电枢绕组之间互感较大,在设计时如果忽略互感会产生较大的误差。为了提高优化设计精度,该文提出一种考虑相间互感和端部漏磁的等效磁路模型(EMCM)法。建立考虑多齿SFPMMM相邻两相互感的等效磁路模型。最后,用有限元仿真和实验样机分别进行验证,结果表明,与未考虑互感时的EMCM相比,使用所提出的模型,空载反电动势计算精度提高了15.3%。