基于波浪能发电阵列的最优功率调度弹性控制的研究

来源 :深圳大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:BBP
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
作为一种可再生能源,波浪能具有储能丰富、开发潜力大、能流密度大和开发价值高等优点,并且与许多其它形式的可再生能源相比,开发成本更低。因此,波浪能的开发对缓解甚至解决当前能源需求迅速增加的问题有着重大意义。尽管有着上述优点,波浪能的开发还是存在许多技术问题。比如,环境随机性强,难以高效进行能量捕获;同时,在海洋环境恶劣的情况下,难以有效自我保护。波浪能发电阵列(Wave-EnergyConverters Arrays)作为一种分布式发电系统,有着可拓展性强、维护方便和适应环境能力强等优点。该类系统由两类节点组成:波浪能发电单体(Wave Harvesting Device,WHD)节点和储能(Energy Storage,ES)节点。这两类节点在能量捕获与发电过程中发挥各自节点的优势。对于波浪能发电单体节点,利用最大功率跟踪控制,能够使其最大功率地捕获波浪能,提高能源的利用率;对于储能节点,设计适当的能量调度算法,能够使其平抑波浪能发电单体节点输出的随机功率,从而解决输出功率不稳定的问题。因此,针对上述问题,本文进行了如下研究:首先,为了简化波浪能发电单体的波能提取过程,选定永磁直线发电机代替波浪能发电单体作为本文的研究对象,并对其系统结构和能量捕获过程进行数学建模。其中,能量捕获过程分为两种情况进行分析:第一种情况,将波浪建模成正弦的规则波,计算规则波每时刻的最大功率后,利用AC-DC不可控整流器和Boost电路进行波浪能发电单体的最大功率跟踪控制;第二种情况,将非规则波建模成随机信号,利用模型预测技术计算相应的最大功率后,利用上述电路结构进行最大功率跟踪控制。其次,为了平抑波浪能发电单体输出的随机功率,引入储能系统,并对其进行数学建模和控制策略的研究。储能系统可以分为超级电容和双向DC-DC电路两个部分,超级电容作为能量源,用于存储和输出特定功率,而双向DC-DC电路则用作超级电容的特定功率跟踪控制。然后,研究能够最大功率输出并且平抑随机功率的最优功率调度算法。其中,为了保证每个储能节点能耗速度的一致性,构造了EDP(Economic Dispatch Problem)问题,并在此基础上,针对每个储能节点只能接收邻接节点信息的特定约束,利用分布式一致性控制理论和特征值摄动理论,设计相应的分布式最优功率调度算法,使得波浪能发电阵列中的储能节点在能耗速度保持一致的同时,输出总功率满足用户需求。最后,由于新增了网络通信层,分布式系统在通信层容易发生异常。针对这种问题,本文设计了相应的弹性控制策略。弹性控制策略分为四个步骤:置信度迭代、权重更新、隔离判断和重适应。其中,在置信度迭代过程,每个储能节点基于二阶邻接节点信息,对一阶邻接节点进行置信度迭代,其结果用以下一步的权重更新。在权重更新的同时,进行隔离判断。当发生异常节点的隔离,检测节点触发重适应,以使得波浪能发电阵列整体维持稳定。
其他文献
上个世纪末到21世纪初,随着人类的基因组计划和各类基因工程的深入实施,生物信息数据正以指数级的速度增加。这些生物信息将影响着药学、医学、农业和环保等方面的研究与发展,还有助于人们提高生活质量。其民用的一种主要技术是基因测序。基因测序作为一种新型基因检测技术,能够从血液或唾液中提取基因全序列,对这些基因全序列进行测定,从而分析出基因数据中携带疾病的可能性,进而提出科学的指导,以使其得到正确地治疗。在
经颅超声目前主要应用于治疗与成像两方面,在成像方面主要集中于聚焦线扫模式。由于聚焦线扫的成像帧率较低,无法满足于一些需要较高成像帧率的临床应用场景如:弹性成像,高速血流成像等。所以一种高帧率的成像方式如平面波,发散波被应用到超声成像研究中。但由于平面波的成像视场的宽度会受到实际线阵探头宽度的限制。而发散波超声成像是一种高帧率、大视野的成像模式,一般用于受声窗限制时较深组织的成像。所以当发散波用于经
