永磁风力发电机热-机械载荷下绝缘层应力损伤研究

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作者 何玉灵 代德瑞 +3 位作者 徐明星 张文 白怡凡 万书亭 《中国工程机械学报》 北大核心 2024年第6期810-815,共6页

以永磁风力发电机定子绕组绝缘层为研究对象,通过理论推导、仿真与实验验证得到绝缘层在热-机械载荷作用下的应力应变损伤规律。与以往绝缘损伤研究不同,本文针对热-机械联合载荷下的绕组绝缘不同部位应力损伤规律进行探究,并以5 kW永... 以永磁风力发电机定子绕组绝缘层为研究对象,通过理论推导、仿真与实验验证得到绝缘层在热-机械载荷作用下的应力应变损伤规律。与以往绝缘损伤研究不同,本文针对热-机械联合载荷下的绕组绝缘不同部位应力损伤规律进行探究,并以5 kW永磁风力发电机为分析对象,进行有限元计算与实验验证。研究结果表明:5 kW发电机绕组绝缘层在机械载荷作用下的应力应变幅值远小于热载荷,但应力分布比热载荷更集中,热-机械载荷联合作用下的应力分布结果与热载荷相似。单载荷与联合载荷作用下的绝缘失效危险位置均为2处,分别为关节处和鼻端内侧。 展开更多

关键词 永磁风力发电机 绕组绝缘层 热-机械载荷 应力应变

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变质剂和不同细化剂对免热处理压铸铝合金变质及细化的影响研究

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作者 赵少坤 魏作山 +1 位作者 谭乐平 丁海民 《机电工程技术》 2025年第2期33-37,共5页

研究了变质剂Sr和细化剂Al-5Ti-1B、Al-3Ti-1B和TCB对免热处理压铸铝硅合金变质及细化的影响。采用金相显微镜、扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)等测试手段,研究了变质剂Sr对免热处理压铸铝硅合金中共晶硅的变质效果和不同细化剂... 研究了变质剂Sr和细化剂Al-5Ti-1B、Al-3Ti-1B和TCB对免热处理压铸铝硅合金变质及细化的影响。采用金相显微镜、扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)等测试手段,研究了变质剂Sr对免热处理压铸铝硅合金中共晶硅的变质效果和不同细化剂Al-5Ti-1B、Al-3Ti-1B和TCB对免热处理压铸铝硅合金的细化作用。研究发现,Sr可以有效地对免热处理压铸铝硅合金中共晶硅进行变质处理,将片状、针状的共晶硅转变为纤维状等使其有利于其力学性能的增强,并且在添加质量分数0.035%的Sr后免热处理压铸铝硅合金中共晶硅的变质效果最好。相比于Al-5Ti-1B和Al-3Ti-1B,细化剂TCB对免热处理压铸铝硅合金的细化效果最好。利用TCB晶种合金中的陶瓷颗粒可细化免热处理压铸铝硅合金中的α-Al晶粒,并改善免热处理压铸铝硅合金中富铁相的分布,并且最优添加量为质量分数1.5%。 展开更多

关键词 免热处理 铝硅合金 晶粒细化 SR变质

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不同挤压工况下圆柱形锂离子电池的压缩响应研究 被引量：1

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作者 张涛 郑家豪 +5 位作者 张新春 吴晓囡 黄子轩 尹啸笛 张晓翠 张英杰 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第20期5-10,共6页

为了满足动力锂离子电池在机械滥用下安全运行的要求,利用实验和有限元模拟相结合的方法对不同挤压工况下锂离子电池的压缩响应特性和失效机理进行了研究。通过自行搭建的三维数字图像相关法监测平台,对18650圆柱形锂离子电池进行了挤... 为了满足动力锂离子电池在机械滥用下安全运行的要求,利用实验和有限元模拟相结合的方法对不同挤压工况下锂离子电池的压缩响应特性和失效机理进行了研究。通过自行搭建的三维数字图像相关法监测平台,对18650圆柱形锂离子电池进行了挤压实验,给出了不同挤压工况(平面压缩、局部压痕和三点弯曲)下电池的力-电-热响应行为。基于COMSOL多物理场仿真软件建立了挤压载荷下圆柱形锂离子电池的多物理场耦合模型,具体讨论了加载方式对锂离子电池压缩响应的影响,并与实验结果进行了对比分析,二者吻合较好。研究结果表明,平面压痕和局部压缩工况下锂离子电池表现出一致的响应特性,承载力达到峰值后迅速下降;平面压缩工况下电池的峰值力大于局部压痕工况,随着荷电状态(SOC)的提高,电池的承载能力增强。本工作可为锂离子电池多功能设计和安全评估提供参考。 展开更多

