MES-STATCOM一體化構(gòu)成原理與極端工況下的控制策略仿真研究項(xiàng)目摘要

分布式電源的功率波動(dòng)性、間歇性與不確定性，是阻礙其安全、高效并網(wǎng)的重要原因，大容量儲(chǔ)能技術(shù)與無功補(bǔ)償技術(shù)為解決以上問題提供了途徑，國內(nèi)外已經(jīng)展開兩者一體化結(jié)合的研究，但是應(yīng)用結(jié)果表明，現(xiàn)有一體化技術(shù)仍不能滿足實(shí)際要求，特別是系統(tǒng)在極端工況下的深度補(bǔ)償與多目標(biāo)協(xié)同調(diào)控，這一方面是受一體化主電路結(jié)構(gòu)和使用元件的限制，另一方面是缺乏相關(guān)的基礎(chǔ)理論與仿真建模研究。本項(xiàng)目旨在將以蓄電池和超級(jí)電容為代表的多元儲(chǔ)能器件與靜止同步補(bǔ)償裝置進(jìn)行高效的一體化融合，闡明一體化主電路的工作機(jī)理，提出最優(yōu)的構(gòu)成方式，揭示極端工況下系統(tǒng)電氣量變化特征與規(guī)律，建立控制系統(tǒng)指標(biāo)體系，研究基于多目標(biāo)趨優(yōu)的控制策略以及提高脈寬輸出精度和安全穩(wěn)定性的方法。并通過構(gòu)建先進(jìn)的仿真模型，模擬系統(tǒng)的各種極端運(yùn)行工況，實(shí)現(xiàn)對一體化主電路、控制策略、原理與算法的高效仿真與準(zhǔn)確評估。研究成果將為設(shè)備升級(jí)與工程實(shí)用化提供理論依據(jù)與指導(dǎo)。

分布式電源的功率波動(dòng)性、間歇性與不確定性，是阻礙其安全、高效并網(wǎng)的重要原因，大容量儲(chǔ)能技術(shù)與無功補(bǔ)償技術(shù)為解決以上問題提供了途徑，國內(nèi)外已經(jīng)展開兩者一體化結(jié)合的研究，但是應(yīng)用結(jié)果表明，現(xiàn)有一體化技術(shù)仍不能滿足實(shí)際要求，特別是系統(tǒng)在極端工況下的深度補(bǔ)償與多目標(biāo)協(xié)同調(diào)控，這一方面是受一體化主電路結(jié)構(gòu)和使用元件的限制，另一方面是缺乏相關(guān)的基礎(chǔ)理論與仿真建模研究。項(xiàng)目將蓄電池和超級(jí)電容為代表的多元儲(chǔ)能器件與靜止同步補(bǔ)償裝置進(jìn)行高效的一體化融合，闡明了主電路的工作機(jī)理，提出了最優(yōu)的構(gòu)成方式，構(gòu)建了先進(jìn)的仿真模型，模擬系統(tǒng)極端運(yùn)行工況，并對一體化主電路、控制策略、原理與算法進(jìn)行了高效仿真。 主電路方面，項(xiàng)目結(jié)合國內(nèi)外軟開關(guān)變換電路的研究進(jìn)展，對蓄電池高效充放電電路進(jìn)行了選型與設(shè)計(jì)，重點(diǎn)討論了各種不同軟開關(guān)電路的特點(diǎn)，并提出了一種DC/DC變換電路，實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)能單元與STATCOM直流母線之間的雙向能量流動(dòng)控制。此外，項(xiàng)目還從電感基波壓降、STATCOM無功調(diào)節(jié)能力、開關(guān)諧波電流衰減度、濾波器諧振頻率等方面分析了LCL濾波器的特性，提出基于這些條件的濾波器參數(shù)設(shè)計(jì)方法。 控制策略方面，項(xiàng)目研究了基于多目標(biāo)趨優(yōu)的控制策略以及提高脈寬輸出精度和安全穩(wěn)定性的方法。在頂層控制策略方面，研究了快速傅立葉變換數(shù)字化算法，電流跟蹤控制等算法，實(shí)現(xiàn)各種電氣參數(shù)的快速計(jì)算，并對極端工況下頻率波動(dòng)對算法帶來的影響，進(jìn)行了定量分析。在底層脈寬調(diào)制策略方面，研究了基于FPGA技術(shù)的全數(shù)字化自然采樣SPWM控制方法，構(gòu)建了基于FPGA的自然采樣SPWM全數(shù)字化框架，并對三角載波形成、正弦調(diào)制波形成、開關(guān)狀態(tài)組合配置，以及死區(qū)設(shè)置的數(shù)字化進(jìn)行了實(shí)現(xiàn)，提出的基于FPGA技術(shù)的開關(guān)時(shí)間的超實(shí)時(shí)比較計(jì)算方法，避免了自然采樣SPWM中泰勒級(jí)數(shù)展開與收斂判斷等復(fù)雜計(jì)算，其輸出波形諧波含量可以得到進(jìn)一步降低，提高大功率STATCOM輸出波形質(zhì)量。項(xiàng)目設(shè)計(jì)了基于分層結(jié)構(gòu)的高可靠性硬件電路以及具有安全協(xié)調(diào)機(jī)制的軟件系統(tǒng)，并根據(jù)各項(xiàng)設(shè)計(jì)要求完成了基于DSP FPGA CPLD的控制系統(tǒng)開發(fā)，在該結(jié)構(gòu)上實(shí)現(xiàn)了脈沖控制安全聯(lián)鎖的功能。 總的來說，項(xiàng)目能夠按照申請書制訂的研究內(nèi)容展開工作，較好的完成了各項(xiàng)任務(wù)，研究成果將為設(shè)備升級(jí)與工程實(shí)用化提供理論依據(jù)與指導(dǎo)。 2100433B

