车辆申请式运行控制系统系统

车辆申请式运行控制系统系统（精选5篇）

1.车辆申请式运行控制系统系统 篇一

一、项目的发起（研究目的、意义和发展概况）

1、车辆运行信息管理系统建设是社会发展的必然趋势 目前，智能交通在我国已逐步得到社会各界的广泛关注，并已成为交通领域的研究热点，社会各界对通过智能交通系统建设、缓解日益严重的交通问题寄予了厚望，汽运公司车辆运行范文管理系统规划工作计划。国家科技部提出了建设城市交通ITS共用信息平台的构想，并在此基础上广泛开展关于交通综合信息的研究和应用，实现信息共享枢纽、综合交通信息服务、交通辅助决策、重大事件管理等功能目标。在我省交通系统，已经基本完成普及计算机和推广应用信息技术的基础工作，完成了部分数据库与局域网的建设，初步实现了政务信息化、智能运输系统基础设施建设与管理信息化、运输企业信息化，全行业信息技术应用达到一定水平。进一步广泛应用现代信息技术，实现交通产业升级，使社会公众享有更多的信息资源，提高生产和管理的效率和能力、加快推进交通现代化，是我省交通系统各部门的当务之急。

2、车辆运行信息管理系统建设是安全管理的需要近几年来，全国安全生产形势非常严峻。在交通运输行业，由于部分单位偏重效益、忽视安全，存在“以包代管”的问题，自觉不自觉地放松了安全管理，致使重大、特大行车事故时有发生，有些后果还非常严重，造成了很不应有的经济损失和不可挽回的影响。江泽民同志指出：“安全责任重于泰山”。我们也常说“安全是交通的永恒主题和最大效益”，安全关系到人民生命和国家财产的安危、直接影响到企业的经济效益和社会效益。所以，我们要从“讲政治”的高度来认识安全工作，要从法制的立场来认识忽视和放松安全管理的危害性和严重性。《中华人民共和国安全生产法》已经于2002年11月1日起施行，《中华人民共和国道路交通安全法》也将于2004年5月1日起开始实施。国家实行生产安全事故责任追究制度，依法追究生产安全事故责任人员的法律责任，放松安全管理就是违法，出现责任安全事故就是犯罪，就要被依法追究刑事责任。同时，我们认识到：我们原来的安全生产管理方式已不适应形势的新发展，作为专业运输企业，我们当前的工作重点就是必须更新发展思路，将发展的重点转移到通过优化结构促进发展上来、转移到依靠科技进步提高运行质量上来。为实现从静态管理到动态管理的转变，树立企业形象，必须应用微机辅助管理，全面实行信息化管理，对车辆运行实行动态监控，实现企业管理上档次、上水平。

3、车辆运行信息管理系统建设是运输企业发展的需要 一方面，省市交通主管部门基本完成了政务信息化建设；国内同行业的信息化建设不断取得新的进展，车辆运行信息管理系统建设是运输企业与主管部门保持同步、适应市场形势，与时俱进、谋求发展的必由之路。另一方面，菏泽市城市规划定位是区域性中心城市，正在紧张建设之中的菏泽公路集疏运中心，工程投资概算2.26亿元，是山东省六大公路集疏运中心之一。除发展壮大客运业务外，在货运方面，重点是菏泽口岸建设，充分利用与青岛港直通的优势，通过完善货运场站，建设菏泽货物交易中心，积极发展现代物流业，使菏泽市成为辐射周边地区的对外贸易港。综上所述，作为专业运输企业，要实现企业的超常规发展，实现人和物有序的空间流动，就必须对客、货运实行有效的组织和管理，实现运输管理的智能化。

二、技术方案（技术来源、技术内容及技术水平；项目的创新点及与研究有关的工作基础；应用的范围或数量及考核目标，技术路线、拟解决的问题）20世纪90年代以来，全球化和信息化日益成为世界经济社会发展的显著特征。以信息产业的发展，信息技术的广泛应用以及信息资源的开发和利用为主要内容的信息化与全球化的浪潮互相促进，互为因果，成为人类社会跨入21世纪的重要推动力之一。我国政府顺应了当今世界经济和社会发展的大趋势，把大力推进信息化确定为是覆盖现代化建设全局的战略性举措，确定为是促进产业优化升级和实现工业化、现代化的重要环节。从党的十五届五中全会提出以信息化带动工业化的战略方针之后，到党的十六大，更进一步明确指出，信息化是我国加快实现工业化和现代化的必然选择。IT产业的发展为车辆运行信息管理系统建设提供了开发基础和技术支持：

