地面运行控制系统论文-王浩

地面运行控制系统论文-王浩

导读:本文包含了地面运行控制系统论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献,主要关键词:煤层气,直流微网,最优速度曲线,协调控制

地面运行控制系统论文文献综述

王浩[1](2017)在《煤层气地面抽采系统直流微网优化运行与稳定性控制研究》一文中研究指出国家统计局2014年公布的数据显示:我国一次能源消费结构中,煤炭占66.0%,石油占17.1%,天然气占5.7%,水电、风电、核电占11.2%,天然气在能源结构中的比重较23.8%的全球平均水平还有较大差距。“十二五”期间,我国天然气缺口达到1600亿立方米,对外依存度达45%。虽然液化石油气和进口天然气在一定程度上弥补了我国天然气缺口,但仍然存在许多安全和成本问题。煤层气是一种蕴藏于煤层中,在煤化作用过程中形成的以甲烷为主的混合气体,其成分与天然气相似。我国煤层气资源赋存丰富,埋深小于2000米的煤层气地质资源量约为38万亿立方米,开采潜力巨大,因此相对于页岩气、天然气水合物等其他非常规气,煤层气将是今后一段时期内最为理想的气源。综上所述,实施煤层气开发可在一定程度上安全可靠地缓解我国天然气短缺压力,改善能源生产消费结构和煤矿安全生产条件,减轻传统化石能源过度消耗所带来的环境压力。截止到2011年,随着煤层气产量首次突破百亿立方米大关,我国煤层气产业进入了高速发展的初级阶段。然而,随着煤层气产业规模持续扩大,煤层气地面抽采过程中的高能耗所引起的高用电成本,已成为制约煤层气产业可持续发展的首要问题。煤层气地面抽采用电不合理主要体现在:1)煤层气抽采机作为煤层气排采系统的重要组成部分,其在一个冲次内的有功功率相较于无功需求变化幅度较大,导致交流网侧功率因数普遍较低且波动剧烈,谐波污染与电能浪费情况严重,且随着负荷渗透率的提高还会对交流主网造成冲击甚至破坏;2)受悬点载荷影响,煤层气抽采机电动机负荷具有周期性动态变化特点,此负荷下电动机周期性工作于电动和发电状态,造成直流供电侧母线电压波动大,系统耗能问题严重;3)受煤层气资源分布等客观因素影响,传统煤层气地面抽采交流供电系统存在供电半径大、供电线路长、线路走廊环境条件差、线路架设难度大和一次性投资成本居高不下等问题,过长的配电线路造成大量涡流损耗和无功环流,使运行成本大大增加;4)煤层气地面抽采供电系统采用传统交流供电方式,35kV变电站/10kV高压输电/380V低压配电叁级供电模式需要使用大量变压器,考虑到煤层气抽采机负载数量及容量等实际情况,选用配电变压器容量大且多工作于非经济运行区,这就大大加剧了有功和无功损耗。为应对煤层气抽采高昂电费支出,避免“洁净能源换取洁净能源”,实现煤层气抽采系统节能降耗与高效生产,提高经济效益,迫切需要改变传统煤层气地面抽采交流电网组网形式。为此,本人所在研究团队提出了一种新型煤层气地面抽采直流微网供电系统,最大限度利用光伏和蓄电池等分布式电源(Distributed Energy Resource,DER)对负载供电,降低煤层气抽采机对交流主网的依赖,同时由于网内不存在谐波损耗和无功环流,系统用电效率和用电成本将明显好转。本课题在研究过程中受到了国家自然科学基金“新一代高频隔离级联式中高压变频器关键技术研究”(51577187)、中央高校基本科研业务费专项资金“无工频变压器级联式多电平整流器关键技术”(2010YJ03)、国家科技重大专项“山西晋城矿区采气采煤一体化煤层气开发示范工程”(2011ZX05063)等基金的资助。煤层气地面抽采系统直流微网是一种根据区块内煤层气抽采机集中分布的特点,利用光伏和蓄电池等DER向区块内煤层气抽采机供电,并与交流主网通过双向PWM整流器相连的自治电网形态。和交流微网相比,直流微网由于无需追踪电压频率和相位,更易接纳负载与DER,因此具有更高的可靠性和可控性;其次,直流微网与负载和DER相连仅需通过一级变换器即可实现,转化效率大大提升;此外,在传输过程中直流配电线路不存在涡流损耗和无功交换,因此线损大大降低。作为煤层气地面抽采系统直流微网主要用电负荷的煤层气抽采机由电动机、四连杆机构、抽水杆和井下抽水泵等部分组成。