mlsa-iai-msu-lab/ru_sci_bench_zho_cite_reranking huggingface dataset:
哈郑线河南段带电绝缘子污秽成分及悬挂高度对积污的影响

为研究特高压线路绝缘子的自然积污状况及不同呼称高度杆塔上绝缘子的积污水平差异,在河南省郑州市境内的±800 kV哈郑直流线路的一基杆塔上,对1片悬挂在负极导线端的绝缘子和4串悬挂于不同高度处的不带电绝缘子进行了半年的自然积污试验。试验结果表明:带电绝缘子表面污秽中的阳离子主要为C_a~(2+)和NH_4~+,阴离子主要为SO_4~(2-)和NO_3~-;不可溶成分中SiO_2约占80%,也含有少量Al_2O_3、 Fe_2O_3等。工厂烟尘、汽车尾气中的SO_2和氮氧化物是绝缘子污秽中SO_4~(2-)和NO_3~-的重要来源。利用富集因子法计算得出了污秽中各金属元素的富集程度,发现Ca、Zn、Fe、 Mg和Al等元素均受到不同程度的人为污染,其中Ca和Zn元素达到了严重污染的程度。化工厂废液中的Z_n~(2+)会通过污染周边土壤间接地影响绝缘子积污。绝缘子表面污秽颗粒粒度集中在10 μm左右。同一地区,绝缘子表面自然积污程度随着悬挂高度的增加而逐渐降低。
绝缘子表面盐密分布式测量系统的设计

输变电设备绝缘子表面严重的污秽状况会导致电网污闪事故,盐密值是唯一可以量化污秽水平的数值。传统的基于石英棒的光传感器系统测量盐密值虽然准确,但需要有电源支持,易形成放电端,破坏输电导体的电磁分布,并且整体造价较高。为此设计基于光纤缆的绝缘子表面盐密分布式无源测量系统。其利用光纤代替了石英棒,使用类比的方法,将裸光纤置于与绝缘子相同的环境中以便使光纤上的盐密值代表绝缘子的盐密水平。首先测量光在光纤传播过程中的光功率损耗值,然后将光损值、大气湿度、环境温度等可测值作为已训练成功的人工神经网络模型的输入值而求出盐密值。试验数据验证了该系统的可行性与测量的准确性,表明了盐密值对绝缘子周围电场的影响。与传统的基于石英棒的光传感器系统相比,该系统无需电源且无电子器件,消除了潜在的放电端,占地面积小,造价低廉,实地操作简单安全。
多场耦合对直流环氧绝缘材料机械性能和热性能的影响

为研究直流电场、温度场、力场等多场耦合条件下,环氧绝缘材料机械性能和热性能的变化规律,采用直流试验装置对多场耦合条件下环氧绝缘材料的弯曲强度值,以及玻璃化转变温度分布进行了测量,并采用电容探头法,测量其表面电荷分布情况。通过相关理论研究,发现多场耦合条件下环氧绝缘材料弯曲强度随时间对数呈现二次关系并迅速降低,表面电荷的存在加速了环氧绝缘材料的老化作用。研究结论为评价环氧绝缘材料在多场耦合条件下的长期运行特性提供了依据。
考虑电量可实现性和启停功率轨迹的火电机组组合混合整数线性规划模型

为解决传统模型过于简化以致调度计划存在电量不可交付、产生系统频率偏差的问题,提出一种考虑电量可实现性和启停功率轨迹的火电机组组合混合整数线性规划(mixed-integer linear programming,MILP)模型,该模型引入一类0-1变量表示燃煤机组的运行状态,便于在其加热、升负荷、调度和降负荷4个阶段的逻辑判断和发电量计算;根据燃气燃油机组启停迅速的特点,对其运行状态重新建模;并支持冷、温、热等多种启动类型和1 h、15 min等多种调度时段长度。10~1 000机24时段系统的计算结果表明:所提模型更符合实际运行情况,可很好地解决电量不可交付问题,且具有较高的求解效率。
电力系统在线安全稳定分析应用模式

电力系统在线安全稳定分析实现了电网运行的在线监测和预警。分析基于实时数据进行在线安全稳定分析的局限性,提出在线安全稳定分析的实时分析、研究分析和趋势分析3种应用模式,分别阐述不同应用模式的研究目的、数据来源和业务流程。介绍在线安全稳定分析的整体工作流程,分析3种应用模式协调运行能够避免基于实时数据分析的局限性。实践结果证明了在线安全稳定分析3种应用模式协调运行能够为大电网运行安全稳定提供有效保障。
基于广域信息的同调机群聚类识别方法

针对目前基于广域测量系统(wide area measurement system,WAMS)的发电机同调分群聚类方法仅仅以功角曲线之间的距离作为聚类指标,忽略了轨迹的局部特征及变化规律,导致轨迹分析不全面的问题,提出了一种基于轨迹结构差异度的同调机群聚类算法。首次将通信领域的轨迹特征提取方法应用到电力系统中,较全面、综合地考虑了发电机功角曲线之间的距离、变化方向、波动程度和变化速度的差异,利用变异系数法进行特征权重计算,以曲线之间的结构差异度为聚类指标实现了多机系统的同调分群。通过EPRI-36节点系统仿真算例验证了方法的有效性,结果表明:算法可以根据电力系统的具体运行情况确定合适的权重值对发电机之间的特征差异进行评价。与已有的基于功角轨迹的分群方法相比,轨迹分析更全面,分群结果更具有实际意义。
统一潮流控制器多时间尺度混合实时数字仿真

结合上海220 kV电网统一潮流控制器(unified power flow controller,UPFC)示范工程,针对UPFC控制系统闭环测试,提出了UPFC装置多时间尺度混合的实时数字仿真试验方法,并在RTDS实验平台上进行了UPFC装置ns级开关暂态、ms级电磁暂态混合实时仿真。RTDS试验结果表明该UPFC装置具备良好的无功稳定输出能力,母线电压控制能力,并能独立控制线路有功和无功潮流,其阶跃响应时间小于30 ms。从而表明该UPFC控制系统具有良好的稳态控制及动态响应特性,验证了控制系统功能和性能的有效性。
考虑离散马尔可夫模型的多工况电力系统自适应控制策略

针对连锁故障导致电力系统运行工况变化较大的问题,提出一种考虑离散马尔可夫模型(Markov)的多工况电力系统自适应控制策略。首先,建立考虑电力系统多工况因素的离散Markov系统模型,构造含该模型的Lyapunov泛函,并利用迭代法推导满足干扰衰减度的鲁棒随机稳定判据。在此基础上,利用Schur补引理,获取满足H￥范数界的线性矩阵不等式(linear matrix inequality,LMI),并结合系统各子工况最小方差约束,设计满足最小方差约束的鲁棒随机稳定控制器。然后,利用线性目标函数的最小化问题求解各子工况匹配控制器,利用随机梯度在线辨识方法确定子工况对应加权系数,实现自适应加权控制。时域仿真结果表明该策略具有良好的控制效果,有效解决了固定故障集无法与当前工况合理匹配的难题。
特高压直流输电线路雷击暂态过程与行波保护响应特性分析

针对实际工程中特高压直流输电线路雷击事件,采用电磁暂态仿真软件PSCAD/EMTDC实现雷击特高压线路的小步长仿真,解决了目前仿真方法未能与保护分析工作相适应的问题。主要分析了发生非故障性绕击、故障性绕击以及反击时保护安装处电压、电流的暂态过程,描述各电气暂态量在雷击极与非雷击极的主要特征及区别。结合实际行波保护模型的动作情况,对比非故障性绕击、故障性绕击以及反击下dU/dt判据、△U判据、△I判据在雷击极与非雷击极的响应结果,梳理雷击特高压直流输电线路行波保护判据的响应特性,指出在故障性绕击、反击场景下非雷击极行波保护误动情况是由于线路耦合导致在雷电流波头上升阶段出现非雷击极保护的△U、△I判据满足整定值造成的。最后给出了提高特高压直流系统行波保护雷击可靠性的优化思路。
基于修正功率因数评估的配电网低压电容器协同控制