（一）车辆运行和行车安全管理 根据以上思路，我们组织开发了车辆运行管理系统（重点是客运管理）、行车安全管理系统和车辆保险管理系统，自2005年年初开始试运行。

1、车辆运行管理系统 车辆运行管理系统包括线路管理、车辆管理、班次管理和运价管理，工作计划范文《汽运公司车辆运行范文管理系统规划工作计划》。线路管理可以分线路列出该线路上所有运行车辆情况，能够按照起止站点、线路种类、途径站点、营运方式、开通时间进行查询；同时完成每一条线路详细的途径站点、里程查询和管理，以及线路审批表的自动生成和打印。车辆管理涵盖自有车辆管理、外埠车辆管理和社会进站车辆管理。对所有车辆实现车属单位、车号、厂牌型号、车辆级别、座位、营运证号、线路、线路牌号、购车日期、年审情况和购证情况（主要是统缴或自购）的查询和管理。班次管理可以自动完成跨省区计划和区内循环计划的供车单位、车型、起止站点、途径站点及里程、发车时间、返回时间的查询和管理。运价管理包括起止站点、途径站点、区间里程票价、累计里程票价、总里程票价，可以按线路进行查询。

2、行车安全管理系统 为搞好行车安全管理，我们公司近几年来坚持“四证两卡”制度，把好驾驶员上岗关和车辆出入关，取得了一定的成效。但是由于运输企业点多面广、作业分散，车辆和班次日益增多，单纯依靠传统的人工管理方式、实行静态管理已经不能适应运安全生产的需要，为此，我们组织开发了行车安全网络管理软件。行车安全管理系统包括车辆信息、驾驶员信息、营运动态信息、车辆肇事信息、安全信息和留言板等模块。车辆信息模块包括车属单位、车号、车别、厂牌型号、吨（座）位、发动机号、车架号、年检记录、初次登记日期和运行线路情况。驾驶员信息模块包括驾驶员姓名、出生日期、服务单位、初次领证日期、驾驶证号、资格证号、准驾证号、准驾车型、年审情况、安全里程、肇事记录和驾驶员级别。营运动态信息模块包括单位、车号、车型、运行线路、营运里程、驾驶员（包括双班驾驶员）、车辆检查情况、三品检查、检查人、发车时间、车辆定员、实际上客人数。车辆肇事信息模块包括肇事单位、车号、驾驶员、肇事时间、肇事地点、人员伤亡情况、经济损失、责任认定、肇事情况月报、肇事台帐等。安全信息模块包括安全专职人员信息、安全教育活动记录和安全生产综合考核情况。留言板则包括我要留言、查看留言和查询留言几项内容，便于安全处及时下达有关通知、简要文件和相互沟通。

3、车辆保险管理系统 车辆保险管理系统可以对车辆保险情况做到动态管理，系统具有保险到期提示功能，能够有效地防止拖保、漏保，规避企业风险。

（二）信息共享、GpS系统与安全管理和物流发展 交通主管部门政务信息化建设和国内同行业的信息化建设已经卓有成效，并初见效益；GpS系统与通讯网络、计算机、电子地图和车辆管理系统相结合后，能较强地实现系统对人和车辆进行全过程的有效监控，进行全过程跟踪管理。我们开发车辆运行管理系统（重点是客运管理）、行车安全管理系统和车辆保险管理系统，也是为最终实现GpS(全球卫星定位系统)管理、交通信息共享和发展智能交通奠定基础。国家计委的“卫星导航应用产业化专项”如一缕春风，给卫星导航应用产业园地带来一片生机。2002年是我国卫星导航应用行业发生重大发展转折之年，也是产业化进程启动之年。据预测，到2005年我国卫星导航应用综合信息服务业吸收的入网车辆数将达200万辆，当年的装车总数接近100万辆。全年卫星导航应用产业的产值达160亿元人民币，车辆应用系统产值为80亿元，服务产业收入达20亿元人民币。同时，国家将建立一个门类齐全、容量巨大、内容丰富、国际一流的数据库，其中包括内容详实的电子地图，各种各样的兴趣点，社会公共资信，实时定位信息，车辆信息，车主信息，用户信息等等。该数据库有益于智能交通系统、地理信息系统、物流信息管理系统、城建规划与交通投资决策系统、汽车生产制造和售后服务业及产业发展预测预报系统的建设和运营，对信息服务产业的不断开拓和可持续发展将产生巨大作用与明显影响。所以，在搞好信息化管理的基础上，进一步推进GpS系统管理、实现信息共享，实时准确地采集、处理、分析、存储、传输各运输过程中所要发生或即将发生的客、货流、运输工具流、组织管理、调度指挥、装卸存储、中转换装/换乘、多式联运、辅助服务等信息；并实时为各运输部门和各级用户提供对这些信息的查询、检索、显示、发布等服务；同时，还能为各级管理部门进行动态分析、预测、模拟等辅助决策工作，是搞好安全管理和物流运输、发展客、货运输管理智能化的基础，进而提高传统客、货运输的效率和现代化程度。