电动机作为驱动煤层气抽采机运行的动力来源,除存在电动状态,受煤层气抽采机负荷周期性动态交变特性和配重不平衡影响,还存在下冲程阶段势能负荷下落引起煤层气抽采机拖动电动机超速运行而产生的发电状态,发电状态下电动机向直流母线馈能致使直流母线电压升高,而电动状态下直流母线又向电动机供能使得直流母线电压降低,从而导致直流母线电压波动剧烈;直流母线电压波动越剧烈,直流供电侧电容所需处理的无功功率就越大,因此有功功率一定时系统的力能指标(效率和功率因数乘积)就会越低。此外,交变负荷下电动机在相当一部分时间内工作于空载和发电工况,其效率仅有30%左右,处于低力能指标运行状态;同时由于煤层气抽采机负荷起动困难,所安装电动机额定功率明显大于其实际运行功率,造成电动机存在严重的“大马拉小车”问题。由此可见,煤层气抽采机周期性动态交变负荷是导致系统直流母线电压波动剧烈与系统能耗居高不下的主要原因。为此,本文提出一种煤层气抽采机电动机运行最优速度曲线节能控制策略。首先分析煤层气抽采机四连杆机构,建立煤层气抽采机悬点载荷数学模型,推导出煤层气抽采机电动机等效负载转矩表达式;然后基于矢量控制技术,建立煤层气抽采机电动机矢量控制数学模型,推导出直流供电侧母线电压波动与抽采机电动机加速度之间一一映射关系;进一步构造直流母线电压波动差绝对值函数与最大电压波动函数,通过对绝对值函数求极值和对最大电压波动函数进行单调性分析,最后找到满足直流母线电压波动最小的最优加速度,从而得到煤层气抽采机周期性动态交变负荷下的电动机运行最优速度曲线。煤层气地面抽采系统直流微网内多台抽采机之间的无序运行会进一步加剧直流母线电压波动,为了保证网内多台抽采机之间能够协调运行,从负荷侧最大程度抑制直流母线电压波动,同时降低系统损耗,本文以直流微网供电下两台煤层气抽采机协调运行作为研究对象,提出一种煤层气抽采机互补运行协调控制策略。首先分析煤层气抽采机运行特性及其等效负荷组成;然后,通过进一步分析直流母线电压波动与抽采机电动机电磁转矩和加速度之间相互关系,求解得到满足直流母线电压波动最小的电动机运行最优加速度,从而得到煤层气抽采机协调运行最优速度曲线,从负荷侧最大程度抑制直流母线电压波动。结合目前国内外关于直流微网结网方式的分析与讨论,可以看出在实际应用过程中,直流微网结构的合理选择对于整个系统尤为关键。为满足系统结构简单、易于控制以及在多控制目标下的系统表现性能满足实际应用等要求,本文提出了一种煤层气地面抽采系统直流微网分层结构:第一层是能量供给层,由光伏电池和蓄电池并联组成,光伏电池采用最大功率点跟踪模式(Maximum Power Point Tracking,MPPT)实现最大功率捕捉,蓄电池作为受控电压源进行恒压控制,以实现稳压输出;第二层是能量传输和分配层,由双向Buck/Boost变换器构成,其输入与第一层输出串联,输出与直流母线相连,该层在满足能量双向传输的同时,维持直流母线电压稳定,并实现负荷功率动态平衡分配;第叁层由煤层气抽采机构成负荷层,煤层气抽采机由逆变器?电动机系统驱动。对于煤层气地面抽采系统直流微网而言,呈现负阻抗特性的煤层气抽采机周期性动态交变负荷与分布式电源接入变换器级联容易导致系统出现振荡,造成直流母线电压剧烈波动,破坏直流微网的稳定运行。为此,本文对煤层气地面抽采系统直流微网的稳定性进行了分析和讨论。首先基于煤层气地面抽采系统直流微网的分层结构,推导得到第一、二层输出阻抗Zo(s),并建立了第叁层煤层气抽采机电动机输入阻抗Zin(s)与受控源Ym?串联的小信号模型,在此基础上得到直流微网全局小信号模型;考虑到呈现负阻抗特性的煤层气抽采机电动机周期性动态交变负荷引起的系统不稳定,在能量传输和分配层分析并讨论了一种基于虚拟阻抗的直流微网稳定性控制策略,以及利用下垂控制实现负荷功率动态平衡分配的方法;最后根据阻抗匹配原则,求解多项式1/(1(10)Zo(s)/Zin(s))主导极点,比较了采用本文所提稳定性控制策略前后的主导极点位置并分析了直流微网系统稳定性。最后,本文通过Matlab/Simulink系统仿真、现场实测以及基于先进半实物仿真技术的煤层气地面抽采系统直流微网试验平台,对前文所述理论推导进行了分析与验证。系统仿真与试验结果表明,针对煤层气地面抽采系统直流微网所提出的煤层气抽采机电动机优化运行控制策略,可有效抑制直流母线电压的波动,降低系统能耗,所提出的煤层气地面抽采系统直流微网稳定性控制策略正确可行,所得系统仿真与试验结果为后续研究奠定了一定的基础。(本文来源于《中国矿业大学(北京)》期刊2017-03-21)