馈线无功补偿分布不均会造成大量无功在线路上流动,导致电压越限、有功损耗严重,而目前的无功优化往往需要全面建模且无法适应拓扑变化。针对此现状,基于10 kV配电线路的有功损耗和电压降落机理,提出一种新型的配电网低压电容器协同控制方法——修正功率因数评估法。该方法通过馈线的修正功率因数来评估线路的无功平衡情况,以修正功率因数到平衡区间的数值距离的最小值为目标函数,并基于负反馈调节的机理采用定向寻优的方式对低压电容器进行协同控制,使修正功率因数维持在平衡区间范围内。以某实际配电线路为例,采用某一运行日全天的负荷数据进行连续潮流仿真,结果验证了所提方法的有效性,并表明修正功率因数评估法在节能降损、提高电压合格率和避免无功补偿设备频繁投切等方面具有优越性。
计及暂态电压安全性的风电场无功电压协调控制

针对风电场并网电压调控问题,提出一种计及双馈风电场暂态电压安全性的无功电压控制策略。在分析典型的放射式集电系统电压分布特点的基础上,对其稳态运行状态设计了相应的无功电压协调控制方案。稳态运行时的电压协调控制以均衡风电机组机端电压裕度、提高无功补偿设备动态储备容量和提高系统电压稳定性为目标,从而在电网电压扰动或电网故障期间有效地预防风电机组连锁脱网,提高风电场运行的安全性,起到预防控制的效果。最后通过实际算例仿真验证了本文所提控制方法的有效性和可行性。
电力系统拓扑分析的LU矩阵分解算法

电力系统拓扑分析是电力系统仿真与状态估计的基础。传统的电力系统拓扑分析算法需要进行大量的图搜索与逻辑运算,计算效率较低,无法适应现代大规模复杂电力系统的拓扑分析需要。为实现大规模复杂电力系统的实时拓扑分析,基于电力系统网络支路—节点关联矩阵的LU分解,提出了一种新型拓扑分析算法。该算法不仅具有简化节点间邻接信息处理的性能优势,而且具有以算术运算取代逻辑运算、低运算量、适用于矩阵计算加速技术的效率优势。针对波兰3375-节点测试系统进行拓扑分析,该算法与几种传统算法相比耗时更少。算例分析结果验证了该算法的正确性与良好的实时性。
考虑参数不确定性的电力系统区间线性状态估计

由于网络模型参数的近似理论和量测误差的存在,电力系统状态估计的结果具有不确定性。利用区间分析方法处理状态估计中电网参数及量测的不确定性,可得到系统状态量的上下界限。综合已有的数据采集与监控(supervisory control and data acquisition,SCADA)系统及相量测量单元(phasor measurement unit,PMU)实时混合量测数据,以传统高斯消去法(interval Gauss elimination,IGE)的结果作为初值,利用Krawczyk算子对量测方程进行求解,得到更接近解集真实值的区间向量。最后,对IEEE标准系统及某实际省网进行测试,与IGE和蒙特卡洛法进行比较,结果表明所提方法在收敛性、估计精度均具有明显的优势。
±1100 kV特高压直流系统试验方案研究

分析了准东—皖南±1100 kV特高压直流示范工程的特点以及哈郑和溪浙±800 kV直流工程现场系统试验发现的主要技术问题。重点对受端高低端换流器分层接入500 kV/1000 kV交流电网控制保护性能、附加功率控制以及安稳装置的接口问题进行了分析。基于上述分析结果,结合±1100 kV特高压直流系统仿真计算分析结果,提出了系统试验项目,内容包括:基本的控制保护、监控、设备性能试验项目、换流站辅助系统试验、换流器控制与阀基电子接口试验、分层接入试验、换流变产气验证试验、融冰方式试验和直流偏磁测试试验等。这些研究成果为编制系统试验方案奠定了技术基础。
超级电容与电解电容并联储能系统的特性研究

超级电容作为一种储能设备,能够在短时间内完成能量存储和释放。然而,由于超级电容的固有时间常数相对较长,在1 s左右,这使其在毫秒级能量传递时效率降低。所研究的超级电容与电解电容并联储能系统,相比于传统的单纯超级电容储能系统,在效率、响应速度、体积和成本等方面均有优势。基于并联超级电容与电解电容所组成的储能系统,以简单的结构实现了储能系统效率、功率和响应时间的提高。基于恒流放电数学模型分析了系统各项参数与并联电容储能系统性能之间的关系,并通过实验验证了并联电容储能系统的相关特性。实验结果证明,与单纯超级电容系统相比,并联系统在能量传输效率上提高了10%以上。同时,通过改变并联系统的相关参数,也可以提高系统的能量传输效率。
考虑电网调峰能力限制的风储联合系统概率综合效益评价方法

目前风储联合系统综合效益评价方法多基于某一给定风电功率断面,忽略了风电出力的不确定性,导致评价结果与储能系统配置方案的局限性。为此提出一种计及风电出力不确定性与电网调峰能力限制的风储联合系统概率综合效益评价方法,利用风电功率预测误差反映风电出力的不确定性,可给出风储联合系统概率综合效益与储能系统最佳配置方案参考值。基于实际系统参数设计了算例,算例分析结果表明,风电预测出力下效益评价结果仅为给定预测误差分布下特定置信度的概率综合效益,而所提方法通过置信度量化风电出力不确定性带来的评价风险,可得到不同效益评价标准(置信度)下储能系统配置方案参考值。
考虑环境成本和需求侧管理项目的电源规划模型

作为电力行业污染气体排放的源头,合理的电源结构对环境的影响至关重要。为减少污染气体的排放,将环境成本和需求侧管理(demand side management,DSM)项目引入目标函数中,提出了考虑环境成本和DSM项目的电源规划模型。此外,还将电力系统可靠性约束引入该规划模型中。采用离散细菌群体趋药性(discrete bacterial colony chemotaxis,DBCC)算法对所建模型进行求解,得到了不同可靠性约束条件下系统的投建成本、缺电成本以及DSM项目成本,算例结果验证了所建模型及算法的可行性。
带超级电容的光伏发电微网系统混合储能控制策略

为保证微电网系统稳定运行、各发电单元之间功率平衡以及输出电能质量良好,采用混合储能装置作为含光伏发电微电网系统的储能部分。提出了含光伏发电单元的微电网系统并网运行时各储能单元和直流母线电压的控制策略。当光伏发电并网系统的能量管理采用功率分配型控制策略时,直流母线电压幅值的稳定受发电单元侧控制,通过控制微电源与三相逆变器输送给电网能量之间的平衡来保持直流母线电压稳定;当新能源或本地负载功率发生突变时,由于蓄电池和超级电容储能装置具有较好的能量互补特点,通过控制蓄电池吸收或释放低频功率,超级电容吸收或释放高频功率,可以抑制负载突变对直流母线造成的冲击。仿真和实验结果表明,上述控制策略能有效、快速地调节系统有功、无功功率输出,抑制微电网系统负荷突变引起的功率波动,改善系统输出电能质量,提高系统的可靠性和稳定性。
风电和抽水蓄能联合送出时大型风电最优入网规模研究