三、效益分析（可行性分析）通过以上论证，说明车辆运行信息管理系统建设是切实可行的，也是大势所趋，通过车辆运行信息管理系统建设，可以大大提高企业安全管理水平，最大限度地控制行车事故，每年减少经济损失至少300万元；全部实行车辆运行信息管理后，企业可以实现超常规发展，旅客运输和物流快速实现规范化，车辆运用效率大幅度提高，预计每年利税增加逾千万元。

四、实施进度安排

1、不断完善车辆运行管理系统（重点是客运管理）、行车安全管理系统和车辆保险管理系统，2005实现正常化运转。2、2005年上半年，完成GpS系统的考察、选型，初步安装调试并在小范围内试运行；下半年，全面推行GpS系统管理。3、2005年内，视全国智能化交通发展情况，与交通系统信息化发展同步，实现广域信息共享。

五、经费预算及来源 以上规划，车辆运行管理系统（重点是客运管理）、行车安全管理系统和车辆保险管理系统建设，软件开发、全公司各单位计算机购置、网络设备配套及安全调试费用约需80万元。GpS系统考察、配置、安装调试及运行维护费用约需260万元。车辆运行信息管理系统两年规划投资共计340万元，根据企业承受能力，可以拨出专项资金140万元，申请省市主管部门予以扶持200万元。

六、项目实施的组织保证体系：（略）····· 二○○五年三月五日汽运公司车辆运行信息管理系统规划

2.车辆申请式运行控制系统系统 篇二

1 控制系统的基本结构

该系统主要分为三个模块:射频识别模块、数据传输模块、应用系统模块。射频识别模块主要读写射频卡的信息,将阅读器信息传送至无线传输模块;无线传输模块主要将信息通过无线机制传送到后台控制模块;后台控制模块主要对接收的信息数据进行运算,得到控制参数,如图1。

1.1 射频识别模块

RFID模块是一种简单的无线系统,由阅读器和射频卡(电子标签)、天线组成。其中射频卡由耦合元件及芯片组成,每个射频卡具有唯一的电子编码。阅读器由耦合元件和微芯片组成。其工作原理是阅读器发射特定频率的无线电波能量给射频卡,用以驱动射频卡中的电路将数据发送到阅读器,并进行相应处理。射频卡也可根据阅读器发出的指令对这些数据进行相应的实时读写操作。射频卡以每秒50～100次的频率与阅读器进行通信,所以只要RFID标签所附着的物体出现在阅读器的有效识别范围内,就可以对其位置进行动态的追踪和监控。根据试验场试验道路及车流大的实际,本系统采用400～1000MHz超高频(UHF)工作频率,其感应距离为3～1 0米;采用反向散射调制技术完成数据通信任务。该频段识别速度快,可以同时满足多个射频卡与阅读器之间的通信,而且能感应到高速行驶的试验车辆。

当试验车辆进入阅读器射频覆盖范围后,射频卡被“唤醒”,主动发射自己的ID号给阅读器,即TTF(标签先发言)发送方式。

1.2 数据传输模块

由于阅读器往往分布于各试验设施、试验道路上,距离试验场调度室或运行控制中心较远,阅读器与后端应用系统之间的数据通信采用无线传输的方式。试验场道路复杂,树林茂密,无线传输方式的选择至关重要。目前我们采用了GPRS/3G传输技术。在阅读器与无线通信模块之间采用RS232进行数据交换。

1.3 应用系统模块

该应用系统是针对试验场车辆运行管理进行开发的,包含了门禁、道路使用情况统计、道路安全信息提示等。

2 系统设计

2.1 门禁系统设计

射频门禁系统的基本工作流程如图2所示。系统首先进行初始化,阅读器按照一定的时间间隔,发送询问信号,由射频接口模块发射出去。当载有射频卡的车辆进人阅读器的微波查询信号覆盖区域时,射频卡接收到询问信号后将自身的信息反向发送给阅读器,阅读器信号处理模块接收到序列号后,进行车辆识别。首先进行防碰撞处理建立通信通道,然后对该数据信息进行解码,解码后将信息送到数据库进行校验。如果校验正确,发送信号给控制系统;如果有错,则提供声光报警。在此过程中,若管理系统没有发送结束命令,则结束一个识别过程后,又开始下一个循环。

2.2 使用情况统计

试验车辆驶入计时收费道路时,射频卡将车辆ID发送给阅读器,系统计时器开始计时(初始时间为t1);试验结束车辆驶出场地,到达阅读器射频覆盖范围,射频卡将ID发送给阅读器,系统计时器停止计时(结束时间为t2)。