关键词 锂离子电池 挤压 力-电-热响应 电池失效 多物理场

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基于数据驱动的输电塔结构智能规划方法

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作者 孟祥俊伟 郑哲 +2 位作者 江文强 王青龙 王璋奇 《中国工程机械学报》 北大核心 2024年第6期794-799,共6页

结构规划是输电塔整体设计流程的重要环节,传统的计算机辅助设计方法可以满足一般的任务需求,但其本身不具备自主设计能力,需要人工进行干预。本文基于生成对抗网络与图神经网络开展了输电塔结构智能规划方法的研究,针对当前训练数据匮... 结构规划是输电塔整体设计流程的重要环节,传统的计算机辅助设计方法可以满足一般的任务需求,但其本身不具备自主设计能力,需要人工进行干预。本文基于生成对抗网络与图神经网络开展了输电塔结构智能规划方法的研究,针对当前训练数据匮乏问题,提出生成对抗网络与图神经网络的数据集制作及增广方式,实现了不同网络模型下所构建数据集的有效训练,最终对多个网络生成方案的可行性进行了综合评估。研究结果表明,pix2pixHD较同类网络生成质量更好,与以往典型设计案例更为相似。对于输电塔的桁架结构,基于图神经网络在非欧空间的材料设计方案具有更好的结构形式和更强的直观性,且正确率也较高。 展开更多

关键词 结构规划 生成式对抗网络 图神经网络 数据增广

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深度学习驱动的设备预测性维护现状与展望

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作者 金立杰 许旭 +2 位作者 吴盛威 贾桂红 王进峰 《制造业自动化》 2025年第2期123-131,共9页

预测性维护通过及时诊断或预测设备状态来减少不必要的维护,深度学习方法可以从设备特征参数映射到设备的状态来实现上述过程。设备种类繁多与设备多工况时的预测性维护实现,对深度学习方法也提出了更高的要求,合理的选择深度学习方法... 预测性维护通过及时诊断或预测设备状态来减少不必要的维护,深度学习方法可以从设备特征参数映射到设备的状态来实现上述过程。设备种类繁多与设备多工况时的预测性维护实现,对深度学习方法也提出了更高的要求,合理的选择深度学习方法是至关重要的。论文阐述了深度学习在预测性维护中的发展历程与最新应用,以期进一步推动预测性维护在更多设备上进行应用,提高预测性维护应用中深度学习方法的准确率,最后,对预测性维护中深度学习方法的未来发展进行了展望。 展开更多

关键词 预测性维护 深度学习 故障诊断 剩余寿命预测

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基于主从博弈的有源配电网多利益主体协同优化

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作者 张雄 宋海博 +3 位作者 何玉灵 王玉玮 吴学伟 郇嘉嘉 《电力科学与工程》 2025年第4期52-62,共11页

针对市场环境下协调有源配电网、微电网、负荷聚合商和储能运营商以实现多主体利益共赢的问题,提出一种基于主从博弈的有源配电网系统多利益主体协同优化方法。首先,考虑分布式电源、需求响应、储能等调度资源,引入“用户效用函数”,基... 针对市场环境下协调有源配电网、微电网、负荷聚合商和储能运营商以实现多主体利益共赢的问题,提出一种基于主从博弈的有源配电网系统多利益主体协同优化方法。首先,考虑分布式电源、需求响应、储能等调度资源,引入“用户效用函数”,基于主从博弈架构建立了上层为配电网价格出清模型、下层为各利益主体功率调度模型的双层经济优化模型;然后,研究了有源配电网主从博弈流程,提出以遗传算法和二次规划结合的分布式求解方法对问题进行求解;最后,在改进的IEEE 14节点系统上对所提方法进行了验证。结果表明,用所提出的策略可在有效提高各参与主体收益的同时提升电力市场公平性。 展开更多