风电与抽水蓄能电站联合运行有利于减少弃风电量,降低风电波动对电网运行产生的不利影响。从经济效益和运行效益两个角度出发,计及风蓄联合系统(wind power and pumped hydro storage,WP-PHS)接入电网的输电极限约束,构建了以风蓄联合系统经济效益和风蓄联合系统送出功率平稳为优化目标的大型风电和抽水蓄能电站协调的多目标优化模型。基于上述模型设计了风电入网最优规模计算方法,该方法通过对不同风电规模下各优化目标的比较来获得风电最优入网规模。应用上述方法对某大型风电基地和抽水蓄能电站进行仿真分析,结果表明,风电最优入网规模的确定有助于降低弃风电量,减少风电的盲目装机,提高风电运行的安全性和经济性。
基于风电机组输出时间序列数据分群的风电场动态等值

为了在保证精度的前提下降低含风电场仿真系统模型的复杂度,以风电场并网点输出特性一致为目标,提出一种风电场动态等值方法。利用风电机组输出时间序列数据,应用几何模板匹配算法刻画该时间序列曲线特征,使用属性阈值聚类算法来实现风电机组分群,适用于所选时间序列的时间段内的所有时刻。在各群内,按照风电机组功率输出特性不变的原则对风电机组参数进行等值,以电压差不变为原则对集电线路进行等值。最后,以宁夏某实际风电场为例,分别选择不同时刻的风电机组状态为初值进行仿真,并比较风电场详细模型和等值模型的输出特性。结果表明,等值前后风电场并网点输出特性均保持一致,分群方法可以反映风电机组在该时间段内各时刻的运行特性,等值方法合理有效,具有一定的工程应用价值。
一种风力机虚拟惯量控制与传统发电机调速控制的协调方法

风力机虚拟惯量控制能够有效减小风电并网系统频率下降的幅值和速度,但也相应地减小了传统同步发电机调速器的控制输出,导致系统频率恢复时间变长,且可能导致系统频率的二次下跌。建立了风电并网系统的仿真模型,分析了虚拟惯量控制对于系统频率支撑作用的机理,基于负荷扰动过程的能量分析提出了一种风力机虚拟惯量控制与传统发电机调速控制的协调方法,将虚拟惯量控制辅助功率和风力机转速恢复所需消耗的功率补偿到传统发电机调速器的负荷参考中,从而提高系统频率的恢复速度,并可防止系统频率的二次下跌。理论分析表明了该补偿方法不会造成系统频率的过调节。仿真计算验证了所提方法的有效性。
适应低碳电源发展的低碳电网规划模型

实施面向低碳目标的电力规划可以缓解碳锁定效应,有效促进电力行业的低碳化发展。为充分挖掘电网环节的低碳潜力,提出适应低碳电源发展的电网规划模型与方法。建模过程全面考虑了电网环节的低碳相关要素,包括促进新能源并网与消纳、电网环节全生命周期碳排放的分析与管理以及降低电网损耗等。在此基础上,建立了适应低碳电源发展的低碳电网规划模型。模型基于多场景建模技术,可以精细化模拟电网规划方案下的系统运行。进一步,基于分离不等式法和约束成本变量法,将原模型转化为大规模混合整数线性规划模型,以简化模型求解。最后,基于江苏电网实际数据开展算例分析,验证了模型的有效性。
居民用户需求响应业务模型研究

为适应居民用户需求响应业务的新变化,规范业务场景描述,结合国内外在居民用户需求响应方面的发展现状,分析居民用户的需求响应潜力,梳理了新形势下的居民用户需求响应资源,对需求响应业务进行重新划分,提出卖方响应和买方响应的概念,并描述了业务功能模块与业务架构。设计了一种基于统一建模语言(unified modeling language, UML)的居民用户需求响应业务建模方法,并结合卖方响应业务给出了具体的建模示例。
主动配电网规划研究综述

从主动管理、规划模型、规划方法、求解算法等方面对主动配电网(active distribution network,ADN)规划研究进行了综述。首先,介绍了主动管理的概念,总结了ADN与传统配电网(traditional distribution network,TDN)的不同技术特点。然后,总结并深入分析了ADN规划模型、不确定性规划、多阶段规划、求解算法等方面的研究成果,探讨了ADN规划涉及的相关问题(如负荷预测、信息与通信技术、方案评估),指出:由于考虑分布式电源(distributed generation, DG)、电动汽车、柔性负荷的接入,同时需考虑主动管理策略,ADN规划的优化目标变得更加多元,需要综合考虑系统的可靠性、经济性及DG的接入能力;ADN的利益主体包括配电公司、DG独立投资商、需求侧管理参与方等,这使得ADN规划问题需要协调各投资主体利益;再者,ADN增加了优化过程中的决策变量及约束条件,不确定性的叠加,使得运行状态更加复杂,极大地影响了规划方案寻优的可行解空间;ADN规划主动地采用管理措施来降低规划方案未来可能的运行风险,其规划结果除了网络解(即规划建设方案),还包括非网络解(即运行控制策略)。最后对ADN规划未来的研究重点进行了展望。
配电网差异化节能规划方法及其应用

由于缺乏系统性的节能规划指导,基层供电企业对于上级节能指标及资金落实存在一定程度的盲目性。通过调研电网节能工作存在的困难,提出了一种配电网差异化节能规划思路。考虑基层配网运行数据收集的完善程度不同,在此基础上提出了节能潜力分析指标体系,并分别建立了基于前推回代潮流计算法和灰色关联度预测法的节能潜力模型。建立了基于设备层面及配网层面的双视角差异化节能规划模型,并给出了求解步骤。最后,以江西电网某市级供电公司的某个配网为例,通过对其节能规划方案的制定验证了所提方法有效性。
考虑运行策略及投资主体利益的主动配电系统储能优化配置

开放电力市场环境下,以配电网公司的净收益最大为目标,建立了考虑运行策略及投资主体利益的电池储能系统(battery energy storage system,BESS)优化配置模型。配电网公司的净收益由在大量用户自建分布式电源的主动配电网中投资建设BESS的经济效益以及计入考虑循环寿命的BESS全寿命周期成本决定。其中,经济收益分为正常状态下的收益和系统故障过程的收益。同时通过设定追踪价格的上下限和最小的电池荷电状态,提出一种新的确定BESS运行策略的方法。优选智能单粒子群算法对该模型进行求解。以改进IEEE-33节点配电系统为例进行仿真验证,结果表明与固定的BESS运行策略相比,采用所提策略可获得更优的经济性,DG的类型与渗透率的大小对BESS的最优配置结果及经济收益有较大影响。
基于双层离散粒子群优化的智能小区车辆与家庭互动调度策略

综合考虑电动汽车的行驶特性、电池特性等约束条件,建立了计及峰谷差、日负荷率、负荷均方差和用户电费的多目标智能小区车辆与家庭互动(vehicle to home,V2H)调度策略。为求解该策略,提出双层离散粒子群算法优化V2H调度模型,以解决智能优化算法难以求解含等式约束方程的问题。第1层优化通过离散粒子群算法求解满足所有约束条件的单辆电动汽车充放电计划可行解,第2层优化采用基本粒子群算法迭代优化V2H调度模型。对无序充电、有序充电调度、V2H调度模式以及不同用户响应度的V2H调度策略进行仿真分析,结果表明:V2H调度在减小峰谷差、负荷波动、提升日负荷率方面的作用最显著,与无序充电相比用户电费下降1/3以上;随着用户对V2H调度策略响应度提高,负荷特性改善越明显,但是V2H调度的车均电费会增加。
太阳高纬和低纬活动现象的混沌与分形特征

