新能源发电过程的动态建模、仿真和控制

Ranjan Vepa博士毕业于斯坦福大学，获应用力学博士学位，曾在NASA Langley研究中心工作，现就职于伦敦大学。Vepa博士在动态建模和控制领域有5本著作，他的主要研究领域包括控制系统设计及相关信号处理在机械系统、能源系统、生物医学工程等方面的应用，尤其精通各类线性及非线性动态系统参数的自适应估计和动态控制，包括航天、能源和生物系统等。正是Vepa博士扎实的学术和工业背景，使得他既能从热力学、流体力学、传热学、电化学等的基础知识出发，从物理角度为读者详尽而系统地分析、介绍能源系统的基本原理，又能从实际应用角度，通过真实案例分析给读者以建议和指导

《新能源发电过程的动态建模、仿真和控制》讨论了对一系列能源系统进行动态建模、仿真和控制的核心问题，包括燃气轮机、风力机、燃料电池和电池等。这些建模和控制原理也同样适用于其他非常规发电系统，如太阳能和波浪能发电。本书的主要特点在于，涉及了热力学、流体力学、传热学、电化学、电网和电机等主题，并着重讨论了它们在发电、控制和调节等领域的应用。本书将帮助读者理解能源系统的建模方法以应用于控制器的设计，并掌握控制系统和调节器的基本设计过程。它也将对能源系统的动态仿真和监测系统的实现提供有益的指导。通过对可观测系统变量的量测来估计系统内部变量，从而实现对系统的监测。对于混合发电系统的设计者们而言，本书也将提供有效的帮助。本书介绍了混合发电系统中涉及的先进技术，例如浮动或近海风力机以及燃料电池等。本书通过真实案例分析介绍了基于非线性动态模型的各种发电系统的实际控制规则，在这些控制规则中并不需要对非线性动态模型进行线性化。同时，本书还向读者介绍了基于非线性模型的估计方法及其在能源系统中的应用。

针对高拱坝在快速施工与建设管理中存在的关键科学问题，重点研究综合考虑温度控制、施工导流、结构型式、机械设备和浇筑能力等复杂约束条件下高拱坝的施工特征、施工系统分解协调全局优化理论、施工全过程动态仿真与优化理论以及施工动态实时控制理论。采用面向时间仿真和面向对象仿真相结合的思路，开展高拱坝施工过程与温度应力耦合仿真计算分析研究；针对高拱坝施工过程的不确定性和经验性强等特征，开展智能动态仿真与自适应动 2100433B

本书从电机数学模型、Matlab/Simulink仿真模型和仿真实例三个层面进行阐述，理论联系实际。书中详细介绍了直流电机、变压器、感应电机和同步电机的数学模型，用Matlab/Simulink仿真软件建立了相应的仿真模型，对于每一种电机都给出了多种仿真模型，用建立的仿真模型进行仿真实例分析，并给出详细的仿真结果，仿真分析的内容几乎涉及电机瞬变运行过程的各个方面。

针对高土石坝在施工方案优化与安全快速施工中存在的关键科学问题，重点研究复杂约束条件下高土石坝施工全过程动态仿真与优化理论以及高土石坝施工动态实时控制理论与方法；运用系统分析方法剖析复杂约束条件下高土石坝施工系统，深入研究高土石坝施工过程动态仿真建模理论与方法，建立高土石坝施工过程随机动态数学逻辑模型，建立满足施工进度和不同材料级配要求的高土石坝施工仿真模型，为揭示高土石坝施工过程的内在规律提供理论基础；提出面向时间和面向对象相耦合的仿真方法，开展高土石坝施工过程动态仿真计算分析理论与方法，实现高土石坝施工方案的优化分析；结合在建的高土石坝国家重点工程，研究高土石坝施工动态实时控制理论方法与应用问题，研制开发交互式施工动态实时控制系统，提出高土石坝安全、快速施工的措施和建议，为高土石坝施工进度动态实时控制和快速施工提供科学可靠的决策依据。 2100433B