试验车辆驶入计里程收费道路时,射频卡经过阅读器1,该阅读器记录该车辆I D,当射频卡经过阅读器2时,该阅读器再记录车辆的ID。假设阅读器1和阅读器2之间的距离为Δs1,阅读器(n-1)和阅读器n之间的距离为ΔSn-1

2.3 道路安全信息提示

2.3.1 超速提示

试验场内的行车路径是有规定,只能单向行驶。如果在行车路径上等间距的安装若干射频阅读器,每台阅读器通过无线网络与控制系统相连。假设试验车辆通过阅读器1与阅读器2的时间为t1和t2,间距为l,那么在两个阅读器之间的行驶平均速度为v=l/(t2-t1)。

2.3.2 车流超标提示

车辆试验是遵循试验大纲进行的,对速度、加速度、运行里程都有一定的要求。在有限的试验场地内,能容纳的试验车辆也是一定的。车流量就是一个判定试验车辆是否饱和的重要依据。以总长4kM的高速环道为例,一道行驶速度为60kM/h,车辆最小间距为1 0 0 M;二道行驶速度为90kM/h,车辆最小间距为20 0M;三道行驶速度为120kM/h,车辆最小间距为300M。考虑到超车,并道等因素,三道能容10台车,二道能容15台。当进行高速环道试验的车辆进入入口射频覆盖区时,阅读器对车载射频卡进行身份识别,并将I D信息(记录了厂家名称、试验项目、几道等)传递给控制系统,若车流量没有超标予以放行,并自动累加形成实时流量数据;若超标系统发语音提示,提醒试验工程师。

2.3.3 违章运行提示

试验车辆入场登记时就已经将试验车辆型号、重量、试验项目等信息输入射频卡中。试验车辆只能按照预定的路线、场地进行试验。当试验车辆未登记使用试验设施,进入该设施内阅读器射频覆盖区,该车的“非法”使用信息就被传到控制系统,并登记到违章记录中。

3 结语

对试验车辆运行控制系统模块进行了规划,并对其软件系统进行了设计,实现了试验车辆信息自动识别和管理,解决了传统试验道路调度效率低下,结算漏洞等问题。系统具有统计试验车辆出入试验场地数据功能,方便管理人员进行管理,减轻了管理人员的劳动强度,并且可以使管理人员和用户准确地查询各种信息。

摘要：试验车辆运行控制平台具有门禁、道路识别、安全管理、使用统计等功能。RFID技术(射频识别)是一种利用无线射频方式在阅读器和射频卡之间进行非接触双向数据传输,以达到目标识别和数据交换目的的技术。系统以RFID技术为基础,以无线传输为途径,对试验车辆运行进行实时控制。本文概述了控制系统的基本架构,以及数据传输机制。

关键词：RFID,试验,运行控制系统

参考文献

[1]王宏.RFID自动识别设备的分类及选型初探,微机算计信息(测控自动化),2005年第21卷第1期

[2]刘林森.全球发展智能交通势不可挡[J].中国智能交通,2003.9

3.政法系统车辆整顿方案 篇三

为贯彻落实全省政法系统车辆和驾驶员安全管理工作紧急电视电话会议精神，根据省、市政法委有关指示，结合我县实际，现决定在全县政法系统开展对车辆和驾驶员安全教育整顿专项活动。

一、指导思想

以“三个代表”重要思想为指导，坚持以人为本思想，深入贯彻上级有关指示精神，全面加强对政法系统车辆和驾驶员的安全管理教育，有效预防和遏制各类车辆事故的发生，全面提升政法系统形象，为打造平安**，构建和谐社会，服务经济建设创造良好环境。

二、目的意义

加强政法系统车辆和驾驶员的安全管理教育整顿活动，是关系政法机关威信和政法干警形象的重要工程，是树立政法系统良好形象的基础工作，是关心、爱护政法干警生命财产安全的重要举措，是保护人民群众根本利益的实际行动。各单位要将本次活动作为2006年政法干警管理教育的一项重要内容认真组织，确保实效，努力提升政法机关正面形象。

三、组织领导

本次教育整顿活动由政法委统一组织领导，并成立专项活动领导小组，政法委书记***任组长，法院院长***、检察院检察长***、公安局局长***、司法局局长***、政法委副书记***任副组长，各单位负责车辆和驾驶员管理的相关人员为成员。下设办公室，***为办公室主任，负责专项教育整顿活动的日常工作。