關(guān)于極端氣候的研究，近十多年來雖然已取得了新的進(jìn)展，但無論在觀測和理論及其模擬方面的研究都還缺乏系統(tǒng)性和深入性。尤其是(1)關(guān)于極端氣候的區(qū)域型態(tài)及長期變率；(2)極端氣候與全球平均氣候變化的關(guān)系；(3)未來極端氣候情景預(yù)測等三個(gè)方面的研究還有待深人。根據(jù)以往觀測記錄所顯示的極端氣候指標(biāo)不但具有長期變率，而且其年際、年代際變化也十分明顯；不少學(xué)者已經(jīng)注意到，未來氣候增暖背景下，氣候極值頻率有可能增大。20世紀(jì)中后期，人們將主要研究目標(biāo)集中于全球或區(qū)域平均氣候的變化趨勢檢測，而很少專門關(guān)注于全球或區(qū)域的極端氣候及其長期變化規(guī)律，因此，就世界范圍而言，一方面，尚缺乏關(guān)于氣候極值的高質(zhì)量的長期觀測資料(包括全球及區(qū)域性的)致使人們對各地或不同區(qū)域的ECAE及其長期變率特征還知之甚少；另一方面，從理論上對于極端氣候成因機(jī)制及其模擬試驗(yàn)和預(yù)測模型的研究都還處于起步階段。雖然20世紀(jì)90年代以來，不少學(xué)者已注意到平均氣候變化與極端氣候的關(guān)系，但其研究還缺乏系統(tǒng)性和深度。