兰友国,林明森,谢春华[2](2014)在《HY-2卫星地面应用系统运行控制方案设计与实现》一文中研究指出本文介绍了海洋二号(HY-2)卫星地面应用系统运行控制方案设计与实现。运行控制子系统主要负责HY-2地面应用系统的任务调度和系统状态的监视,协调各系统之间的业务运行,是整个地面系统的神经中枢。根据系统特点采用叁层C/S和B/S相结合混合体系架构。HY-2地面应用系统调度任务包括:实时调度任务、定时调度任务、数据重处理调度任务。由于数据处理流程复杂,运控子系统采用分层调度模型,这样有利于降低调度复杂性。系统采用自动运行模式:预先的业务运行计划制定、分布式的运行调度、集中式的运行状态监控。(本文来源于《中国工程科学》期刊2014年06期)

杨龙,陈金平,刘佳[3](2012)在《GNSS地面运行控制系统的发展与启示》一文中研究指出本文对卫星导航系统的地面运行控制系统进行了深入分析,对GPS和GALILEO的地面运行处理系统的组成,体系结构进行了详细描述。对GPS地面运行处理的发展演化过程及未来发展趋势进行了分析和研究,对GALILEO系统的未来发展也进行了跟踪分析。根据对两大地面运行控制系统的发展历程和发展趋势的归纳、总结得到了一些启示,对建设我国地面运行控制系统具有一定的借鉴意义。(本文来源于《现代导航》期刊2012年04期)

马作泽[4](2011)在《现代有轨电车地面运行控制系统原理样机研制》一文中研究指出交通拥堵、环境污染、能源危机等城市交通问题日益严重。轨道交通具有运量大、能耗低、污染小等优点,发展城市轨道交通是解决城市交通问题的最佳途径。与地铁、轻轨相比,现代有轨电车造价低廉、运能适中,适合市区小曲线半径和大坡度运行,是未来城市交通的重要发展方向之一。现代有轨电车运行控制系统是连接车辆子系统、线路子系统、牵引供电子系统的纽带,负责有轨电车的运营指挥和安全防护。目前,现代有轨电车运行控制系统研究尚处于起步阶段,还未形成统一的标准。因此,对现代有轨电车运行控制系统进行深入研究具有重要意义。本文分析了现代有轨电车系统的业务流程和功能需求,并参照CBTC系统(Communications-Based Train Control System,基于通信的列车控制系统)提出了现代有轨电车地面运行控制系统的设计方案,在此基础上,研制了地面运行控制系统原理样机,并完成了运行控制系统联合调试。具体内容如下:第一,分析了现代有轨电车系统的业务流程,分析了现代有轨电车运行控制系统的功能需求,在此基础上,完成了运行控制系统的总体设计。第二,分析了现代有轨电车地面运行控制系统的功能需求,完成了地面运行控制系统设计,包括总体结构设计,以及内、外部接口设计。第叁,基于PC104和Vxworks操作系统研制了地面运行控制系统核心功能软件,包括列车信息管理、移动授权计算、区域交接、轨旁设备控制与状态采集等功能模块。基于PC机和Windows操作系统开发了人机交互软件,为用户提供了列车运行状态监督以及轨旁设备人工控制的接口。第四,基于内置Zigbee协议栈的无线微控制器JN5139研制了车地无线通信仿真单元的硬件,编写了RS232串口与无线通信接口转换控制软件,并完成了单元测试。最后,搭建了地面运行控制系统,完成了地面运控系统的功能调试。联合中央运行控制系统、.车载运行控制系统,并基于环境仿真系统完成了现代有轨电车运行控制系统的联合调试。调试结果表明,本文研制的原理样机满足现代有轨电车系统的业务需求。(本文来源于《北京交通大学》期刊2011-12-19)