四、方法步骤

（一）组织准备阶段（12月13日至15日）

制订专项活动方案，成立组织领导机构，召开专门会议进行动员部署。

（二）调查摸底阶段（12月16日至18日）

各单位对所辖车辆和驾驶员进行一次全面彻底的清查，建立详细台帐记录，并将相关情况于12月19日前上报专项活动小组办公室。

1、车辆资料：车牌、使用单位、使用年限、车辆状态，是否无牌、套牌、假牌，是否为报废车辆，是否转借、转卖等情况。

2、驾驶员资料：姓名、年龄、驾龄、违章记录、身体状况，是否为聘用司机、有无准驾证等。

2、加强督查：政法委执法监督室要不定期对各单位车辆和驾驶员管理情况进行督查和暗访，各单位也要加强经常性的检查，交警大队每月要将警牌、0牌车辆违章违纪情况上报政法委执法监督室。

3、严格整改：各单位要对本单位车辆和驾驶员出现的不良行为和现象进行认真整改。对车辆和驾驶员违纪违规情况，政法委每月在政法系统内部予以通报批评，限期整改。对情节严重、屡教不改的将给予相应的纪律处分和经济处罚。对造成严重影响和后果的，根据纪律、法规追究当事人的法律责任，并追究单位相关负责人和分管领导责任。各单位要对本单位车辆的使用和驾驶员管理建立完善的工作制度，要与相关工作责任人和驾驶员签订安全责任状，严格落实奖惩措施，将此项工作跟晋级、晋职、晋衔、评先评优有机结合起来。

（五）总结验收阶段专项活动每月进行小结，并将情况通报政法系统。2006年底将进行全面总结表彰。

五、工作要求

4.车辆申请式运行控制系统系统 篇四

关键词：系统辨识,中储式制粉系统,优化

中储式制粉系统用电量占据了火电厂总体用电量的19%, 因而在此基础上, 强化对其系统运行的节能化优化设计是非常必要的, 为此, 当代火电厂在发展的过程中应提高对此问题的重视程度, 且应注重通过系统性能辨识的方式对问题进行有效缓解, 最终由此达到良好的系统运行状态。以下就是对基于系统辨识的中储式制粉系统运行优化的详细阐述, 望其能为当代火电厂的健康稳定发展提供有利的文字参考。

1 中储式制粉系统运行及优化存在的问题

就当前的现状来看, 中储式制粉系统运行及优化存在的问题主要体现在以下几个方面:第一, 当前中储式制粉系统被广泛应用于火电厂实际生产中, 但由于自动控制系统还尚未完善, 从而导致球磨机无法始终保持正常的运作状态, 最终由此凸显出制粉单耗高的现象, 并就此影响到了火电厂的整体经济效益;第二, 系统控制能力差也是中储式制粉系统在实际运行过程中凸显出的主要问题, 即在系统运行过程中磨球机会存在跑、冒等现象。此外, 系统控制能力问题的凸显也取决于操作人员整体操作水平, 因而在此基础上应提高对此问题的重视程度, 且应注重安排运行人员展开相应的培训环节, 继而达到良好的系统控制状态;第三, 优化方法单一也在一定程度上影响着中储式制粉系统实际运行, 即单一的实验优化方法存在着参数不合理的问题[1]。

2 中储式制粉系统优化方案和系统性能辨识

2.1 系统性能模型辨识

2.1.1 系统出力模型验证

系统性能模型辨识有助于中储式制粉系统优化方案的实施, 因而相关技术人员在系统操控过程中应以系统出力模型验证的方式对系统实际运行状况进行验证。在单进单出钢球磨制粉系统模型验证中应注重全面掌控其筒体长度方向等信息, 且由于单进单出钢球磨制粉系统原煤粒度分布存在着不均匀问题, 继而在一定程度上影响到了出力行为的展开。因而在系统出力模型验证过程中应全方位考虑到各方面因素的影响, 继而在此基础上构建相应的动态模型, 同时通过对模型的分析展开静态及动态出力计算行为, 最终由此缩小模型验证中的计算误差, 达到最佳的计算状态。

2.1.2 系统性能模型辨识

中储式制粉系统性能模型辨识行为的展开, 首先要求相关技术人员在模型辨识过程中应严格遵从正交化原则, 以此来提高辨识结果的精准性。其次, 在模型辨识过程中实验人员应通过整合的数据信息选取适宜的实验数据, 同时确保每个输入因素取6 个水平, 并以正交表开展相应的实验行为。再次, 由于正交表实验对数据样本的精准性提出了更高的要求, 因而在此基础上, 实验人员在对数据进行选取的过程中应按照实验的实际状况调整各因素水平, 同时选取样本实验数据中的前4 列实验数据及25 组实验信息来进行系统性能模型辨识, 形成最佳的模型辨识状态。除此之外, 在系统性能模型辨识中调整范围内输入参数也是非常必要的, 因而实验人员应提高对其的重视度。

2.2 系统优化

基于系统性能辨识的中储式制粉系统优化行为的展开应从以下几个方面入手:第一, 在系统性能模型辨识验证完成后要求相关技术人员应从验证结果中获取到系统性能的最佳点, 并根据模型公式求出目标函数的最小值, 模型如下:

第二, 基于系统优化函数值获取的基础上提高系统自动化控制能力也是非常必要的, 为此, 当代火电厂在实际生产过程中应通过借鉴国外成功经验的完善自身系统的实际运行, 最终由此达到系统优化目标。此外, 在中储式制粉系统应用过程中强调对新型自动化技术的引进亦有助于系统的优化, 因而应注重提高对其的重视程度;第三, 在系统优化过程中强调提升运行人员操作水平也是至关重要的, 为此, 应强化其实践行为的展开[2]。

2.3 系统实现

就当前的现状来看, 中储式制粉系统是由Delphi6.0 完成的, 因而在系统运行的过程中逐渐凸显出设计与编程方法层面的优势。另外, 在系统实践设计过程中强调了对静态出力计算模块、动态出力计算模块等部分的完善, 最终由此达到了系统数据一致性目标。此外, 在静态计算模块完善过程中也强调了对正交化实验方案数据的整合, 继而由此获取到较为稳定的实验数据, 达到良好的系统计算状态[3]。

3 结论

综上可知, 近年来, 中储式制粉系统被广泛应用于火电厂实际生产中, 但就其实际运行状况来看仍然存在着某些不足之处, 因而在此基础上, 为了达到良好的火电厂生产目标, 要求相关技术人员在实际工作开展过程中应注重强化系统性能辨识实验的展开, 继而通过对实验结果的分析提出相应的系统运行优化策略, 最终由此缓解传统系统运行过程中凸显出的问题, 达到最佳的系统运行状态, 且提升系统自动化控制水平, 满足火电厂实际生产需求。

参考文献

[1]潘挺.W型火焰锅炉燃烧系统的设计与优化[J].发电设备, 2010, 12 (3) :180-184.

[2]张政江.中储式钢球磨煤机制粉系统控制研究[J].热力发电, 2014, 13 (7) :87-91.

5.车辆申请式运行控制系统系统 篇五

随着风力发电技术的不断发展,直驱式风力发电系统因其维护成本低、噪声小、具有较好的低电压穿越能力而受到越来越多的关注。由于永磁材料在性能改善的同时,价格也在不断降低,另外永磁电机不需要电励磁,控制更加简单,用在直驱式风力发电领域具有优势[1,2]。随着电力电子技术的不断发展,原来限制直驱式风力发电系统大力发展的电力电子变换装置已经不再成为难以克服的问题。目前的电力电子变换装置主要有2种结构,一种是不控整流加Boost升压变流器再接并网逆变器;另外一种是背靠背变流器。由于不控整流难以实现对永磁同步发电机的有效控制,发电机侧功率因数不可调,使得发电机的转矩脉动较大,直接影响到发电机的使用寿命[3,4,5]。

利用背靠背变流器可以实现对发电机侧电流的有效控制。其中,控制直轴电流为零可实现发电机最大功率输出,控制发电机的电磁转矩可以控制电机转速,使得风力发电机运行在最佳转速下,以最大的效率捕获风能,同时能够有效减小发电机的转矩脉动,延长发电机的寿命。并且机侧变流器可以提供几乎为正弦的发电机侧电流,因而可以减小发电机侧的电流谐波。直流环节有一个大电容,用以维持电压恒定。电网侧串联电感可用于滤波。电网侧变流器稳定直流侧电压,并且实现电网侧有功、无功功率的解耦控制,实现电网侧功率因数可调。通过对背靠背变流器的控制,将永磁发电机发出的变频、变幅值电气量转化为可以并网的恒频电气量[6]。

以往的仿真大多是利用三相电压源来代替永磁同步发电机,这种方法较为简单但是难以清楚地反映发电机转速、转矩和电流之间的关系。本文在Matlab/Simulink7.1仿真环境下建立了直驱式风力发电系统从永磁同步发电机到电网的模型,完全利用S函数编写的简化SVM控制算法实现了对发电机侧变流器和电网侧变流器的控制。仿真结果表明,直驱式风力发电系统能够在不同风速下稳定运行,永磁同步发电机转矩和转速控制效果良好,发电机侧输出电流近似正弦,谐波含量小,电网侧变流器在风速突变引起的发电机输出功率变化的情况下能够稳定直流侧电压,输出有功和无功功率完全独立可调,既能在单位功率因数下稳定运行,也可以在超前和滞后功率因数下运行。本文最终在实验室搭建的17 kW直驱式风力发电系统平台上验证了所提控制策略的有效性。