2000年許多學(xué)者發(fā)出了“關(guān)于加強(qiáng)極端天氣氣候事件長期觀測變率及其未來變率預(yù)測的研究”的聯(lián)合呼吁。正在執(zhí)行中的CLIVAR的主要任務(wù)之一就是確定氣候變率的區(qū)域型態(tài)，而在一定的統(tǒng)計(jì)分布型條件下，極端氣候異常事件的許多統(tǒng)計(jì)特征量(如頻率，強(qiáng)度等)與平均氣候及其變率的非線性關(guān)系已經(jīng)有了相當(dāng)多的理論基礎(chǔ)(如極值分布理論，統(tǒng)計(jì)分布函數(shù)的熵理論，平穩(wěn)過程的交叉理論等)，各種氣候數(shù)值模式模擬的最新結(jié)果也表明，模擬的平均氣候場及變率有相當(dāng)?shù)目煽啃?，在給定的初邊值條件下作第二類氣候預(yù)報(bào)(氣候強(qiáng)迫敏感性試驗(yàn))與觀測結(jié)果已相當(dāng)一致。因而，借助于優(yōu)良的氣候數(shù)值模式輸出結(jié)果，預(yù)測各種條件期望氣候情景下，出現(xiàn)降水、氣溫ECAE災(zāi)害的風(fēng)險(xiǎn)(概率)及其區(qū)域型態(tài)已具備必要的理論基礎(chǔ)。 2100433B

立體構(gòu)成是現(xiàn)代藝術(shù)設(shè)計(jì)中非常重要的設(shè)計(jì)基礎(chǔ)學(xué)科，本書從形態(tài)與立體空間、形式規(guī)律與法則等基本原理出發(fā)，詳細(xì)解析了立體構(gòu)成在藝術(shù)設(shè)計(jì)領(lǐng)域的構(gòu)成規(guī)律以及造型與材料的特點(diǎn)。同時(shí)，還大量選用了多種風(fēng)格和不同設(shè)計(jì)領(lǐng)域的優(yōu)秀作品和學(xué)生作業(yè)范例，新穎獨(dú)特，圖文并茂，一目了然，更加便于對理論的理解和對實(shí)際創(chuàng)作的把握。

本書共分9章，內(nèi)容上從形態(tài)的概念與分類作為切入點(diǎn)，到構(gòu)成的歷史與基本原理，再到構(gòu)成的美學(xué)法則和基本要素，以及實(shí)戰(zhàn)中的線材、面材、塊材等的具體應(yīng)用。通過每章的理論講解、課題實(shí)踐與圖片實(shí)例，將立體構(gòu)成相關(guān)的知識(shí)點(diǎn)全部呈現(xiàn)給讀者，特別是在理念上突出其在實(shí)戰(zhàn)中對創(chuàng)作與思維方式的開發(fā)。

本書結(jié)構(gòu)合理，內(nèi)容實(shí)用，可作為高等院校數(shù)字藝術(shù)設(shè)計(jì)相關(guān)專業(yè)的教材使用，也適合設(shè)計(jì)自學(xué)者、愛好者作為學(xué)習(xí)輔助用書。

本書以通信基站的能耗控制為例，進(jìn)行能耗控制的策略研究。通信基站是整個(gè)通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)備運(yùn)行與維護(hù)中的能耗大戶。通信基站的能耗主要是指由機(jī)房空調(diào)系統(tǒng)引起的數(shù)額巨大的耗電量。空調(diào)系統(tǒng)的熱環(huán)境是不確定的環(huán)境，在這種環(huán)境下，空調(diào)的頻繁啟停形成大量的能耗，造成高額的運(yùn)行成本，降低基站能耗已成為有關(guān)部門及企業(yè)重點(diǎn)關(guān)注的內(nèi)容。本書研究空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能，提出節(jié)能降耗問題及對策；考慮到空調(diào)系統(tǒng)的熱環(huán)境具有不確定性，采用模糊、模糊隨機(jī)等技術(shù)，研究不確定環(huán)境下的能耗控制理論與方法；提出一系列通信機(jī)房空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能降耗的溫度控制方法。本書能夠?qū)νㄐ呕灸芎墓芾淼闹悄芑鸬揭欢ǖ耐苿?dòng)作用，為節(jié)能化的研究指出一個(gè)新的方法。本書在管理理論上，豐富不確定環(huán)境下的能耗決策問題的理論；在管理實(shí)際中，為能耗控制問題提供科學(xué)的定量分析模型。