检索结果-内蒙古大学图书馆

中国科学:技术科学 2025年第2期55卷 245-260页

作者：孙立吴梦丹郭萌萌陈森许文盈虞文武大型发电装备安全运行与智能测控国家工程研究中心(东南大学) 南京210096 陕西师范大学数学与统计学院西安710119 东南大学数学学院江苏省网络群体智能重点实验室南京210096

太阳能光伏/光热复合热泵(PV/T-HP)系统在绿色建筑及供热绿电替代方面具有广泛应用前景.然而,目前PV/T-HP系统设计往往基于稳态额定工况,未考虑运行过程中面临的源荷多源扰动、多变量耦合及动态能效衰减等问题.为此,本文提出了基于扩张... 详细信息

太阳能光伏/光热复合热泵(PV/T-HP)系统在绿色建筑及供热绿电替代方面具有广泛应用前景.然而,目前PV/T-HP系统设计往往基于稳态额定工况,未考虑运行过程中面临的源荷多源扰动、多变量耦合及动态能效衰减等问题.为此,本文提出了基于扩张状态卡尔曼滤波器(ESKF)的经济模型预测控制(EMPC)策略.首先,建立PV/T-HP系统的非线性机理模型,并基于部分工况下的线性化状态空间模型设计ESKF,实现系统状态与总扰动的联合实时估计.其次,基于ESKF扰动补偿,以系统能耗为优化目标设计了EMPC策略,并设定运行安全约束,实现控制量的滚动优化求解,证明了控制策略的可行性和最优性.最后,基于PV/T-HP系统实验平台验证了模型准确性,并对比了MPC和EMPC控制器的变负荷控制响应性能.实验测试结果显示,相比传统MPC,ESKF-EMPC方法可使系统耗电量降低8.1%,能效提升7.83%,验证了本文方案的有效性、鲁棒性与经济性.

关键词：光伏/光热复合热泵系统经济模型预测控制扩张状态卡尔曼滤波器

来源：评论

学校读者我要写书评

暂无评论

经济模型预测控制的研究及其在电力系统中的应用

经济模型预测控制的研究及其在电力系统中的应用

引用

作者：贾玉斌东南大学

学位级别：博士

控制系统的主要目标是快速、可靠地驱使系统达到目标的设定值。模型预测控制可以很好的控制受约束的复杂系统,因此其在工业界受到广泛应用。在系统的优化和控制中,模型预测控制通常作为下层的设定点跟踪,其跟踪的稳态点是上层根据系统... 详细信息