1 直驱式风力发电系统工作状态及控制策略

1.1 直驱式风力发电系统的运行状态

图1所示为永磁直驱式风力发电系统示意图。系统大体上包含了3种运行状态[6,7,8,9]。

a.当风速低于系统工作的额定风速时,桨距角基本不变,以保持风能利用系数最大。根据最大功率算法得到系统输入到电网的最大功率,由此得到发电机的最佳转速,通过控制永磁同步发电机的交轴电流使得发电机运行在最佳转速下。电网侧逆变器的无功功率一般给定为零,使得系统工作在最大有功功率输出状态[9],提高系统的效率。当电网需要无功支持时,可以根据需要向电网发送无功功率。有功功率和无功功率能够实现独立调节。

b.当风速高于系统的额定风速时,通过变桨来保持风能利用系数最大[9]。发电机和变流器都运行在额定条件下,系统输出到电网的功率最大。

c.当风速超过系统的切出风速时,系统停机,输出到电网的功率为零。

1.2 永磁同步电机数学模型[10]

根据转子磁场定向得到的同步旋转坐标系下永磁同步发电机的电压方程为

其中,ud、uq和id、iq分别为定子电压和电流在dq轴上的分量,Ld、Lq为定子的dq轴电感,在面装式永磁同步发电机Ld=Lq,ωr为转子角速度,Ψf为永磁体基波励磁磁链,Rs为定子电阻。

转矩方程为

其中,p为转子的极对数。

1.3 电网侧变流器数学模型[11,12,13,14,15]

电网侧变流器的电压方程为

其中,ucd、ucq分别为网侧变流器交流输出电压的dq轴分量,usd、usq分别为电网电压的dq轴分量,isd、isq分别为电网电流的dq轴分量,L为电网侧电感,R为线路等效电阻,ω为电网频率。

根据前面提到的永磁同步发电机和电网侧变流器的数学模型,可以得到整个系统的控制框图如图2所示。发电机侧变流器采样发电机定子电流ia、ib、ic,利用光电码盘或者无速度传感器得到发电机的转子位置角θr,电流经过派克变换(3S/2R)得到dq分量id和iq。机械角速度ωr及其给定值作差后进行PI调节,输出为iq的给定和id给定为,一般为零,使得发电机输出有功功率最大。iq和作差,id和作差后分别进行PI调节后加上各自的前馈补偿项就可以得到电网侧变流器参考电压的dq分量ud和uq,再经过派克反变换(2R/3S)得到uu、uv、uw。最后,经过SVM算法得到发电机侧变流器的控制信号。

电网侧变流器采样电网侧电压usa、usb、usc和输出到电网的电流isa、isb、isc,经过功率计算单元得到实际输送到电网的有功功率P和无功功率Q[8,9,10,11,12]。根据最大功率算法[9],利用有功功率P和发电机机械角速度ω得到发电机最佳机械角速度参考,送到发电机侧变流器参与控制。udc和的误差经过一个PI控制器,得到电网侧变流器的有功电流参考,根据电网侧功率因数的要求确定无功电流给定为。有功和无功电流参考和实际的有功、无功电流分别作差后经过PI调节器再加上各自的前馈补偿项得到电压参考,再经过派克反变换得到ua、ub、uc。最后,经过一个SVPWM控制的PWM发生器控制电网侧变流器工作。电网侧变流器在控制直流母线电压稳定的同时控制并网电流的质量。

2 仿真研究

2.1 仿真模型

为了与实际情况相似,选择多极低速永磁同步发电机,并且令转速缓慢变化到给定值。为观测在发电机转速不变情况下,桨距角变化引起的发电机输出功率变化时系统的响应特性,将发电机驱动转矩给定初始值为-15 N·m,在0.4 s时突变为-25 N·m。为模拟风速变化引起的发电机最佳转速变化时实际转速的跟踪能力,将转速的给定由开始的130 r/min在0.6 s时改为187.5 r/min。为研究在电网侧电流相位与电压相位滞后、相同、超前3种情况下系统的动态特性,电网侧无功电流开始设定为isd=-30 A,在0.8 s时改为isd=0,在1 s时改为isd=30 A。仿真中电容电压初始值设定为560V。选用Matlab/Simulink中的永磁同步发电机模型,电机参数和系统参数分别如下:

a.电机参数额定转速187.5 r/min、额定转矩26.13 N·m、定子电阻0.2Ω、直轴电感9 mH、交轴电感9 mH、磁通0.111 9 Wb、转动惯量0.016kg·m2、极对数16、摩擦系数0.000 2 N·m·s;

