多能源集成控制的船舶用微电网系统频率优化

为解决船舶用微电网系统在系统模型不确定性以及剧烈负荷扰动下电网频率的稳定性控制。针对含有风力发电系统、光伏发电系统、柴油机发电系统以及储能装置的多能源集成微电网系统进行分析,提出H∞混合灵敏度控制方法,设计输出反馈控制器并构造微电网系统模型,对其加权函数采用粒子群优化算法进行优化。仿真结果表明:提出的控制器和控制策略不仅能够有效地平抑频率波动,提高可再生能源利用率,还在模型不确定性以及扰动不确定性的情况下依然有效。     

基于粒子群算法的船舶发电系统电路优化

船舶发电系统电路受到传感电机电磁耦合的影响,容易产生串扰,导致输出功率因素不高,需要进行电路优化设计。提出基于粒子群算法的船舶发电系统电路优化方法,构建船舶发电系统电路优化的控制约束参量模型,采用粒子群进化方法进行电路优化参数的自适应寻优,以粒子种群的适应度方差最小为约束条件,得到电路控制参数的最优解。以此为指导进行船舶发电系统电路的优化设计,并进行电路测试和仿真分析,得出采用该方法进行船舶发电系统电路优化能提高关联约束参量的寻优能力,发电系统控制的稳定性较好,发电系统的输出功率增益得到提升。     

基于模糊算法的船用风力发电机MPPT快速响应控制

针对船用风力发电机快速响应控制问题,采用传统控制方法受到内部环境和人为因素影响,导致控制效果较差,提出了基于模糊算法的船用风力发电机MPPT快速响应控制。根据船用风力发电机MPPT结构,分析MPPT快速响应工作原理,利用大量实际数据归纳总结出控制规则,可快速响应船舶外部环境变化,采用双输入单输出控制方式,将输入输出量转化为模糊集论域,使用三角隶属度函数来表示各个变量,由此完成船用风力发电机MPPT快速响应控制。通过实验结果可知,该方法最高控制效果可达到98%,可达到有效控制风力发电机振动的目的。     

基于粒子群算法的船用光伏发电系统最大功率跟踪

我国船舶应用光伏发电系统进行电力供应尚处于起步阶段,当前光伏发电系统的电能转换效率偏低,使其成为光伏发电技术应用与发展的瓶颈。从电池板自动跟踪、电池板MPPT控制算法以及最大功率跟踪3个层面入手,分析船用光伏发电系统功率跟踪的研究现状,阐述粒子群算法的基本原理与应用优缺点,并针对粒子群算法的缺点提出优化方法,论述回退粒子群算法在船用光伏发电系统最大功率中的应用,仿真实验证实该算法具备良好的收敛性和较高的精准性。     

改进自适应惯性权重粒子群算法及其在核动力管道布置中的应用北大核心CSCD

[目的]旨在研究非线性自适应惯性权重粒子群优化算法,实现船用核动力一回路系统管道路径的布置优化设计。[方法]根据船用核动力一回路系统的管道布局设计特点,建立一回路系统的管道布局空间模型、约束条件和评价函数;基于管道节点数量,提出一种粒子群优化(PSO)算法的新型定长编码方法,然后结合该编码方法建立方向引导机制;在此基础上,针对粒子群优化算法易陷入局部最优解、收敛速度慢的缺点,结合辅助线性变化的学习因子,提出一种基于非线性自适应惯性权重的改进粒子群优化算法;将改进粒子群优化算法与协同进化算法相结合,提出一种用于求解分支管道布局问题的协同进化粒子群优化算法,以用于核动力一回路系统的管道布局优化。[结果]仿真结果显示,所提的改进算法与标准算法相比收敛速度提高了40%~50%,不仅能够得到更好的管道布局效果,还解决了标准粒子群优化算法容易陷入局部最优解的问题。[结论]研究成果可为船用核动力一回路系统管道布置的优化设计提供有益的参考。     

基于迭代局部搜索和自适应粒子群优化的SVM短期负荷预测

为了能够进一步的提高船舶电力负荷的预测精度,针对SVM模型在负荷预测中存在的参数选取问题,该研究提出了一种新的参数优化算法:基于迭代局部搜索和自适应粒子群优化的组合算法。自适应粒子群算法提高了传统粒子群算法的收敛速度,引入的迭代局部搜索思想,配合新的极值评价标准能够很好的解决粒子群算法容易陷入局部最优的问题。仿真结果表明,利用新的参数优化算法使得SVM预测模型的精度得到了很大的提高。     