控制系统的主要目标是快速、可靠地驱使系统达到目标的设定值。模型预测控制可以很好的控制受约束的复杂系统,因此其在工业界受到广泛应用。在系统的优化和控制中,模型预测控制通常作为下层的设定点跟踪,其跟踪的稳态点是上层根据系统的经济指标优化得来。虽然这种分层控制策略成功地解决了系统优化和控制问题,但是随着对动态市场驱动的操作需求的增加,对控制策略的高效性和灵活性的要求越来越高,传统的分层控制已经不再适应现在很多系统的控制需求。为了将系统的经济优化和过程控制结合在一起,以实现系统的实时优化和控制,提高系统的控制性能和经济效益,于是采用了经济模型预测控制算法。在经济模型预测控制中,控制器直接优化系统的经济目标函数,而不是像传统的模型预测控制跟踪设定值。因此系统的动态经济效益有显著提高。现代电力系统是大型的、地理上分散的相互关联的分布式系统。传统的集中式经济模型预测控制无法快速处理有如此多变量的优化问题,而且对于分布式系统而言,集中式的方法的扩展性和安全性不佳,于是本文提出了分布式经济模型预测控制算法。通过建立全局的目标函数,使得各个子系统之间相互合作,避免竞争。然后通过子系统之间多次的迭代,使得子系统的局部最优解逐渐接近集中式控制算法下的全局最优解。同时,在分布式算法下,子系统控制器的计算量相比于集中式算法大大降低。本文主要工作如下:一、研究了一类针对连续时间非线性系统的双模式经济模型预测控制算法。该算法可以直接处理非线性系统模型,并且在系统有外界扰动的情况下,通过使用两种工作模式的经济模型预测控制算法,使得系统能够稳定地运行在安全范围内,并且最终趋近于稳态点附近。对于分布式系统模型,通过迭代式的分布式算法,实现了分布式系统的实时经济优化和过程控制。通过利用李雅普诺夫函数概念和方法,选取合适的采样时间,保证了系统在扰动下的稳定性。针对风-光-储微网系统,采用了针对连续系统的分布式经济模型预测控制策略。在微网系统中,系统的经济目标主要包括a)满足总的负荷需求;b)充分利用微网系统产生的电能;c)优化电池的充电状态;d)减小与电网之间潮流的波动。基于子系统的经济模型预测控制器以迭代和协作的方式使得子系统优化问题的最优解逐渐接近全局最优解。通过双模式的经济模型预测控制算法,可以保证系统状态在外界扰动下能够运行在安全区域内,并且提高了控制器经济优化的自由度。仿真结果表明了该方法的经济性和有效性。二、研究了针对离散时间系统的经济模型预测控制算法。根据系统终端约束的不同将其分为终端等式约束和终端区域约束的经济模型预测控制。在经济模型预测控制中,控制器可以直接优化广义的经济目标函数,其经济目标函数的形式不再仅仅局限于传统模型预测控制中的跟踪目标函数形式。通过构建辅助阶段目标函数和辅助优化问题,定义系统的辅助目标函数作为李雅普诺夫函数,证明了经济模型预测控制下系统的渐近稳定。三、针对相互关联的分布式系统,提出了分布式经济模型预测控制算法,实现了系统整体的经济优化和过程控制。在分布式系统中,整个系统的集中式模型被分解成多个分布式模型,每个子系统根据自身的分布式模型设计分布式经济模型预测控制器。在每个采样周期内,基于子系统的控制器之间以迭代和合作的方式运行,使得各个子系统实现了全局的控制性能。另外通过利用子系统目标函数的凸性和选取适当的的目标函数系数,使得子系统的局部最优解在迭代的过程中逐渐趋近于集中式控制策略的全局最优解,实现了系统在本算法下的渐近稳定。四、研究了经济模型预测控制算法在波能转换器以及在多端高压直流输电系统中的应用。不同于传统跟踪模型预测控制的目标函数,在波能转换器中,经济目标函数直接反映了系统的经济性,并表示成非凸的形式。通过终端等式约束保证系统的状态逐渐趋近于稳态点。在稳定性分析过程中,构建系统的辅助目标函数,建立了系统在辅助优化问题下的渐近稳定,从而最终保证了本算法的渐近稳定。通过仿真验证了本算法的有效性和经济性以及控制器对系统约束很好的处理能力。另外,针对多端高压直流输电系统,采用了分布式经济模型预测控制算法。在此系统中,系统的经济优化(经济负荷分配)和过程控制(频率调节)可以通过一层来实现。通过调节变换器端的电压,间接改变各个子系统的发电功率和子系统之间的潮流分配,最终实现系统的最优经济调度和频率稳定。通过使用终端等式约束,保证了系统状态会逐渐趋近于稳态点。最后通过仿真验证了本算法的有效性。相比与分层控制,本算法下系统的经济性得到很大提高。

关键词：经济模型预测控制分布式波能转换器多端高压直流输电风--光--储微网系统经济目标函数动态规划渐近稳定双模式

来源：评论

学校读者我要写书评

暂无评论

基于切换控制的经济模型预测控制

引用

控制与决策 2016年第1期31卷 137-142页

作者：黄静雯李宏光北京化工大学信息科学与技术学院北京100029

为了提升经济模型预测控制的经济性能指标,提出一种切换控制策略.首先,依据Lyapunov稳定性理论给出理想和扰动下的两类估计可行域,并实时检测系统状态;然后,根据系统状态所处不同区域,采用相应的控制器分别实施经济优化、状态驱动和稳... 详细信息

为了提升经济模型预测控制的经济性能指标,提出一种切换控制策略.首先,依据Lyapunov稳定性理论给出理想和扰动下的两类估计可行域,并实时检测系统状态;然后,根据系统状态所处不同区域,采用相应的控制器分别实施经济优化、状态驱动和稳态驱动.所提方法在保证稳定性的同时,能够为经济性能优化提供更多的在线优化时间和优化自由度,获得比传统方法更高的经济效益.通过一个负阻振荡器实例验证了所提出方法的可行性和有效性.