b.系统参数母线电压560 V、等效电阻0.01Ω、变流器开关频率2.5 kHz、电容6.8 mF、交流侧电感3.0 mH、电网电压220 V。

S函数程序流程图如图3所示。

2.2 仿真结果

图4和图5所示为发电机转速和转矩的变化曲线。从图4中可以看到,转速n能够很好地跟踪参考值nref,在转矩突变、电网侧无功电流isd突变等情况下,波动很小。从图4和图5中可见,在转速上升期间,电磁转矩小于给定的驱动转矩,这是由于驱动转矩、电磁转矩和机械角速度之间满足[10]Tm-Tc=JdΩ/dt,同样在0.6 s时转速缓慢增加,机械转矩也大于电磁转矩。从图5中还可以看到,系统实现了电磁转矩对给定转矩很好的跟踪,并且电磁转矩脉动很小。从图6中可以看到在0.4 s转矩突变时,有功电流iq也发生突变,这是因为电磁转矩与iq成正比,id在整个过程中基本保持为零,在0.4 s、0.6 s、0.8 s、1 s时id有比较明显的波动,这是由于转矩的突变以及电网侧无功电流isd的突变引起的。图7所示为发电机侧电流ia、ib、ic,可以看出在0.4 s转矩突变时,电流有明显的变化,但是一直保持为近似正弦,谐波含量较小。

图8所示为直流侧电压Udc波形,从图中可以看到不管是发电机侧转速和转矩变化还是电网侧无功电流变化,Udc基本保持在560 V不变。图9所示为电网侧有功电流isq和无功电流isd,从图中可以看到,在发电机转速上升时isq同时增加,在转矩突变时,isq也突变,这是由于有功电流与系统的有功功率成正比,而发电机输入到背靠背变流器的有功功率与发电机转速和转矩的乘积成正比。从图中还可以看到,无功电流isd能够很好地跟踪参考值,并且有功电流的变化基本上不会影响无功电流,反之亦然,系统实现了有功和无功功率的解耦控制。

图10和图11分别为isd从-30 A变到0和isd从0变到30 A时isa与usa波形。从图10中可以看到在isd=-30 A时isa滞后usa,系统在向电网发送有功能量的同时从电网吸收无功能量;在isd=0时,isa与usa同相位,系统向电网只输送有功能量。从图11中可以看到,在isd=30 A时,isa超前usa,系统同时给电网发送无功和有功能量。同时,从2幅图中可以看到,当isd=0时,isa幅值减小,这是由于从0.6 s以后电流有功分量isq保持不变,在无功分量isd的绝对值变大时,电流合成矢量的模变大,isa幅值也相应变大。

3 实验验证

在实验室搭建了17 kW背靠背直驱式风力发电系统实验平台,利用三菱变频器驱动一个异步电动机拖动永磁同步发电机。实验中功率开关管选择三菱IPM,系统母线电压设定为500 V,系统开关频率为5 kHz。考虑篇幅原因,本文只给出发电机侧实验波形,如图12所示。

图12(a)(b)分别为发电机输出16 Hz和40 Hz时发电机定子线电压和定子a、b相电流。图12(a)中交轴电流给定为27 A,直轴电流给定为0,从示波器计算的相电流有效值看基本实现了电流跟踪。图12(b)中有功电流给定为25 A,无功给定为0。从2幅图中可以看到,在发电机输出不同频率时背靠背变流器都能够较好地实现能量向电网的传递。另外,从发电机定子线电压波形可以看出,电网侧变流器基本上将直流母线电压稳定在500 V左右。

4 结论

本文在Matlab/Simulink仿真环境下建立了永磁直驱式风力发电系统的仿真模型,给出了发电机侧和电网侧变流器的控制方法,利用S函数编写了相关控制程序并给出了程序流程图。仿真结果表明,直驱式风力发电系统能够在不同风速下稳定运行,电网侧变流器在风速突变引起的发电机输出功率变化的情况下能够稳定直流侧电压,输出有功和无功功率完全独立可调,既能在单位功率因数下稳定运行,也可以在超前和滞后功率因数下运行。另外,实验表明用S函数编写的控制程序对于实际DSP编程具有一定的可移植性,同时证明文中提出的直驱式风电系统PWM背靠背变流器控制方法可行。

摘要：研究了基于永磁同步发电机的直驱式风力发电系统中PWM背靠背全功率变流器的运行特性，详细介绍了发电机侧和电网侧PWM变流器的运行状态，在数学模型的基础上给出了具体的控制策略。在Mat- lab／Simulink7．1环境下建立了系统从永磁同步发电机到电网的仿真模型，并利用S函数编写了发电机侧和电网侧变流器的控制程序，给出了系统的控制框图及仿真程序流程图。最后，在实验室搭建的17 kW直驱式风力发电实验平台上验证了系统的控制策略。仿真和实验结果都表明系统能够在不同风速下稳定运行，发电机侧输出电流近似正弦，谐波含量小；电网侧变流器在风速突变引起发电机输出功率变化的情况下能够稳定直流侧电压，输出有功和无功电流完全独立可调，并网电流质量较高。