为了研究太阳高纬度和低纬度活动现象在南北半球的混沌与分形特征, 结合递归分析方法与Grassberger-Procaccia算法两种技术对1952年2月至1998年6月的极区光斑和黑子数目两种太阳磁活动指标进行了详细分析和比较. 主要结论如下: 1)由于太阳活动现象与磁场的时空演化密切相关, 导致太阳活动在南半球和北半球的混沌与分形特征具有不对称性, 太阳高纬度和低纬度活动现象的混沌与分形特征具有差异性; 2)太阳高纬度活动现象比低纬度活动现象具有更强的混沌程度和更复杂的分形结构, 其中太阳高纬度活动现象在北半球具有最强的混沌程度和最复杂的分形结构.
等离子喷涂层原生性孔隙几何结构的分形及统计特性

孔隙是等离子喷涂涂层原生性结构, 对涂层的耐磨损、耐腐蚀、耐高温等性能具有显著影响, 是涂层参数优化的重要指标之一. 因此, 对涂层孔隙结构特征参数的全面表征对于更加精确地评价涂层质量具有重要意义. 本文将概率统计方法、分形方法与数字图像分析技术相结合, 研究了等离子喷涂涂层原生性孔隙数量、形态、尺寸及其分布等结构特征参数表征方法及孔隙的成形机理. 首先通过改变喷涂功率得到不同孔隙状态的Fe基合金涂层, 随后采用数字图像分析技术对涂层截面孔隙的扫描电子显微形貌图进行处理, 最后通过Weibull统计模型分析了孔隙周长及面积的尺寸分布特征, 并利用基于分形思想的面积-周长幂率研究了孔隙不规则形态的定量表征方法. 在实验过程中, 为了分析涂层孔隙的成形机理, 采用Spraywatch在线监测喷涂粒子的飞行状态. 结果表明: 分形维数能够表征孔隙的不规则形态, 分形维数越大, 孔隙面积越大或边界形态越复杂, 并且其与孔隙的成形机理之间存在良好的映射关系; 孔隙面积及周长的尺寸分布均服从明显的两项Weibull分布特征, 孔隙尺寸较小时, 形状参数β 较大, 而孔隙尺寸较大时, 则反之; 喷涂功率对孔隙尺寸的聚集特点产生不同程度的影响, 随着喷涂功率的增加, 粒子的融化状态逐渐改善, 孔隙的尺寸明显降低; 而当孔隙面积(周长)小于特征值时, 相同尺寸的孔隙概率密度值则越来越接近, 说明孔隙功率的变化对小尺寸孔隙出现的概率影响较小.
非相干照明条件下的ptychographic iterative engine成像技术

在传统多波长相干衍射成像理论的基础上提出适用于X-射线和电子束等非相干光源照明成像的改进多波长ptychographic iterative engine方法, 同时将小孔形状和照明光谱信息用于叠代计算, 可以在非相干照明条件下精确重建出物体的强度透射像和相位透射像, 并对光源带宽对重建精度的影响进行了分析, 对于解决如何在非相干照明条件下对大尺寸物体进行精确相位成像的问题具有较好的科研和实用价值.
炉膛三维温度场重建中Tikhonov正则化和截断奇异值分解算法比较

在煤粉锅炉诊断中火焰辐射能图像扮演着越来越重要的角色, 通过电荷耦合器件(CCD)获得的辐射能图像可以重建出炉内火焰三维温度场, CCD用于获取视场角内的辐射能图像. 温度场重建的矩阵方程是一个严重病态的方程, 本文使用两种算法(Tikhonov正则化算法和截断奇异值分解(TSVD)算法)来重建温度场. 应用广义交叉检验算法来选取正确的正则化参数. 数值模拟的环境为一个10 m×10 m×10 m的三维炉膛, 系统被划分为10×10×10的1000个网格, 每个网格单元都是边长为1 m的立方体. 在正问题求解所得到的CCD接受信号基础上加上不同随机误差以模拟测量时的CCD接受信号. 研究两种算法重建后的温度重建误差、两者的重建时间, 以及最高温度的重建效果. 初步的研究结果显示, 一般情况下基于Tikhonov算法重建的温度场比基于TSVD算法重建的温度场误差要小, 计算所需时间短, 最高温度重建更准确.
(Ce_(0.8)Sm_(0.2)O_(2-δ)/Y_2O_3:ZrO_2)_N超晶格电解质薄膜的制备及表征

采用脉冲激光沉积技术(PLD), 在MgO单晶基底上, 依次沉积氧化钐掺杂的氧化铈(Ce_(0.8)Sm_(0.2)O_(2-δ), SDC)和钇稳定氧化锆(8 mol%Y_2O_3:ZrO_2, YSZ)制备了五种(SDC/YSZ)_N (N=3, 5, 10, 20, 30)超晶格电解质薄膜. 利用X射线衍射(XRD)、高分辨透射电子显微镜(HR-TEM)和交流阻抗对其形貌、相结构和电学性能进行了表征. 结果显示, (SDC/YSZ)_N超晶格电解质薄膜之间形成了明显的界面和较好的超晶格结构; 薄膜表面颗粒生长均匀、致密、平滑, 在薄膜的界面处没有元素相互扩散也未出现裂纹, 外延生长良好; 电导率随着(SDC/YSZ)_N超晶格电解质界面数的增加而增加, 而活化能则随之减少, 是较为理想的低温固体氧化物燃料电池电解质.
磁性多孔纳米片微波磁导率的微磁学研究

本文基于微磁学理论模拟了多孔α-Fe纳米片的微波磁性能. 与无纳米孔洞的纳米片对比, 发现由于纳米孔洞的引入导致退磁能发生改变, 破坏了纳米片原有的磁畴分布, 使纳米片内部存在数目更多、体积更小、局域有效场强不同的磁畴, 从而增加了高频磁损耗峰的数目. 由于部分损耗峰的相互交叠, 为在10--30 GHz范围拓宽电磁波吸收的带宽提供了潜在可能性. 模拟结果表明多孔纳米片的磁损耗峰数目、强度、峰宽和频率分布受孔洞排布方式和孔洞数目的影响. 由于纳米孔洞的存在可以降低材料的密度, 模拟结果表明多孔α-Fe纳米片可用于开发吸收频段宽、重量轻的电磁波吸收材料.
一个分数阶忆阻器模型及其简单串联电路的特性

忆阻器是具有时间记忆特性的非线性电阻. 经典HP TiO_2忆阻器模型的忆阻值为此前通过忆阻器电流的时间积分, 即记忆没有损失. 而最近研究证实HP TiO_2线性忆阻器掺杂层厚度不能等于零或者器件整体厚度, 导致器件的记忆有损失. 基于此发现, 本文首先提出了一个阶数介于0与1间的分数阶HP TiO_2线性忆阻器模型, 研究了当受到周期外激励时, 分数阶导数的阶数对其忆阻值动态范围和输出电压动态幅值的影响规律, 推导出了磁滞旁瓣面积的计算公式. 结果表明, 分数阶导数阶数对磁滞回线的形状及所围成区域面积有重要影响. 特别地, 在外激频率大于1时, 分数阶忆阻器的记忆强度达到最大. 然后讨论了此分数阶忆阻器与电容或电感串联组成的单口网络的伏安特性. 结果表明, 在周期激励驱动时, 随着分数阶导数阶数的变化, 此分数阶忆阻器与电容的串联电路呈现出纯电容电路与忆阻电路的转换, 而它与电感的串联电路则呈现出纯电感电路与忆阻电路的转换.
水下火箭水平射流初期特征研究