关键词：经济模型预测控制切换控制 Sontag控制器可行域状态反馈控制器

来源：评论

学校读者我要写书评

暂无评论

基于经济模型预测控制的金氰化浸出过程动态实时优化

引用

化工学报 2020年第3期71卷 1122-1130页

作者：关宏伟叶凌箭沈非凡顾德宋执环宁波财经学院机械与电气工程学院浙江宁波315175 浙江大学宁波理工学院浙江宁波315100 江南大学轻工过程先进控制教育部重点实验室江苏无锡214122 浙江大学控制科学与工程学院浙江杭州310027

针对金氰化浸出过程时间常数大、不确定性强等问题,提出了一种基于经济模型预测控制(EMPC)的动态实时优化方法。不同于传统的模型预测控制,EMPC将经济指标直接作为滚动优化的目标函数,在每个采样时刻求解滚动窗口内的最优操作序列。和... 详细信息

针对金氰化浸出过程时间常数大、不确定性强等问题,提出了一种基于经济模型预测控制(EMPC)的动态实时优化方法。不同于传统的模型预测控制,EMPC将经济指标直接作为滚动优化的目标函数,在每个采样时刻求解滚动窗口内的最优操作序列。和稳态优化方法相比,基于EMPC的方法能保证动态最优性,提高经济收益。此外,金氰化浸出过程受随机噪声、未知参数可变等不确定性影响,提出使用扩展卡尔曼滤波(EKF),通过构造增广系统对状态变量及不确定参数进行在线同步估计,加强EMPC的准确性和可靠性。仿真结果表明,提出的EMPC+EKF策略能有效提高金氰化浸出过程的经济性能。

关键词：金氰化浸出过程动态优化经济模型预测控制不确定性卡尔曼滤波

来源：评论

学校读者我要写书评

暂无评论

基于经济模型预测控制的光伏光热一体化热泵系统动态能效优化

引用

中国电机工程学报 2023年第6期43卷 2119-2129页

作者：吴梦丹张俊礼吴嘉峰孙立大型发电装备安全运行与智能测控国家工程研究中心(东南大学) 江苏省南京市210018

光伏光热一体化热泵(photovoltaic/thermal integrated heat pump,PV/T-HP)技术是实现低碳建筑高效供热的重要途径之一。然而,PV/T-HP系统的能源输入及负荷需求通常处于动态变化中,导致系统偏离稳态设计工况,运行能效下降。为解决这一问... 详细信息

光伏光热一体化热泵(photovoltaic/thermal integrated heat pump,PV/T-HP)技术是实现低碳建筑高效供热的重要途径之一。然而,PV/T-HP系统的能源输入及负荷需求通常处于动态变化中,导致系统偏离稳态设计工况,运行能效下降。为解决这一问题,该文采用经济模型预测控制(economic model predictive control,EMPC)算法实现PV/T-HP系统在动态运行环境中的能效优化。首先,建立PV/T-HP建筑热水供应系统的动态仿真非线性机理模型,并采用子空间辨识方法获得简化的局部线性化状态空间模型。然后,基于系统的状态空间模型设计EMPC控制架构,以动态平均能效比为目标函数,以供热品质及设备运行要求为约束条件,逐时求解最优输入变量,实现滚动优化。最后,设计仿真验证实验,分析系统热电能量输运特性,并与传统模型预测控制方法(model predictive control,MPC)进行对比。结果表明,所提出的EMPC算法可以根据源荷变化,实现PV/T-HP多变量控制系统的高效协调动作,在满足热水负荷及温度要求的条件下,显著提升系统的动态运行综合能效。