基于DIgSILENT仿真的最大功率跟踪和无功补偿研究

论文主要研究了风力发电机运行稳定性的机械部分,运用曲线拟合方法和爬山算法对最大功率跟踪控制方法进行了比较研究,在DIg SLIENT仿真过程中建立了改进的控制模块并进行比较研究,从而得出改进的爬山算法和MPPT的控制模块具有良好的计算效果。通过建立SVC和STATCOM的模型和改进的控制模块连接到风力发电系统,在DIg SLIENT仿真中验证了SVC和STATCOM模型的有效性,并分析了模型对风力发电设备和系统的影响。研究结果表明,STATCOM在电网三相短路故障中有利于电压恢复和无功补偿。     

船舶电力推进系统控制策略仿真研究

本文针对单一的船舶电力推进系统控制策略无法应对所有复杂工况的问题,提出组合控制策略方案。首先基于三种常规电力推进系统控制策略（转速控制、转矩控制、功率控制）各自的适用范围,引入权重函数,定义权重系数,并提出结合粒子群算法优化权重系数的方法,然后搭建船舶电力推进系统仿真模型,模拟船舶复杂工况,验证组合控制策略的适用性。仿真实验结果表明,所提出的组合控制策略方案在应对船舶复杂工况时能充分发挥三种常规控制策略的优势,具有更好的控制效果。     

“风光秀”电池船风力发电系统设计

针对内河及湖泊船舶排放污染问题,设计包含风力发电的电力系统。根据实船要求确定风力发电机的参数,预测风力发电机的输出特性;建立风力发电系统数学模型,运用Matlab/Simulink搭建风力发电系统的仿真模型,仿真试验得到系统输出特性;实船实验进行数据采集,分析采集数据,对系统进行改进。实验表明,风力发电应用于电池船可给辅助负载供电,也可将产生的电能储存备用。     

船用燃气轮机发电机组控制策略仿真研究

对船用燃气轮机转速控制及发电机电压控制进行研究,采用Matlab/Simulink仿真软件,建立燃气轮机发电机组控制系统仿真模型,对其进行突增及突卸负荷仿真实验,结合船舶电网供电指标,研究发电机组一系列参数响应曲线。结果表明在电网负荷大幅度变化情况下,所定制的控制策略能使燃气轮机发电机组具有较好的调速及调压性能,满足船舶电网对供电品质的要求。     

基于FPSO的船舶柴油发电机励磁系统控制

针对大功率船舶柴油发电机工况的复杂性、时变性以及非线性等特性,以及船舶运行负载的变化对发电机励磁系统的影响,借鉴粒子群优化算法能够很好地适应复杂系统参数的寻优的特性以及模糊控制对参数优化的精确性,使用粒子群优化算法对控制器的PID参数进行优化,再使用模糊PID算法以误差和误差变化率作为输入,PID参数的增量作为输出对粒子群优化算法优化出来的PID参数进行修正,构成船舶发电机模糊-粒子群优化(FPSO)励磁控制系统控制器。在Matlab/Simuink环境下进行了额定负载、增加50%额定负载和三相故障等工况的仿真实验。实验表明,端电压经过短暂的波动后能够快速的回归稳定,证明该方法能够很好地适应工况的改变。     

基于PWM逆变的新型船用轴带发电系统研究

为了提高常规轴带发电系统总体性能,本文研究了一种采用PWM逆变技术的新型船用轴带发电系统。通过采用虚拟发电机控制技术,使逆变器输出具有与柴油发电机组相似的电压-无功功率和频率-有功功率下垂特性。利用MATLAB/Simulink搭建了新型轴带发电机组的仿真模型,对控制策略进行了验证,为该系统应用于船舶的正确性和有效性提供了技术支撑。     

粒子群优化算法对三轴磁强计非正交度的修正

为避免船舶轨迹偏离行为的出现,实现对船体行进路径的合理化控制,提出基于粒子群优化算法的三轴磁强计非正交度修正模型。借助粒子群参数控制原理,建立必要的动态种群策略,实现基于粒子群算法的舰船轨迹优化处理。在此基础上,分别计算零偏误差数值与垂直度误差数值,在确定模型参数化处理结果的同时,完成舰船三轴磁强计非正交度修正模型的建立。对比实验结果表明,与常规船体行进控制方案相比,新型修正模型可确保BST指标的数值水平始终低于2.95,有效避免船舶轨迹偏离行为的出现,满足合理化控制船体行进路径的实际应用需求。     