水中工作固体火箭发动机处于重浮力同时作用环境下, 与工作于大气环境下的固体火箭发动机具有不同的工作特性. 为进一步掌握水下固体火箭发动机的工作特性, 对具有重浮力特征的水下射流进行研究, 重点分析重浮力作用下水平喷射射流结构及推力振荡情况, 采用VOF模型对水平喷射且具有重浮力特征的三维发动机模型进行仿真模拟, 对比有/无重浮力下射流气泡的上浮特征, 并采用动量原理对发动机工作初期的射流扰动进行分析, 获得了重浮力下水下固体火箭发动机的推力振荡特征. 研究结果表明: 由于重浮力逐渐占据主导地位, 射流气泡具有明显的上浮特征, 推力与重浮力耦合后在竖直方向产生的翻转力矩更大, 通过与文献中实验对比可见, 采用VOF模型并考虑重浮力后仿真所得射流结构与实验结果更吻合.
金纳米颗粒光散射提高InAs单量子点荧光提取效率

采用光学方法确定InAs/GaAs单量子点在样品外延面上的位置坐标, 利用AlAs牺牲层把含有量子点的GaAs层剥离并放置在含有金纳米颗粒或平整金膜上, 研究量子点周围环境不同对量子点自发辐射寿命及发光提取效率的影响. 实验结果显示, 剥离前后量子点发光寿命的变化小于13%, 含有金纳米颗粒的量子点发光强度是剥离前的7倍, 含有金属薄膜的量子点发光强度是剥离前的2倍. 分析表明在金纳米颗粒膜上的量子点荧光强度的增加主要来自于金纳米颗粒对量子点荧光的散射效应, 从而提高量子点发光的提取效率.
集体建设用地流转中集体经济组织行为分析--基于鹰鸽博弈理论

[目的]探究农村集体经济组织在集体建设用地流转中的策略选择,并为缓解农村集体经济组织和农户双方博弈问题,建立有序集体土地流转市场提供政策指导。[方法]借鉴西方经济学分析方法,采用变异后"鹰鸽博弈"模型,建立农村集体经济组织与农户之间的博弈模型。[结果]集体建设用地流转过程中,农户与农村集体经济组织双方流转中策略选择与自身信息量大小以及自身实力程度无关,只与其流转利益、冲突成本有关。[结论]政府应完善农村集体建设用地的流转与产权制度,并加大农民决策自主性。
崇州市典型农田土壤中铬的含量状况与空间分布

[目的]了解成都平原崇州市典型农田土壤中铬的含量状况与空间分布特征。[方法]采用混合取样的方法采集68个土壤样品,对铬含量进行室内分析测试,以样点测试结果为基础,采用地统计学和方差分析等方法,研究分析土壤中的铬含量状况与空间分布特征。[结果]研究区土壤铬含量在76.74~127.90 mg/kg之间,平均为99.85 mg/kg,没有样本点超过国家土壤环境质量二级标准。地质累积指数法评价表明研究区土壤有17.65%的样点受到铬的影响,总体呈现低等程度的潜在生态风险。半方差分析表明,土壤铬的块金值与基台值之比为0.30,具有中等空间相关性。铬含量的空间分布规律明显,表现出由西南向东北逐渐升高的趋势。含量差异主要受成土母质的影响。[结论]〖JP3〗研究区土壤铬含量符合农田含量标准,其空间差异受结构因素与随机因素共同影响,总体呈现低生态风险。
多参量在线反馈的大型筒体-端框精确对装方法

针对几何尺寸大、结构刚度小、误差终端累积效应显著等制造特征引起的大型筒体-端框对接装配问题,提出一种基于过程参量在线反馈的精确对装新方法,设计筒体和端框的圆跳动、对装缝隙等多参量同步在线测量方案,研制多传感组合测量装置,并将其集成于对装系统,从而优化对装工艺,提高对装效率和精度稳定性。经检测,采用所提出的方法,大尺寸复合材料筒体与铝合金端框对装缝隙误差可有效控制在0.15mm范围内,满足对装精度要求,验证了所研制的多参量在线测量系统对提高对装精度的有效性。
残积土含水率对其动力特性影响试验研究

选取厦门某建筑工程地基浅层残积土重塑试样,利用SDT-10微机控制电液伺服动态三轴测试系统,在呈正弦变化的动态荷载作用下,测试含水率分别为10%、15%、20%和23%时残积土试样的动应力-应变、动变形-作用时间(作用次数)、动弹性模量等动力学特性曲线与参数。分析试验数据表明:试样在动荷载作用下表现为黏弹塑性变形特性,且随着含水率提高,试样累积塑性轴向变形逐步增大,最大弹性模量逐步减少,但含水率由20%增至23%时,最大动弹性模量降低幅度不大。
基于HHT变换瞬时能量谱的长周期结构地震反应分析

基于HHT变换得到瞬时能量谱,并以简谐地震反应为理论基础进行多自由度体系在地震动作用下的瞬态反应计算。通过对一个长周期(十五层)结构工程实例的地震瞬态反应计算分析,揭示长周期结构有别于短周期结构动力响应的独特特性:长周期结构位移响应的瞬时能量峰值的时间滞后于地震动能量峰值的时间,且主要受到瞬态振动的控制,并以低阶振型的控制为主,第一阶振型峰值位移滞后的时间最长,滞后的时间主要取决于结构的第一阶自振周期。研究结果表明,长周期结构在强烈地震动作用下,地震动强度出现的最大时刻并不总是对应于结构破环与倒塌的时间。
喷施烯效唑对甜荞茎秆抗倒性能及产量的影响

【目的】甜荞(Fagopyrum esculentum M.)被誉为21世纪人类的绿色食品之一。倒伏是制约甜荞产量和品质的重要因素。研究喷施不同浓度的烯效唑对甜荞茎秆抗倒性能的影响,为甜荞的抗倒伏栽培提供理论依据。【方法】试验于2013~(-2)014年在西南大学歇马科研基地进行,采用随机区组设计,以中抗甜荞品种"宁荞1号"为试验材料,设置0(CK)、25 mg·L~(-1)(T1)、50 mg·L~(-1)(T2)、75 mg·L~(-1)(T3)和100 mg·L~(-1)(T4)5个烯效唑浓度处理,于4叶期按100 mL·m~(-2)进行叶面喷施。分别于开花期、灌浆期和成熟期对茎秆抗折力、倒伏指数、茎秆形态特性和茎秆解剖结构等指标进行测定分析,并于成熟期调查倒伏习性和产量。【结果】(1)茎秆抗折力、茎壁厚度和维管束面积从开花期至成熟期呈先增加后减小的变化趋势,在灌浆期达最大值;倒伏指数、株高、茎秆重心高度、茎秆鲜重、基部第2节间长、基部第2节间粗、机械组织厚度和维管束数目从开花期至成熟期逐渐增加;第2节间干重、节间充实度和机械组织层数从开花期至灌浆期逐渐增加,而后变化不明显。(2)产量、茎秆抗折力、基部第2节间粗、基部第2节间干重、节间充实度、机械组织层数、机械组织厚度、茎壁厚度、维管束数目和维管束面积在CK-T3处理浓度下表现为随浓度的增加而增加,在T3-T4处理浓度下表现为随浓度增加而降低;倒伏率、倒伏指数、株高、茎秆重心高度、茎秆鲜重、基部第2节间长在CK-T3处理浓度下表现为随浓度的增加而降低,在T3-T4处理浓度下表现为随浓度增加而增加。(3)与CK相比,T1、T2、T3和T4处理的产量分别增加了2.3%、6.5%、21.3%和11.3%,倒伏率分别降低了17.9%、40.7%、84.0%和60.5%。(4)不同烯效唑浓度处理间,茎秆抗折力、倒伏指数、茎秆形态特性和茎秆解剖结构均存在显著差异。产量与株高、茎秆重心高度、茎秆鲜重和基部第2节间长、倒伏指数及倒伏率呈极显著负相关,与基部茎秆第2节间粗、基部第2节间干重、节间充实度、机械组织层数、机械组织厚度、茎壁厚度、维管束数目和维管束面积及茎秆抗折力呈极显著正相关。茎秆抗折力、基部第2节间粗、基部第2节间干重、节间充实度、机械组织层数、机械组织厚度、茎壁厚度、维管束数目和维管束面积表现为T3>T4>T2>T1>CK,倒伏指数、株高、茎秆重心高度、茎秆鲜重和基部第2节间长表现为CK>T1>T2>T4>T3。【结论】本试验条件下,当烯效唑喷施浓度为75 mg·L~(-1)时,能有效优化甜荞茎秆结构,改善茎秆质量,减小倒伏发生风险,增加产量。研究结果为甜荞的抗倒伏栽培奠定了基础。
缓控释肥组配对机插常规粳稻群体物质生产和产量的影响