关键词 有源配电网 多利益主体 需求响应 主从博弈 协同优化

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变压器有载分接开关切换芯子振动信号监测及故障诊断研究 被引量：5

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作者 韩正家 任行健 +3 位作者 慈铁军 刘旭 赵占占 吴自高 《电力科学与工程》 2023年第7期61-69,共9页

针对现有有载分接开关振动特性测试手段单一、采集到的振动切换波形数据信息少,难以形成更准确的故障诊断方法的问题,以有载分接开关内部切换芯子中性点处产生的机械振动信号作为研究对象,构建了以小波包变换、能量特征向量和支持向量... 针对现有有载分接开关振动特性测试手段单一、采集到的振动切换波形数据信息少,难以形成更准确的故障诊断方法的问题,以有载分接开关内部切换芯子中性点处产生的机械振动信号作为研究对象,构建了以小波包变换、能量特征向量和支持向量机为基础的故障诊断模型。利用小波包变换方法将所采集到的振动信号进行频段分解,通过能量计算,将所获取小波包能量特征向量输入所建立的支持向量机分类器中,并利用支持向量机分类器输出结果实现有载分接开关状态识别和故障诊断。在所搭建的传感测试系统和实验平台上,开展了触头磨损、传动轴卡滞和弹簧削短缺陷状态故障模拟实验。测试时将振动加速度传感器吸附于有载分接开关切换芯子中性点处,并在实验中用油箱中注满变压器油以模拟实际运行状况。实验结果表明,所提出的诊断模型能够利用信号对故障进行分类识别,且具有较高的故障诊断准确率。 展开更多

关键词 调压变压器 有载分接开关 故障诊断 小波包变换 支持向量机

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永磁同步发电机匝间短路故障对绕组绝缘温升特性的影响 被引量：2

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作者 何玉灵 李勇 +3 位作者 张文 白怡凡 徐明星 王晓龙 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第4期18-30,共13页

本文分析了永磁同步发电机匝间短路故障前后的绕组绝缘温升特性。首先推导了正常情况和匝间短路故障下的气隙磁通密度,相电流、铁心损耗和绕组铜耗解析表达式;然后建立了发电机三维有限元仿真模型,将电磁场中计算得到的各类损耗作为热... 本文分析了永磁同步发电机匝间短路故障前后的绕组绝缘温升特性。首先推导了正常情况和匝间短路故障下的气隙磁通密度,相电流、铁心损耗和绕组铜耗解析表达式;然后建立了发电机三维有限元仿真模型,将电磁场中计算得到的各类损耗作为热源导入温度场计算绕组绝缘温度分布;最后实测了LR-5型故障模拟永磁同步发电机组在不同短路程度下的绕组绝缘温度,理论分析、仿真计算与实验结果相互吻合。结果表明:匝间短路故障后在故障绕组电流的作用下,绕组绝缘温度明显上升,并且随着短路程度的增加而加剧,由绕组绝缘热载荷分布不均而引起的变形、应变和应力也将增加;绕组鼻端处绝缘易因高温而受损,可通过改进冷却散热结构,或在鼻端绝缘局部涂覆耐热涂层提高鼻端绝缘的可靠性。 展开更多

关键词 永磁同步发电机 绕组绝缘 匝间短路 温升特性 危险位置

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计及分布式储能的微电网群经济调度 被引量：3

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作者 何玉灵 王博 +4 位作者 孙凯 王海朋 杜晓东 吴学伟 韩志成 《电力科学与工程》 2024年第2期1-8,共8页