王东[5](2011)在《列车运行控制系统地面设备典型故障分析及处理》一文中研究指出第六次大提速以来,列控系统地面设备作为高速铁路信号系统的重要组成部分,为动车组的安全运行提供了强大的保障。它不仅仅为动车组控车设备提供了线路允许速度、坡度等基础控车数据,同时也能根据不同情况,提供线路临时限速、大号码道岔限速等信息。下面根据实践经验,对出现的典型故障案例进行分析,并提出处理建议。(本文来源于《铁道通信信号》期刊2011年11期)

李春林,周桂林,侯毅[6](2011)在《基于Red5和Flex的地面运行控制系统设计》一文中研究指出根据南航北京分公司的地面生产情况,提出了一套完善的地面生产监控系统设计方案。地面生产监控系统主要用于监控飞机预落及在机坪上的生产活动,并采用事件机制协调SOC、CGS、货运及飞机维修厂的生产工作。该系统将对运行指挥部的地面航班监控提供强力支持,对保障航班正常性及延误原因调查具有重要意义。提出以网络在线游戏的设计理念和架构处理企业生产问题,从而满足一线运行单位对信息系统即时性、易用性和易部署性的强烈需求。(本文来源于《中国民航大学学报》期刊2011年03期)

周桂林,李春林,侯毅[7](2011)在《基于Red5和Flex的地面运行控制系统设计》一文中研究指出本文根据南航北京分公司的地面生产情况,提出了一套完善的地面生产监控系统设计方案。地面生产监控系统主要用于监控飞机预落及在机坪上的生产活动,并采用事件机制协调SOC、CGS、货运及飞机维修厂的生产工作。该系统将对运行指挥部的地面航班监控提供强力支持,对保障航班正常性及延误原因调查具有重要意义。本文创新地提出以网络在线游戏的设计理念和架构处理企业生产问题,从而满足一线运行单位对信息系统即时性、易用性和易部署性的强烈需求。(本文来源于《Proceedings of 2011 AASRI Conference on Artificial Intelligence and Industry Application(AASRI-AIIA 2011 V1)》期刊2011-05-23)

周桂林,李春林,侯毅[8](2010)在《基于Red5和Flex的地面运行控制系统设计》一文中研究指出本文根据南航北京分公司的地面生产情况,提出了一套完善的地面生产监控系统设计方案。地面生产监控系统主要用于监控飞机预落及在机坪上的生产活动,并采用事件机制协调SOC、CGS、货运及飞机维修厂的生产工作。该系统将对运行指挥部的地面航班监控提供强力支持,对保障航班正常性及延误原因调查具有重要意义。本文创新地提出以网络在线游戏的设计理念和架构处理企业生产问题,从而满足一线运行单位对信息系统即时性、易用性和易部署性的强烈需求。(本文来源于《Proceedings of 2010 International Conference on Services Science, Management and Engineering(Volume 2)》期刊2010-12-26)