【目的】研究不同缓控释肥及施肥方式对机插常规粳稻群体光合物质生产和产量的影响。【方法】 2013~(-2)014年在江苏省丹阳市延陵镇南京农业大学水稻试验基地进行,以当地常规粳稻武运粳24号进行机插种植,试验设置3种缓控释肥(掺混肥、4个月树脂尿素、硫包衣尿素)以及一次性施肥和一基一蘖两种施肥方式,共7个处理,分别为掺混肥的一次性基肥施用(B-BSRB)、4个月树脂尿素的一次性基肥施用(B-PCU)、硫包衣尿素的一次性基肥施用(B-SCU)、掺混肥的一基一蘖施用(BT-BSRB)、4个月树脂尿素的一基一蘖施用(BT-PCU)、硫包衣尿素的一基一蘖施用(BT-SCU)和当地高产施肥方式(CK)为对照,各处理的施氮量一致,磷钾肥用量均相同。【结果】水稻产量表现为掺混肥>4个月树脂尿素>硫包衣尿素,2年结果一致;一基一蘖施肥方式>一次性施肥,掺混肥一基一蘖处理产量最高,2年产量分别为11.6 t·hm~(-2)和10.1 t·hm~(-2),较常规高产施肥(CK)处理2年产量分别提高9.4%、12.2%。群体干物质重、叶面积指数、光合势均表现为掺混肥>硫包衣尿素>4个月树脂尿素;群体干物质重、叶面积指数和光合势均表现为一基一蘖施肥方式>一次性施肥,2年结果一致。干物质积累量、群体生长率在拔节期表现为掺混肥>硫包衣尿素>4个月树脂尿素,但是在成熟期表现为掺混肥>4个月树脂尿素>硫包衣尿素,一基一蘖施肥方式>一次性施肥。【结论】掺混肥在提高水稻群体干物质、叶面积指数、光合势及产量上优于4个月树脂包衣尿素和硫包衣尿素,一基一蘖施肥方式优于一次性施肥处理。与当地常规高产施肥相比,组配的掺混肥配合分蘖期速效氮肥的施用可以显著提高水稻群体的光合物质生产和产量。
混合式MEMS超级电容器的动力学建模与仿真方法

提出了一种针对锰酸锂/活性炭混合式超级电容器的建模与仿真方法,用这种方法找出了模型中的关键参数,并通过多种精密测试方法测量了这些关键参数,避免了假设、引用参数等方法带来的误差,由此仿真得到了关于锰酸锂/活性炭混合式超级电容器的高精确度的充放电曲线.经实验验证,在不同的充放电电流条件下,仿真的充放电曲线与实测曲线吻合,充放电时间的相对误差小于5%.最后,利用此模型进行了MEMS三维电极结构的设计和其电极内部微观反应机理的研究.
采用热压-喷涂法制备PMMA超疏表面涂层

以纳米SiO_2和PMMA为原料,提出了一种以不锈钢丝网为热压模板结合喷涂法制备PMMA超疏表面的新方法.研究了热压压力和喷涂SiO_2纳米粒子浓度对表面浸润性的影响.结果表明,SiO_2纳米粒子能够明显改善PMMA表面的浸润性.在热压压力为0.5,MPa、疏水性SiO_2纳米粒子质量分数为4%时,可获得最佳的超疏水涂层,涂层的接触角为164°±0.8°,滚动角小于2°.通过扫描电镜(SEM)观察了涂层表面的微观结构,发现超疏水性涂层具备规则的微纳二元结构.该表面在pH值为1~14的范围内都具有很好的超疏性能;同时,制备的超疏水涂层在空气中放置10个月以上,其表面接触角仍大于150°.
利用多孔介质板回收PEMFC排气中水分的实验

针对使用多孔介质板的质子交换膜燃料电池增湿器,建立了研究透过多孔介质板的热湿移动特性的实验测量系统,使用该系统测量并比较了增湿气体(燃料电池的排气)透过多孔介质板向被增湿气体(燃料电池阴极供气)进行热湿传递时,气体的温度、相对湿度与流量等因素对热湿传递特性的影响.结果表明:在使用相同的多孔介质板的前提下,降低气体流量、提高增湿气体进口温度和相对湿度对多孔介质板两侧的换热更加有利;提高增湿气体的进口温度、降低气体流量和增湿气体的相对湿度可提高水分回收率,而提高增湿气体的温度、相对湿度以及流量均可提高水分传递量.
柴油机SCR系统NO_x目标转化率分布规划方法

采用SCR技术,可以使NO_x比排放满足排放法规要求.然而,各个工况NO_x目标转化率的分布设定,对NH_3的综合比消耗存在很大的影响.为此,分析了ESC稳态测试循环利用优化NO_x目标转化率分布的方法降低NH_3比消耗的可行性,依据实验数据,建立了以NO_x比排放和NH_3平均滑失浓度限制作为边界条件、以最小NH_3平均比消耗作为优化目标的数学描述模型.针对此模型,给出了最优解的求解方法.采用上述优化模型,在离线模式下得到了最优的目标转化率分布MAP,并通过发动机台架实验进行了ESC实验循环验证.结果表明,采用该优化方法可以节省10%~20%的NH_3消耗量.
新型磁阻式旋转变压器的初步设计优化

以磁阻式旋转变压器的基本结构为基础,针对进一步提高旋转变压器精度的问题,提出一种定转子结构的优化方法.研究转子形状对旋变气隙磁通密度的影响,并总结出最小气隙长度及气隙比例系数这两个关键参数的选取规律.在定子结构优化中,讨论了定子齿上开辅助槽时,槽深对磁路及优化效果的影响,结果表明:转子的气隙比例系数和最小气隙长度分别取1.6和0.6mm时优化效果最好,定子铁芯上引入辅助槽设计有效降低了低次谐波,使优化后的旋转变压器谐波含量明显减少,输出电压波形更具正弦性.
基于SAEF方法计算高铁车内全频噪声

提出了统计声学能量流(statistical acoustic energy flow,SAEF)方法,将不同物理场的激励耦合后加载到高铁SAEF模型上,计算车外激励与车内声场及车内声腔之间的声能流动,可分析车内全频噪声.首先,采用刚性多体动力学、快速多极边界元和大涡模拟提取了350,km/h下的轮轨力/二系悬挂力、轮轨噪声和空气动力噪声,并且这些激励通过了参考文献试验的验证.其次,搭建了车厢有限元模型,基于多点激励-多点响应技术验证了车厢仿真模态,证明了整体的车厢及区域的铝型材-内饰组合板的精度,间接保证了基于模态特性的组合板隔声量的准确度.最后,搭建了SAEF模型,加载耦合激励并定义组合板隔声性能后,计算了350,km/h下、0~4,000,Hz内的车内噪声.对比车内中心声腔的仿真与试验声压级,结果显示两者的变化趋势基本一致,声压级总值相差2.6,dB(A),符合工程要求,验证了SAEF方法应用于高铁车内全频噪声研究的可行性.
重型柴油机主要含氮化合物的排放特性