为提高微电网群调度效率、减少微电网运行成本,首先构建了计及分布式储能的微电网群优化调度模型。该模型以包含风、光、储的3个子微网和网侧储能所构成的交流微电网作为调度对象。在满足功率平衡等约束条件下,对负荷侧储能充放电次数... 为提高微电网群调度效率、减少微电网运行成本,首先构建了计及分布式储能的微电网群优化调度模型。该模型以包含风、光、储的3个子微网和网侧储能所构成的交流微电网作为调度对象。在满足功率平衡等约束条件下,对负荷侧储能充放电次数和单位时间内充放电功率进行限制;在考虑主网分时电价、系统发电成本,网侧储能放电成本条件下,采用遗传算法进行求解,得到计及分布式储能的微电网群经济调度方案,最终得到优化后的经济成本。算例计算结果表明,该运行调度模型可有效提高微电网群经济效益,从而验证了该模型的有效性。 展开更多

关键词 微电网 智能调度 分布式储能 遗传算法 经济调度

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汽轮发电机转子匝间短路对定子热响应特性的影响

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作者 张文 何玉灵 +3 位作者 徐明星 代德瑞 王晓龙 李俊卿 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第6期13-24,共12页

本文分析了汽轮发电机转子匝间短路故障前后定子热响应特性,不仅考虑转子匝间短路引起电压下降对发电机强励动作的影响,还研究了热分布不平衡而引起的定子力学响应。首先推导了正常情况和转子匝间短路故障后加强励磁电流下的气隙磁通密... 本文分析了汽轮发电机转子匝间短路故障前后定子热响应特性,不仅考虑转子匝间短路引起电压下降对发电机强励动作的影响,还研究了热分布不平衡而引起的定子力学响应。首先推导了正常情况和转子匝间短路故障后加强励磁电流下的气隙磁通密度,得到了铁心损耗和绕组铜耗的解析表达式;然后建立了发电机故障前后的三维有限元仿真模型,对不同短路程度故障下的铁心损耗、绕组铜耗与定子温度进行了求解计算;最后实测了CS-5型故障模拟发电机在正常运行和不同短路程度故障下的定子温度,实验结果与理论分析、有限元仿真结果基本一致。结果表明,转子匝间短路故障后由于励磁电流的增强,发电机铁心损耗和绕组铜耗均会增加,定子温度明显上升,并且随着短路程度的增加而加剧;定子端面边缘位置的变形和应力幅值最大并且为热响应下的危险位置。 展开更多

关键词 汽轮发电机 转子匝间短路 强励动作 损耗特性 定子 热响应

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分布式光伏系统电能质量的主客观综合评估

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作者 何玉灵 王博 +4 位作者 孙凯 韩志成 袁兴华 杜晓东 郇嘉嘉 《华南师范大学学报(自然科学版)》 北大核心 2024年第6期17-25,共9页

为解决分布式光伏系统电能质量评估中多维指标权重计算的问题,基于国家标准对电能质量指标进行等级划分,提出了改进遗传投影寻踪法和改进层次分析法,分别用于确定电能质量评价模型中的客观权重和主观权重。通过将主客观权重进行组合,获... 为解决分布式光伏系统电能质量评估中多维指标权重计算的问题,基于国家标准对电能质量指标进行等级划分,提出了改进遗传投影寻踪法和改进层次分析法,分别用于确定电能质量评价模型中的客观权重和主观权重。通过将主客观权重进行组合,获得最终的综合权重。采用边界值计算划分等级区间,并对从分布式光伏系统采集的5组电能数据进行了电能质量评估。结果表明:河北省电力机械装备健康维护与失效预防重点实验室分布式光伏系统的电能质量管理水平良好;系统稳定性较高;相比基于熵值法和改进层次分析法生成的主客观复合权重的电能质量综合评估模型,基于改进遗传投影寻踪法和改进层次分析法生成的主客观复合权重的电能质量综合评估模型更具有科学性和实用性。研究结果对于维持电网稳定、保护用电设备、提高电网整体用电安全具有重要意义。 展开更多

关键词 分布式光伏系统 电能质量 改进遗传投影寻踪法 改进层次分析法 主客观复合权重

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考虑气隙偏心时短路因素对发电机端部绕组振动的影响

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作者 徐明星 何玉灵 +3 位作者 张文 代德瑞 刘翔奥 唐贵基 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2024年第14期112-121,共10页