关键词：光伏光热一体化热泵经济模型预测控制动态能效能效比系统辨识

来源：评论

学校读者我要写书评

暂无评论

锅炉–汽轮机系统的模糊经济模型预测控制

引用

控制理论与应用 2018年第3期35卷 308-316页

作者：崔靖涵刘向杰孔小兵华北电力大学控制与计算机工程学院北京102206

现代电厂的优化控制通常采用双层控制结构,上层通过优化经济性能指标获得稳态设定值,传递到下层实现设定值跟踪.然而,传统的控制结构往往会忽略动态跟踪过程中的经济性能.本文针对锅炉–汽轮机系统设计了基于模糊模型的经济模型预测控... 详细信息

现代电厂的优化控制通常采用双层控制结构,上层通过优化经济性能指标获得稳态设定值,传递到下层实现设定值跟踪.然而,传统的控制结构往往会忽略动态跟踪过程中的经济性能.本文针对锅炉–汽轮机系统设计了基于模糊模型的经济模型预测控制策略.通过离线设计稳定的线性反馈控制律和可行域,来保证优化问题的递推可行性和稳定性.通过在线求解双模态经济模型预测控制优化问题,实现锅炉汽轮机系统动态过程中经济性能的提高.大范围和小范围负荷变化情况下的仿真结果表明了本文提出的模糊经济模型预测控制的有效性.

关键词：经济模型预测控制模糊模型锅炉–汽轮机系统稳定性可行性

来源：评论

学校读者我要写书评

暂无评论

经济模型预测控制及其在海流涡轮机发电系统的应用研究

经济模型预测控制及其在海流涡轮机发电系统的应用研究

引用

作者：胡德文杭州电子科技大学

学位级别：硕士

本文根据海流涡轮机发电系统的长期运行特性,提出了一种改进的经济模型预测控制方法,优化了常年工作在海底的涡轮机系统,通过建立海流涡轮机系统的数学模型,考虑齿轮寿命预测和变速箱损耗程度,结合设定的系统运行约束条件,以涡轮机的工... 详细信息

本文根据海流涡轮机发电系统的长期运行特性,提出了一种改进的经济模型预测控制方法,优化了常年工作在海底的涡轮机系统,通过建立海流涡轮机系统的数学模型,考虑齿轮寿命预测和变速箱损耗程度,结合设定的系统运行约束条件,以涡轮机的工作寿命为重要参考依据,在提高海流涡轮机发电量的基础上,降低系统的发电代价,增加涡轮机的工作寿命。然后,在满足系统经济性的基础上,以安全性为前提,提升系统的响应能力,增加系统的快速性。通过仿真实验表明使用的控制方法能够得到优良的控制效果。具体研究内容和创新点如下:首先,针对海流涡轮机发电系统,在研究最大发电量的基础上,考虑海流涡轮机发电系统发电过程的经济性,基于改进经济模型预测控制方法,设定涡轮机系统的经济指标,系统在设定的约束条件下运行,结合涡轮机系统齿轮寿命预测和变速箱损耗程度,综合考虑系统的发电代价,其目的是在提高海流涡轮机发电量的基础上,降低系统的发电代价,增加涡轮机的工作寿命。仿真结果表明使用的控制方法改进了系统的控制效果,提升了系统的经济性。其次,针对海流涡轮机发电系统的运行特性,由于传统经济模型预测控制在大规模非线性系统求解时有一定的局限性,因此,本文将快速性作为海流涡轮机发电系统发电过程的一项指标,基于快速性的经济模型预测控制方法,在满足系统安全性的前提下提升系统的响应能力,以涡轮机的工作寿命为重要参考依据,然后将其应用于海流涡轮机发电系统中,并通过仿真对比验证了算法的可行性与有效性。

关键词：海流涡轮机系统经济模型预测控制经济性快速性

来源：评论

学校读者我要写书评

暂无评论

经济模型预测控制在微电网中的应用

经济模型预测控制在微电网中的应用

引用

作者：任石佳华北电力大学(北京)

学位级别：硕士

传统的用于发电的能源都是不可再生的,每次使用都会让能源变得越来越少,从而引起全球性的能源危机,并且这种危机也越来越严重。另外,传统能源在使用过程中通常会排放出污染气体,这也使得生态环境变的越来越差。因此,人们开始探索使用清... 详细信息