采用傅里叶变换红外光谱(FTIR)技术,研究了加装选择性催化还原SCR装置的重型柴油机主要含氮化合物排放,重点探索了不同工况下主要含氮化合物NO、NO_2和N_2O的排放特性。结果表明:未加装SCR的原机,随负荷的增加,柴油机NO排放持续上升,NO_2排放先升后降,N_2O排放很少。加装SCR后该柴油机NO与NO_2排放均明显下降,标定转速下NO_2排放降幅较大,主要是其NO_2/NO值稍高导致快速SCR反应较多的原因。由于存在SCR副反应,与原机相比,柴油机N_2O排放比原机平均增加2倍以上,最大转矩转速下N_2O排放升幅更高。N_2O排放随负荷的增加而上升,主要是排温升高导致NH_3氧化生成N_2O反应速率增加的原因。加装SCR后,该机排气中的NO/NO_x值要明显低于原机状态,而外特性的NO_2/NO_x值和N_2O/NO_x值高达12.8%和20.7%,均远高于原机的3.0%和0.5%。
蒸汽在扁平管内逆流流动凝结实验与理论分析

针对火电机组直接空冷凝汽器扁平管内蒸汽凝结换热过程,设计并搭建了水冷扁平管内可视化流动凝结实验台,开展管内凝结换热研究。建立涵盖壁面薄液膜和圆弧段液池的流动凝结分析模型,得到凝结液膜发展相关方程。特别对于壁面液膜双曲型发展方程,考虑其对流特征和物理守恒特性,提出共轭梯度法-牛顿法-模拟退火相结合的稳态求解算法,避免传统非稳态方法的复杂性。可视化实验结果表明,管内汽液两相分层流动,扁平管圆弧底部形成了液池。对应的理论分析结果更加细致地表明,管内凝结换热为分层流型,液池液膜厚度为1 mm量级,壁面液膜相比液池液膜薄很多,因而具有较高的凝结传热系数。分析结果为判断冬季低温环境运行时管内冻结起始位置提供了依据。
含水老化油暴沸机理

实验室内建立可视化沸腾容器,用高速摄像机记录单个气泡的生成、成长、脱离、上升的过程,并建立相关数学模型,研究气泡行为与老化油暴沸之间的关系。研究表明,随着"驱动力"ΔT_s(即过热度)逐渐增大,传热面上水开始汽化沸腾,形成油包蒸汽气泡,气泡的跃离时间随热通量的增加而缩短,而传热面上的汽化核心密度增加;"驱动力"继续增大,气泡的破灭速度低于生成速度时,形成气泡层,大量的气泡累积会使气泡层迅速扩增到整个容器空间,形成暴沸。
兰屿肉桂黑茎病病原菌的鉴定

兰屿肉桂又称平安树,为樟科、樟属的观叶常绿小乔木。原产台湾兰屿岛,是一种室内摆设的观叶植物和园林景观树种之一。具有驱逐室内污气、净化空气和保护人体健康等作用,是理想的防污园林绿化树种。目前国内关于兰屿肉桂的病害报道很少,已经报道的病害有炭疽病、褐斑病和褐根病,但具体病原未见报道。
基于相群平衡模型的浮选气泡聚并模拟

气泡尺寸分布直接影响气浮分离效率,而聚并是导致气浮池内气泡尺寸变化的主要因素。首先用实验方法测量气浮接触区气泡尺寸分布,然后用计算流体力学方法对气泡/水两相流动及气泡聚并进行模拟,最后通过对实验和数值模拟结果进行对比建立基于相群平衡模型的浮选气泡聚并行为的模拟方法,分别运用Luo、Free molecular和Turbulent聚并模型对气浮接触区气泡聚并行为进行模拟。结果表明:Turbulent聚并模型计算所得气泡尺寸分布与实验值最接近,适合模拟接触区气泡聚并;气泡平均直径随高度升高先变大后保持不变,气泡聚并主要发生在接触区中下部;气泡的加入增强了接触区流动混乱程度,上部产生对称涡流,中下部呈由边壁向中心的水平流动。
SCV蛇形换热管内超临界LNG传热特性数值模拟

LNG沉浸式汽化器在液化天然气接收站应用广泛,管内超临界LNG的传热特性对SCV运行有重要影响,为此,建立了单根蛇形换热管内LNG流动传热过程的数值计算模型。分析了管程压力、热通量、入口速度及物性变化对管内流体温度与局部传热系数的影响规律。计算结果表明,局部传热系数沿流动方向呈先增大后减小的趋势,并在准临界点附近达到峰值;由于二次流现象,传热系数在弯管处发生突变。在操作压力范围内,压力越大,局部传热系数峰值越小;热通量越大,局部传热系数峰值越早出现,峰值过后系数下降越快,出现传热恶化现象;而入口速度越大,局部传热系数越大,其峰值出现位置越靠后。该数值模拟结果可为LNG沉浸式汽化器的设计提供参考。
采用坐标变换的无刷直流电机换相过程分析及减小换相转矩脉动的方法

该文首先介绍了无刷直流电机的数学模型。利用坐标变换,在两相αβ静止坐标系下分析了无刷直流电机的换相过程。得到了两相αβ静止坐标系下无刷直流电机换相时的能量转换关系,推导出换相过程无转矩脉动的约束条件,得到最短换相时间的无换相转矩脉动的调制方法。两相αβ静止坐标系下将换相过程的控制转换为两个分量的控制,一个用来控制转矩,另一个用来控制换相时间。避免了求解其间复杂的电路过程,使得物理概念更明确,简单清晰地得到换相过程中无转矩脉动的约束条件,为无刷直流电机换相转矩脉动研究找到另一新的思路。最后通过实验验证了该方法的可行性和有效性。
虚拟同步发电机功率环的建模与参数设计

随着分布式电源在电力系统中所占容量越来越大,亟需一种新的控制方式使得分布式电源能够主动参与到电网的功率调节中去,而虚拟同步发电机(virtual synchronous generator,VSG)技术作为一种可能的解决方案,得到了广泛关注。建立VSG的工频小信号模型,并证明在一定条件下,其有功环和无功环是近似解耦的,因此在设计闭环参数时,有功环和无功环可以分别独立设计。基于建立的模型,给出一种VSG控制参数的设计方法,该方法能够快速准确地计算出相应的控制参数,并兼顾系统的稳定性、动态性能与对功率脉动的抑制能力。最后进行实验验证,实验结果证明了文中理论分析的正确性与设计方法的有效性。
基于空间电压矢量的有源中点箝位型五电平逆变器母线中点电压平衡问题的研究

有源中点箝位型五电平(active neutral-point-clamped five-level,ANPC-5L)变换器与三电平相比,具有输出电压等级较高、输出功率更大、电流谐波含量较低等特点,在高压大功率领域具有较高的研究价值。以ANPC-5L变换器作为研究对象,采用空间电压矢量脉宽调制控制算法,通过分析ANPC-5L变换器的单相拓扑结构及其工作原理,针对不同开关状态下的ANPC-5L变换器的母线中点电压的波动模型进行研究分析,得出了平衡母线中点电压偏差的公式及ANPC-5L变换器中点电位的平衡域曲线。以此为基础,提出一种有效平衡中点电压的控制方法,通过选择参考电压矢量所在三角形的开关序列及同时控制复用矢量的作用时间之比,实现了悬浮电容电压与中点电压的解耦和平衡控制,最后通过实验进一步验证了控制算法的正确性和有效性。
交流电晕笼无线电干扰试验校准系数研究