端部绕组振动是导致绝缘磨损和退化的关键因素之一,因此对同步发电机在转子匝间短路下的端部绕组振动特性进行了研究。不同于以往,该研究不仅考虑了转子匝间短路程度,还考虑了转子匝间短路位置和气隙偏心程度对端部绕组振动的影响。首... 端部绕组振动是导致绝缘磨损和退化的关键因素之一,因此对同步发电机在转子匝间短路下的端部绕组振动特性进行了研究。不同于以往,该研究不仅考虑了转子匝间短路程度,还考虑了转子匝间短路位置和气隙偏心程度对端部绕组振动的影响。首先理论推导得出定子端部绕组的受力表达式;然后基于电磁-结构耦合模型得到了绕组电磁力及其力学响应特性,如变形、应变和应力;最后在CS-5故障模拟发电机进行试验验证。试验结果与理论分析、有限元计算结果基本一致。结果表明,转子匝间短路会给绕组电磁力带来额外的50 Hz(基本频率)、150 Hz和200 Hz的谐波。随着气隙偏心程度/转子匝间短路程度/短路位置与大齿之间距离增大,端部绕组电磁力/振动加剧。此外,复合故障对端部绕组振动影响更为严重。在定子绕组电磁力作用下,定子绕组鼻端部位为最大变形位置,同时绕组直线段与端部的连接处易发生绝缘磨损,在制造及后期维护中应重点关注。 展开更多

关键词 同步发电机 转子匝间短路 气隙偏心 电磁力 绕组振动

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同步发电机定子-绕组系统耦合振动特性

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作者 徐明星 何玉灵 +3 位作者 张文 代德瑞 付滋翔 万书亭 《电机与控制学报》 CSCD 北大核心 2024年第11期12-24,共13页

针对同步发电机定子-绕组系统耦合振动问题,重点研究了发电机定子-绕组系统的一、二次强迫耦合振动特性。首先建立了发电机铁心和绕组系统的力学解析模型,推导得到了定子铁心所受的磁拉力解析表达式、定子绕组所受的电磁力解析表达式,... 针对同步发电机定子-绕组系统耦合振动问题,重点研究了发电机定子-绕组系统的一、二次强迫耦合振动特性。首先建立了发电机铁心和绕组系统的力学解析模型,推导得到了定子铁心所受的磁拉力解析表达式、定子绕组所受的电磁力解析表达式,分析两种载荷各自的激励特性和相互间的耦合特性、定子铁心和定子绕组的振动响应特性。然后,在有限元仿真软件中建立了发电机三维全局模型并进行了机-电-磁多场耦合仿真计算,得到了铁心与绕组的载荷激励数据和力学响应数据。最后,利用YC-3型一、二次强迫振动耦合实验机组,对绕组所受到的一次强迫振动、二次强迫振动和一、二次强迫耦合振动特性进行验证。结果表明,发电机运行时定子-绕组系统激励及其一、二次强迫振动均为耦合加成关系,端部绕组耦合激励/耦合振动主要包括直流分量和二倍频成分,且直流分量和二倍频成分的幅值大于仅受单一激励下的幅值。 展开更多

关键词 同步发电机 定子-绕组系统 定子磁拉力 绕组电磁力 耦合振动

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Ti对复杂锰黄铜TL-084组织及性能的影响

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作者 周冠斌 金勃含 +3 位作者 魏作山 张潇 祁复功 丁海民 《机电工程技术》 2024年第7期112-118,共7页