传统的用于发电的能源都是不可再生的,每次使用都会让能源变得越来越少,从而引起全球性的能源危机,并且这种危机也越来越严重。另外,传统能源在使用过程中通常会排放出污染气体,这也使得生态环境变的越来越差。因此,人们开始探索使用清洁的可再生能源进行发电。生活中经常见到的可再生能源就是风能和太阳能。为了能更好的对它们进行管理利用,就产生了微电网。本文基于经济模型预测控制理论,重点研究了如何处理微电网中的不同新能源设备的综合经济性,实现经济优化。本文主要完成了以下几个方面的内容:首先,本文对微电网发电系统进行了深入的探索。微电网是一种新型电网,在一定程度上可以看做是传统大电网的微型版。但是,与大电网最为不同的是,微电网的发电能源通常是采用分布式的可再生能源。因此它在很大程度上缓解了能源危机,减小了对环境的污染。其次,本文提出将经济模型预测控制用于微电网的顶层控制。计算了微电网在经济优化调度下的各分布式电源的功率输出最优给定值。为配合经济模型预测控制的应用,建立了适用于经济模型预测控制算法的微电网离散状态空间模型。然后又建立了微电网经济调度优化模型。最后,由于微电网包含的风力发电机和光伏发电机都是利用间歇性能源发电的,它们的输出功率具有一定的波动性,给制定微电网的发电计划带来了很大的难度。所以本文进一步考虑了风速和光照强度的预测误差,将风力发电机和光伏发电机的输出功率波动转化为微电网系统的备用容量,将备用容量需要的经济成本加入微电网系统经济调度函数,构建了带有机会约束规划的微电网经济调度模型。然而,传统的机会约束在转化为确定性约束的过程中需要求解反函数,难度比较大。因此,本文使用序列运算理论,在不用求解反函数的情况下,把机会约束转化成了对应的确定性等价类,降低了计算难度。

关键词：微电网经济模型预测控制多目标优化机会约束

来源：评论

学校读者我要写书评

暂无评论

经济模型预测控制在风力发电系统中的应用

经济模型预测控制在风力发电系统中的应用

引用

作者：王明宇华北电力大学(北京)

学位级别：硕士

随着工业过程的发展以及城市化进程加剧,人们对能源的需求不断增加,风能作为可再生清洁能源具备了很好的发展前景。随着风电装机容量的不断增加,风电机组经济安全运行,减小设备疲劳损耗以及延长设备使用寿命等问题已成为研究的热点。本... 详细信息

随着工业过程的发展以及城市化进程加剧,人们对能源的需求不断增加,风能作为可再生清洁能源具备了很好的发展前景。随着风电装机容量的不断增加,风电机组经济安全运行,减小设备疲劳损耗以及延长设备使用寿命等问题已成为研究的热点。本文以变速恒频双馈风力发电机组为研究对象,建立风机、传动轴、塔架、变桨距系统以及发电机的模型,考虑风电机组容易损耗的部件,最终建立了风力发电系统的非线性模型。针对风电机组的经济性问题:实现最大风能捕获,提高发电效率以及减小风电机组的疲劳损耗,例如:减小由桨距角频繁旋转引起的桨叶的疲劳、减轻由转矩频繁动作引起的传动系统的疲劳、减少传动轴扭转的暂态振荡以减少对风力机部件的损坏等。提出了基于变速恒频双馈风力发电机组非线性模型的经济模型预测控制策略,通过调节桨距角和发电机转矩来提高系统动态经济性能,实现在全工况下风电机组经济安全运行。在风力发电过程中,风速变化以及塔影效应、风剪切等因素会使风力机组输出功率频繁波动,对大规模风电并网安全稳定运行提出了更大的挑战。针对风速不确定性问题,将实际风速与测量风速的差值作为干扰,提出了一种基于Tube的鲁棒经济模型预测控制策略。引入不受干扰影响的风机标称模型求解最优化问题,得到标称输入和标称状态,通过离线求解线性矩阵不等式设计反馈控制率和鲁棒控制不变集,从而设计反馈控制器作用于实际风力发电系统中实施控制,使得实际系统与标称系统的状态之差始终保持在鲁棒不变集内。实现风电机组控制的鲁棒性,提高风电机组并网能力,减小对电网的冲击。并通过理论证明验证了算法的鲁棒可行性。最后,设计仿真实验。以5MW风力发电机组为研究对象分别进行了低风速情况、高风速情况以及风速变化剧烈情况的仿真。将鲁棒经济模型预测控制和鲁棒预测控制的仿真结果进行对比,验证风速在一定范围内频繁变化的鲁棒性以及经济性

