MES-STATCOM一体化构成原理与极端工况下的控制策略仿真研究结题摘要

分布式电源的功率波动性、间歇性与不确定性，是阻碍其安全、高效并网的重要原因，大容量储能技术与无功补偿技术为解决以上问题提供了途径，国内外已经展开两者一体化结合的研究，但是应用结果表明，现有一体化技术仍不能满足实际要求，特别是系统在极端工况下的深度补偿与多目标协同调控，这一方面是受一体化主电路结构和使用元件的限制，另一方面是缺乏相关的基础理论与仿真建模研究。项目将蓄电池和超级电容为代表的多元储能器件与静止同步补偿装置进行高效的一体化融合，阐明了主电路的工作机理，提出了最优的构成方式，构建了先进的仿真模型，模拟系统极端运行工况，并对一体化主电路、控制策略、原理与算法进行了高效仿真。 主电路方面，项目结合国内外软开关变换电路的研究进展，对蓄电池高效充放电电路进行了选型与设计，重点讨论了各种不同软开关电路的特点，并提出了一种DC/DC变换电路，实现储能单元与STATCOM直流母线之间的双向能量流动控制。此外，项目还从电感基波压降、STATCOM无功调节能力、开关谐波电流衰减度、滤波器谐振频率等方面分析了LCL滤波器的特性，提出基于这些条件的滤波器参数设计方法。 控制策略方面，项目研究了基于多目标趋优的控制策略以及提高脉宽输出精度和安全稳定性的方法。在顶层控制策略方面，研究了快速傅立叶变换数字化算法，电流跟踪控制等算法，实现各种电气参数的快速计算，并对极端工况下频率波动对算法带来的影响，进行了定量分析。在底层脉宽调制策略方面，研究了基于FPGA技术的全数字化自然采样SPWM控制方法，构建了基于FPGA的自然采样SPWM全数字化框架，并对三角载波形成、正弦调制波形成、开关状态组合配置，以及死区设置的数字化进行了实现，提出的基于FPGA技术的开关时间的超实时比较计算方法，避免了自然采样SPWM中泰勒级数展开与收敛判断等复杂计算，其输出波形谐波含量可以得到进一步降低，提高大功率STATCOM输出波形质量。项目设计了基于分层结构的高可靠性硬件电路以及具有安全协调机制的软件系统，并根据各项设计要求完成了基于DSP FPGA CPLD的控制系统开发，在该结构上实现了脉冲控制安全联锁的功能。 总的来说，项目能够按照申请书制订的研究内容展开工作，较好的完成了各项任务，研究成果将为设备升级与工程实用化提供理论依据与指导。 2100433B

分布式电源的功率波动性、间歇性与不确定性，是阻碍其安全、高效并网的重要原因，大容量储能技术与无功补偿技术为解决以上问题提供了途径，国内外已经展开两者一体化结合的研究，但是应用结果表明，现有一体化技术仍不能满足实际要求，特别是系统在极端工况下的深度补偿与多目标协同调控，这一方面是受一体化主电路结构和使用元件的限制，另一方面是缺乏相关的基础理论与仿真建模研究。本项目旨在将以蓄电池和超级电容为代表的多元储能器件与静止同步补偿装置进行高效的一体化融合，阐明一体化主电路的工作机理，提出最优的构成方式，揭示极端工况下系统电气量变化特征与规律，建立控制系统指标体系，研究基于多目标趋优的控制策略以及提高脉宽输出精度和安全稳定性的方法。并通过构建先进的仿真模型，模拟系统的各种极端运行工况，实现对一体化主电路、控制策略、原理与算法的高效仿真与准确评估。研究成果将为设备升级与工程实用化提供理论依据与指导。

关于极端气候的研究，近十多年来虽然已取得了新的进展，但无论在观测和理论及其模拟方面的研究都还缺乏系统性和深入性。尤其是(1)关于极端气候的区域型态及长期变率；(2)极端气候与全球平均气候变化的关系；(3)未来极端气候情景预测等三个方面的研究还有待深人。根据以往观测记录所显示的极端气候指标不但具有长期变率，而且其年际、年代际变化也十分明显；不少学者已经注意到，未来气候增暖背景下，气候极值频率有可能增大。20世纪中后期，人们将主要研究目标集中于全球或区域平均气候的变化趋势检测，而很少专门关注于全球或区域的极端气候及其长期变化规律，因此，就世界范围而言，一方面，尚缺乏关于气候极值的高质量的长期观测资料(包括全球及区域性的)致使人们对各地或不同区域的ECAE及其长期变率特征还知之甚少；另一方面，从理论上对于极端气候成因机制及其模拟试验和预测模型的研究都还处于起步阶段。虽然20世纪90年代以来，不少学者已注意到平均气候变化与极端气候的关系，但其研究还缺乏系统性和深度。

2000年许多学者发出了“关于加强极端天气气候事件长期观测变率及其未来变率预测的研究”的联合呼吁。正在执行中的CLIVAR的主要任务之一就是确定气候变率的区域型态，而在一定的统计分布型条件下，极端气候异常事件的许多统计特征量(如频率，强度等)与平均气候及其变率的非线性关系已经有了相当多的理论基础(如极值分布理论，统计分布函数的熵理论，平稳过程的交叉理论等)，各种气候数值模式模拟的最新结果也表明，模拟的平均气候场及变率有相当的可靠性，在给定的初边值条件下作第二类气候预报(气候强迫敏感性试验)与观测结果已相当一致。因而，借助于优良的气候数值模式输出结果，预测各种条件期望气候情景下，出现降水、气温ECAE灾害的风险(概率)及其区域型态已具备必要的理论基础。 2100433B

立体构成是现代艺术设计中非常重要的设计基础学科，本书从形态与立体空间、形式规律与法则等基本原理出发，详细解析了立体构成在艺术设计领域的构成规律以及造型与材料的特点。同时，还大量选用了多种风格和不同设计领域的优秀作品和学生作业范例，新颖独特，图文并茂，一目了然，更加便于对理论的理解和对实际创作的把握。

本书共分9章，内容上从形态的概念与分类作为切入点，到构成的历史与基本原理，再到构成的美学法则和基本要素，以及实战中的线材、面材、块材等的具体应用。通过每章的理论讲解、课题实践与图片实例，将立体构成相关的知识点全部呈现给读者，特别是在理念上突出其在实战中对创作与思维方式的开发。

本书结构合理，内容实用，可作为高等院校数字艺术设计相关专业的教材使用，也适合设计自学者、爱好者作为学习辅助用书。

本书以通信基站的能耗控制为例，进行能耗控制的策略研究。通信基站是整个通信网络设备运行与维护中的能耗大户。通信基站的能耗主要是指由机房空调系统引起的数额巨大的耗电量。空调系统的热环境是不确定的环境，在这种环境下，空调的频繁启停形成大量的能耗，造成高额的运行成本，降低基站能耗已成为有关部门及企业重点关注的内容。本书研究空调系统的节能，提出节能降耗问题及对策；考虑到空调系统的热环境具有不确定性，采用模糊、模糊随机等技术，研究不确定环境下的能耗控制理论与方法；提出一系列通信机房空调系统节能降耗的温度控制方法。本书能够对通信基站能耗管理的智能化起到一定的推动作用，为节能化的研究指出一个新的方法。本书在管理理论上，丰富不确定环境下的能耗决策问题的理论；在管理实际中，为能耗控制问题提供科学的定量分析模型。