一种面向设备维修时间预测的组合优化模型及其应用

提出了一种面向设备维修时间预测的组合优化模型,即首先利用混沌粒子群优化算法估计灰色模型参数,然后结合线性回归方法推导得到可以补偿灰色预测模型误差的设备维修时间预测模型,同时以船用柴油机汽缸的维修时间预测为例进行了仿真实验。结果表明,该组合优化模型的预测精度较高,可以有效减小数据波动引起的误差,具有较高的应用前景。     

双馈风力发电系统最大风能捕获控制研究

针对应用于风力发电系统的双馈异步发电机,构建了同步旋转坐标系下的数学模型.结合风力机 输出功率与转速关系,采用速度负反馈控制代替有功功率负反馈控制,简化了调节器参数的工程设计过程.将有功和无功控制上的耦合项通过前馈补偿实现了基于定子磁链定向的功率解耦控制.利用双馈异步电机运行可逆性,通过双馈发电机运行状态的转换实现了风速跟踪控制过程中最大风能捕获的快速跟随性能.基于仿真软件构建仿真模型仿真进行了双馈风力发电机组最大风能捕获控制和功率解耦控制的仿真验证,仿真结果表明了所设计控制策略和参数的正确性与有效性.     

基于遗传算法的舰船发电系统电路优化研究

传统舰船发电系统电路存在发电调度参数控制误差较大,电能控制响应时间过长的问题。针对问题电路,提出遗传算法的舰船发电系统电路优化研究。首先,对电力系统电路约束控制参量进行分析计算,根据计算参量对发电系统电路进行电力负荷的控制空间重组,通过遗传算法对重组空间电路进行控制目标函数计算,完成对电力系统电路控制目标的精准度优化。最后,通过仿真实验对提出优化效果进行可行性验证。     

船用永磁调速器的数学建模和仿真分析

船用永磁调速器能够控制发电机转速与负荷约束,其特性对船用发电机组性能产生直接影响,研究船用永磁调速器的数学建模和仿真,可提升永磁调速器控制训练与培训效果。分析船用永磁调速器结构可知,输出转矩能够判断联轴器的关键度,因此构建传递转矩与传递效率的数学模型,分析对船用永磁调速器输出转矩产生影响的参数。依照船用永磁调速器的运行原理与结构特征参数进行模型仿真分析,对比仿真分析数据与台架测试数据,结果显示：所构建模型仿真误差上限约为2%,由此说明所构建的船用永磁调速器数学模型的准确性与可靠性。     

圆形微带天线谐振频率的混沌粒子群神经网络集成建模

谐振频率是微带天线设计过程中最重要的一个参数,直接决定设计的成败．本文提出二进制粒子群优化算法的选择性神经网络集成方法,通过粒子群优化算法合理选择组成神经网络集成的各个神经网络,使个体间保持较大的差异度．为有效保证粒子群优化算法的粒子多样性,在迭代过程中加入混沌变异．基于该混沌粒子群算法的神经网络集成对圆形微带天线的谐振频率进行建模．仿真试验表明,混沌粒子群优化算法是组合优化权值的有效方法,可以有效提高神经网络集成的泛化能力,基于该算法所建立的圆形微带天线的谐振频率模型好于此问题的已有结论．     

微机控制的船用发电机继电保护实验装置

由于微机控制的继电保护与常规保护比较起来有许多优点,因此微机控制的船用发电机继电保护实验装置有其取代原有实验装置的必要性。本文就微机控制的船用发电机继电保护实验装置的硬件结构、软件算法和软件抗干扰技术进行了探讨。     

船用发电机数字励磁系统的精确建模研究

为提高船用发电机励磁系统的仿真精度,建立模型励磁控制参数与实际控制参数间的对应关系,以某船数字励磁系统实例,探讨了根据相关设备参数和控制装置的实际算法对船用发电机数字励磁系统进行精确建模的过程和可行性,最终使用Matlab/Simulink搭建了对应该船数字励磁系统的精确仿真模型,利用试验结果验证了模型的正确性.