宿秀元[9](2009)在《管轨运输地面运行控制系统原理样机的设计与实现》一文中研究指出摘要:管轨运输系统(Tuberail)是一种在管道中运行的直线电机轮轨运输方式,美国公司在系统设计和设备配置等方面仅将其视为一个较复杂的直线电机驱动系统,缺少作为一个交通运输系统必需的运行控制等基础系统和设施。管轨运输在运行控制系统研究方面还是空白。Tuberail系统不再设置信号机和轨道电路,轨旁设备只有道岔设备;运行线路不存在实际的轨道区段,只存在逻辑上的区段。Tuberail列车运行控制系统基于无线的车地通信模式,采用移动闭塞方式;对车站和区间实行一体化控制,实现管轨运输整个过程的运行控制以及自动装卸功能。本研究课题以示范线建设为背景,借鉴轮轨列车运行控制系统的成功经验,研制具有自主知识产权的管轨运输列车运行控制系统,为我国管轨运输产业化奠定技术基础。论文所做的主要工作如下:第一,研究管轨运输的工作过程并对管轨列车运行控制系统进行了功能需求分析,在此基础上设计管轨运输地面运行控制系统的系统结构。第二,搭建管轨运输地面运行控制系统的硬件平台,介绍了安全计算机性能(重点在于内核、通信和输入输出电路的实现)。第叁,根据管轨运输地面运行控制系统结构进行软件需求分析,完成了管轨运输地面运行控制系统的软件总体结构设计,并基于VxWorks系统编制了软件。第四,设计调试策略,完成管轨运输地面运行控制系统原理样机调试和整个管轨列车运行控制系统的联合调试。(本文来源于《北京交通大学》期刊2009-05-22)

赵文波,柳健,李小文[10](2005)在《一种支持多星多任务遥感卫星地面系统综合处理的运行控制技术》一文中研究指出该文以遥感卫星地面系统信息处理的运行控制需求为背景,在分析现有多种技术方案的基础上,提出了一种基于消息队列中间件IBM WebSphere MQ的地面系统信息处理运行控制方案,并进行了成功的工程实践,指出该技术方案可直接应用于多星多任务遥感卫星星座地面系统综合处理的运行控制。(本文来源于《电子与信息学报》期刊2005年06期)

地面运行控制系统论文开题报告

(1)论文研究背景及目的

此处内容要求:

首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。

写法范例:

本文介绍了海洋二号(HY-2)卫星地面应用系统运行控制方案设计与实现。运行控制子系统主要负责HY-2地面应用系统的任务调度和系统状态的监视,协调各系统之间的业务运行,是整个地面系统的神经中枢。根据系统特点采用叁层C/S和B/S相结合混合体系架构。HY-2地面应用系统调度任务包括:实时调度任务、定时调度任务、数据重处理调度任务。由于数据处理流程复杂,运控子系统采用分层调度模型,这样有利于降低调度复杂性。系统采用自动运行模式:预先的业务运行计划制定、分布式的运行调度、集中式的运行状态监控。

(2)本文研究方法

调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。

观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。

实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。

文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。

实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。

定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。

定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。

跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。

功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。

模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。

地面运行控制系统论文参考文献

[1].王浩.煤层气地面抽采系统直流微网优化运行与稳定性控制研究[D].中国矿业大学(北京).2017

[2].兰友国,林明森,谢春华.HY-2卫星地面应用系统运行控制方案设计与实现[J].中国工程科学.2014

[3].杨龙,陈金平,刘佳.GNSS地面运行控制系统的发展与启示[J].现代导航.2012

[4].马作泽.现代有轨电车地面运行控制系统原理样机研制[D].北京交通大学.2011

[5].王东.列车运行控制系统地面设备典型故障分析及处理[J].铁道通信信号.2011

[6].李春林,周桂林,侯毅.基于Red5和Flex的地面运行控制系统设计[J].中国民航大学学报.2011

[7].周桂林,李春林,侯毅.基于Red5和Flex的地面运行控制系统设计[C].Proceedingsof2011AASRIConferenceonArtificialIntelligenceandIndustryApplication(AASRI-AIIA2011V1).2011

[8].周桂林,李春林,侯毅.基于Red5和Flex的地面运行控制系统设计[C].Proceedingsof2010InternationalConferenceonServicesScience,ManagementandEngineering(Volume2).2010

[9].宿秀元.管轨运输地面运行控制系统原理样机的设计与实现[D].北京交通大学.2009

[10].赵文波,柳健,李小文.一种支持多星多任务遥感卫星地面系统综合处理的运行控制技术[J].电子与信息学报.2005

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