以TL-084锰黄铜为研究对象,在原有黄铜生产工艺的基础上引入不同含量的Ti,结合金相分析、XRD分析和SEM分析等手段对其微观组织进行分析,主要探究不同含量Ti的引入对合金基体及基体中硬质相的形貌、尺寸、分布的影响。同时根据对不同Ti含... 以TL-084锰黄铜为研究对象,在原有黄铜生产工艺的基础上引入不同含量的Ti,结合金相分析、XRD分析和SEM分析等手段对其微观组织进行分析,主要探究不同含量Ti的引入对合金基体及基体中硬质相的形貌、尺寸、分布的影响。同时根据对不同Ti含量TL-084锰黄铜的硬度、抗拉强度、耐磨性的测试,探究Ti的引入对合金力学性能的影响。研究发现TL-084黄铜组织的基体为β相,粗大的初生相[Mn(Fe)]_(5)Si_(3)、细小的共晶相Mn_(5)Si_(3)以及在基体中均匀分布的小颗粒状富铅相。在引入Ti元素后,在基体中生成了富Ti相以及以富Ti相为核心的3层核壳结构,对基体中的初生相起到了细化作用,但是基体晶粒反而粗化,随着Ti含量增加到0.3%,基体中产生富Ti相团聚。同时在力学性能上硬度随着Ti元素含量的上升呈先升高后降低的趋势,在添加量为0.2%时其维氏硬度为HV287.2,提升了8.5%;抗拉强度随着随Ti含量的增加也呈现先上升后下降的趋势,其中添加w_(Ti)=0.1%的黄铜棒材的抗拉强度最高,约744.5 MPa,上升了6.75%。 展开更多

关键词 TL-084黄铜 TI 硬质相 力学性能

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基于改进布谷鸟算法的微电网源-荷-储功率优化调度 被引量：5

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作者 何玉灵 解奎 +4 位作者 孙凯 焦凌钰 王海朋 杜晓东 吴学伟 《电力科学与工程》 2023年第10期14-25,共12页

为实现微电网源网荷储的最优匹配,提出了一种计及需求侧响应的微电网有功功率调度模型。首先综合考虑系统运行约束、蓄电池运行约束和引入负荷响应补偿的用户满意度,以微电网经济性和环保性最优为目标函数,构建了包含风光发电、储能单... 为实现微电网源网荷储的最优匹配,提出了一种计及需求侧响应的微电网有功功率调度模型。首先综合考虑系统运行约束、蓄电池运行约束和引入负荷响应补偿的用户满意度,以微电网经济性和环保性最优为目标函数,构建了包含风光发电、储能单元和负荷的微电网功率调度模型。进一步改进了布谷鸟搜索算法,并在4个典型场景下求解所提出的调度模型。通过算例验证模型和所提方法的有效性,结果表明:负荷响应与储能可以有效降低微网运行成本,通过可移负荷跨时段平移,实现负荷削峰填谷;同时,模型能根据不同的满意度要求提供相应的经济优化调度方案;此外,通过对比粒子群算法与布谷鸟算法,进一步验证了改进的布谷鸟算法性能更优。 展开更多

关键词 微电网 优化调度 多场景 负荷响应 改进布谷鸟算法

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小体积电缆管道打磨机器人控制系统设计

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作者 何玉灵 薛瑞 +4 位作者 代德瑞 庞子旺 孔凡坊 张翼 占鹭林 《现代电子技术》 2025年第8期93-99,共7页

地下电缆已成为城市电网的重要组成部分,但目前施工过程中电缆易因管道错位问题而被划伤,亟需设计一款电缆管道边缘打磨机器人,提前排除电缆划伤隐患,其中机器人的软硬件控制系统是设计的重中之重。在此背景下,开发了一个基于STM32的硬... 地下电缆已成为城市电网的重要组成部分,但目前施工过程中电缆易因管道错位问题而被划伤,亟需设计一款电缆管道边缘打磨机器人,提前排除电缆划伤隐患,其中机器人的软硬件控制系统是设计的重中之重。在此背景下,开发了一个基于STM32的硬件电路、软件控制系统的上位机操作界面。使用EDA软件设计系统部分硬件电路,包括最小系统板、降压电路、CAN通信电路和电机驱动电路;在Keil5软件中,应用串级PID控制算法设计了各模块的软件控制程序;基于C#语言,使用Visual Studio软件设计了上位机人机交互界面。经过样机制作与实验验证,证明了该机器人整体功能完善,能够通过上位机界面实现图像传输、机器人行进以及管壁打磨等功能,完全能够满足小体积电缆管道打磨机器人的作业要求。 展开更多

关键词 电缆管道 打磨机器人 控制系统设计 硬件电路 STM32 串级PID CAN

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