关键词：风力发电系统经济模型预测控制风速干扰鲁棒性经济性

来源：评论

学校读者我要写书评

暂无评论

基于自适应无迹卡尔曼滤波和经济模型预测控制的全钒液流电池SOC/SOP联合估计方法

引用

储能科学与技术 2024年第11期13卷 4089-4101页

作者：张宇姚尧刘睿金雷薛斐周鹏熊斌宇国网湖北省电力有限公司电力科学研究院湖北武汉430077 武汉理工大学自动化学院湖北武汉430072

荷电状态(state of charge,SOC)和峰值功率(state of peak power,SOP)的精确估计对保障电池安全稳定运行具有重要意义。为解决传统估计算法误差高、鲁棒性差等问题,本文提出了一种基于自适应无迹卡尔曼滤波(adaptive unscented Kalman f... 详细信息

荷电状态(state of charge,SOC)和峰值功率(state of peak power,SOP)的精确估计对保障电池安全稳定运行具有重要意义。为解决传统估计算法误差高、鲁棒性差等问题,本文提出了一种基于自适应无迹卡尔曼滤波(adaptive unscented Kalman filtering,AUKF)和经济模型预测控制(economic model predictive control,EMPC)的全钒液流电池(all-vanadium redox batteries,VRB)SOC/SOP联合估计方法。首先,为了提高传统模型的建模精度,本文综合考虑了VRB的电化学场和流体力学场的耦合特性,建立了一个能够全面刻画VRB运行过程的综合等效电路模型,并采用人工蜂群算法(artificial bee colony algorithm,ABC)对模型参数进行离线辨识。随后,考虑到传统的UKF算法无法适应系统噪声,收敛性差,且忽略电池参数变化等缺点,本文提出了基于AUKF的在线参数辨识和SOC估计算法,通过自适应调整UKF算法的参数来提高模型的精度。结合SOC的估计结果,采用EMPC算法估计VRB的SOP,并综合考虑了电压、电流、SOC和电解液流速等约束条件。最后,设计了多种实验工况验证了本文提出的SOC/SOP联合估计算法的精度。文章研究内容能够为液流电池不同运行状态下峰值功率预测和储能电站的精准调度提供依据。

关键词：全钒液流电池荷电状态峰值功率在线参数辨识自适应无迹卡尔曼滤波经济模型预测控制

来源：评论

学校读者我要写书评

暂无评论

建议与咨询留下您的常用邮箱和电话号码，以便我们向您反馈解决方案和替代方法

时间限定

文献类型

馆藏选择

核心期刊

语言

文献类型

帮助

文字说明：

检索规则说明：

检索范例：

分类表

所选分类

限定检索结果

文献类型

馆藏范围

日期分布

学科分类号

主题

机构

作者

语言

请选择保存的检索档案：

请选择收藏分类：

通借通还

建议与咨询 留下您的常用邮箱和电话号码，以便我们向您反馈解决方案和替代方法

时间限定

文献类型

馆藏选择

核心期刊

语言

文献类型

帮助

文字说明：

检索规则说明：

检索范例：

分类表

所选分类

限定检索结果

文献类型

馆藏范围

日期分布

学科分类号

主题

机构

作者

语言

请选择保存的检索档案： 新增检索档案 确定 取消

请选择收藏分类： 新增自定义分类 确定 取消

通借通还

建议与咨询留下您的常用邮箱和电话号码，以便我们向您反馈解决方案和替代方法

请选择保存的检索档案：

请选择收藏分类：