激发态分子内质子转移(ESIPT)体系因其独特的特点,在荧光探针、光电材料、近红外发射器等方面具有重要的运用。7-羟基-1-茚酮(7HIN)和2’-羟基苯丙酮(OHPP)作为最简单、分子量相近的ESIPT分子,光谱对溶剂响应不同。研究其动力学过程可能会对实际运用提供理论参考。ESIPT过程是非常快速的过程,飞秒时间分辨吸收光谱可以提供体系的激发态寿命和激发态物种弛豫的信息。密度泛函理论(DFT)方
本论文研究体系有3个:(1)质子化腺苷、(2)富胞嘧啶人类端粒序列HTS和同源寡聚核苷酸序列d C20、(3)胞嘧啶甲基化的血管内皮生长因子(VEGF)启动子序列、人类RET致癌基因启动子序列和人类端粒序列(HTS)。利用圆二色光谱、稳态光谱、飞秒时间分辨荧光和吸收光谱等手段,部分实验结合密度泛函和含时密度泛函理论计算,主要获得了以下的研究成果:1)获得质子化腺苷的稳态吸收、荧光光谱,并从光谱的对
传统化石能源的过度消耗导致了二氧化碳总排放量的迅速增加,引起了各种全球性问题:温室效应、海平面上升、极端天气等,因此,将二氧化碳转化为高附加值产物缓解能源和环境压力非常重要。在光化学、电化学、热化学和生化等方法中,电催化二氧化碳还原(CO2RR)是一种将CO2转化为有利用价值的化学物质和燃料,具有广阔前景的新型催化技术,此反应利用可再生电能作为能量来源,常温常压条件下就可以发生反应,可实现新型碳氢
为了降低癌症的死亡率,人们进行了多项治疗癌症的研究。自从1969年,实验室中发现顺铂可以作为抗肿瘤药物以来,铂类抗肿瘤药物研究就从未停止。人们对铂类抗肿瘤药物研究已取得了很大的成功。目前,铂类配合物是医学临床上常用的抗肿瘤药物,但由于其自身的缺点,如:严重的毒副作用和耐药性等,限制了这类化合物在临床上的进一步发展。近年来,非铂类化合物,如具有d6电子结构的磷光过渡金属铱(Ⅲ)配合物,由于其丰富的光
自从铂类被发现以来,极大地促进了大家对过渡金属配合物抗癌效应的研究[1-2]。但是由于铂类药物的高毒性与耐药性,使得人们去探寻更加高效的抗癌药物。研究证实,过渡金属配合物包括锇、铱、钌被发现具有抗肿瘤活性,这些事实引起了化学家们强烈的探究兴趣。而其中锇配合物因其具有可以发射出较强的近红外荧光,可以抗生物背景干扰,具有高度的光稳定性,发射光谱和激发光谱间的斯托克斯位移较大,长波长的金属转移吸收(ML
随着我国经济不断的发展,能源问题亟待解决,对环保、可持续发展的新能源开拓早已进入中国能源战略的一部分。波浪能作为海洋能的重要能源之一,蕴藏的能量十分巨大,对波浪能的开发和利用的研究将为新能源的开发迎来机遇。与传统的液压式发电和涡轮式发电技术相比,直驱式发电装置无需引入变速机构,直接利用海浪的垂直运动,将捕获的波浪能转化为电能。此类发电装置不仅能够降低设计的复杂度和成本,同时能够消除由变速机构所带来
随着社会的发展,全球能源需求的大幅度增加和化石能源的大量使用,将导致环境污染和化石能源的枯竭。在全球环境污染和能源危机的情况下,急需绿色和可持续能源技术。与风能、光伏、氢能、海洋能、生物质能、地热能、热能和核能等相比,金属燃料电池和氢氧燃料电池因其低成本和绿色清洁等优势,是有效的储能转换技术。金属燃料电池和氢氧燃料电池涉及一系列电化学过程,主要包括氧还原反应(oxygen reduction re
质子交换膜燃料电池(Proton Exchange Membrane Fuel Cell,PEMFC)由于具有较高的能量转化率、原料丰富以及绿色环保等优势,近年来得到了快速的发展,并广泛应用于车辆,便携式电子设备等领域。质子交换膜燃料电池在阳极上的反应非常快,但是在阴极上,即使在目前最好的基于Pt的催化剂上,其氧还原反应动力学依然缓慢,并且Pt是一种稀有并且昂贵的金属,因此开发廉价并且高效的非贵金