电晕笼无线电干扰试验得到的导线激发函数应进行校准等效之后再应用于输电线路的无线电干扰计算中。校准系数通常通过校准试验获得,但校准实验的准确性受试验条件和环境的影响。若能通过理论分析代替校准试验得到较为精确的校准系数,会更加经济和便捷。该文基于电路分析方法,建立电晕笼试验回路的分布参数模型,依据电晕放电脉冲在空间和时间上的独立性,通过求取放电点不同位置时校准系数的响应曲线计算得到校准系数,并与分段电容获得的理论校准系数进行对比分析。结果表明,校准系数的理论分析模型可以较好地应用于电晕笼试验和实际线路无线电干扰计算之间的等效,且兼具经济性和实用性。
空中悬浮颗粒物对直流电晕放电影响研究现状:颗粒物覆污电极效应

空中悬浮颗粒物因荷电或气流等因素而沉积于导线表面,其将对直流电晕放电和高压直流输电线路电磁环境产生影响。当前我国大气污染日益严重,沙尘和灰霾天气频发,此时空中悬浮颗粒物剧增。与此同时,我国正在和计划在北方建设多项特高压直流输电工程。因此,开展空中悬浮颗粒物对直流电晕放电和高压直流输电线路电磁环境影响的研究具有重要意义。该文对输电线路和静电除尘研究领域内关于颗粒物覆污电极而影响电晕放电特性和线路电磁环境的相关文献,从实验方法、起晕特性、电晕电流和离子电流以及合成电场特性等方面进行梳理和总结。最后,指出当前对自然污秽成分分析、自然污秽导线电晕特性、人工模拟污秽实验方法,污秽导线的电磁环境特性和起晕特性等方面的研究存在的问题,并从实验和理论角度提出未来研究建议。
考虑时滞、随机干扰的有源电力滤波器鲁棒控制策略设计

对内层控制采用PWM控制的有源电力滤波器(active power filter,APF),当检测部分采用2步预测修正时,在负载较重时能够取得较好效果,但在负载较轻时APF的补偿效果较差。该文对其产生机理进行分析,指出APF系统满足鲁棒稳定性与满足干扰抑制性能对控制增益的要求是矛盾的,在负载较轻时要想取得较好的控制效果往往需要较大的控制增益,使矛盾更加凸显。为进一步提高APF的补偿效果特别是轻载下时,提出嵌入预测控制,将APF系统化成无时滞的系统,从而扩大了满足系统鲁棒稳定性的控制增益的取值范围。在此基础上,考虑实际中传感器可能受到的噪声的影响,采用鲁棒H_2/H_∞混合控制的方法设计控制器增益使得系统在参数摄动、随机干扰、死区干扰等影响下依然能取得较好的效果。最后,通过仿真实验和物理实验证明了所做分析的正确性和所提方法的有效性。
中高功率交流电机逆变器的低开关频率控制策略综述

为了降低开关损耗,中高功率逆变器运行的开关频率都比较低,通常只有几千Hz有时甚至只有几百Hz,载波调制或是常规的SVPWM在降低开关频率之后会产生严重的电流畸变,需要使用特殊的开关策略控制逆变器。目前,适用于中高功率逆变器的控制策略主要有最优脉宽调制以及预测控制两大类。最优脉宽调制策略基于调制的思想,是一类较为成熟的逆变器低开关频率控制策略,应用广泛,但其计算量大、动态特性差的问题逐渐被学者们发现。预测控制虽然早在1983年就被提出,但由于当时控制器的硬件限制,一直没有引起重视,直至近年来才受到国内外学者的关注,并掀起了研究热潮。该文对最优脉宽调制以及预测控制进行了回顾,剖析了它们的设计思想,总结了近几年的研究成果,分析了各类方法的特点和局限,对待研究的问题进行了阐述,对未来的研究方向进行了展望。
PT断线后电抗器匝间保护新判据

电抗器在电压互感器(potential transformer,PT)断线后均采取闭锁匝间保护的策略,容易造成故障范围的扩大。该文分析电抗器PT断线时零序阻抗计算的方法,研究电抗器区外故障和匝间故障时首末端故障电流的特点;在此基础上提出基于零序阻抗和故障电流特征的PT断线后电抗器匝间保护新判据,并在PSCAD/EMTDC电磁暂态仿真平台上验证理论分析的正确性。该判据完善了现有电抗器保护方法。最后在动模实验室建立线路电抗器系统模型,动模仿真结果验证了理论分析计算的正确性。
基于中长期时间维度的需求响应潜力及效果的系统动力学分析

需求响应资源的潜力研究有利于其在电网运行中发挥削峰填谷、消纳新能源的作用。该文基于系统动力学,从需求响应资源的时间维度入手,考虑用户的中长期决策和综合响应行为的耦合作用,建立基于中长期时间维度的需求响应系统动力学分析模型,重点分析不同响应特性的用户在不同时间维度的项目参与行为的特点,以及激励机制在不同时间维度对需求响应水平的影响。算例表明激励机制的设计影响着用户的长期潜力、中期潜力以及最终的综合响应水平,同时用户在不同时间维度、对不同的激励信号的响应行为有着显著差异。
自适应时频窗行波选线方法研究

数字化行波选线方法与行波分析所选的时间窗宽度、频带范围密切相关,时频窗的选择在一定程度上决定了行波选线的性能。提出一种利用自适应时频窗的高可靠性行波选线新方法。该方法利用线路零模电流行波两两之间的交叉小波变换(cross wavelet transform,XWT),自适应求取出零模电流行波相关性较强的时频窗,作为行波选线的时频窗,同时计算出零模电流行波在该时频窗内的相位差。最后通过自适应时频窗内的零模电流二进小波变换模极大值进行选线,确定故障线路。所提方法充分结合了复小波变换在频带分析方面的优势和实小波变换在突变检测方面的优势。理论分析与仿真结果表明,所提方法选线可靠性高,交叉小波变换应用合理,且不受中性点接地方式、线路结构等因素的影响。
考虑灵活控制策略及电流限幅的逆变型分布式电源故障模型

随着分布式电源(distributed generator,DG)的大规模接入以及并网规约对DG低电压穿越能力的要求,分析DG对故障电网的影响成为一个十分重要的问题。为了得到采用恒功率控制模式的逆变型DG在电网故障条件下的故障模型,首先对DG的控制原理进行了简要分析,然后根据瞬时功率理论和DG输出电流的基本约束推导出DG的通用电流参考信号表达式,调节其中的参数即可实现灵活的控制策略,同时保持DG瞬时功率的平均值对功率参考值的跟踪。在通用电流参考信号表达式的基础上,文章进一步提出了在DG电流限幅条件下功率参考值的计算方法,最后通过Simulink仿真验证了所提出的DG故障模型和限流算法的正确性。
微电网分级优化故障重构

结合微电网重构时须遵循的组网规则,综合考虑重构后微网的微源配置、敏感性负荷支撑、电压及频率支撑等关键性能要满足微电网孤网运行的要求,提出将组网规则以组网约束的形式引入到微网重构优化问题之中;针对微网采用传统构造适应度函数优化方法时需要进行大量潮流计算,提出一种分级优化思想,将不涉及潮流计算的寻优过程作为第一级先行处理,将涉及潮流计算的寻优过程作为第二级优化处理,使得只有满足第一级优化指标的方案进入第二级优化,可以大大减少计算量,并且可以达到确切最优解。算例结果验证了模型及方法的有效性。
电–气混联综合能源系统概率能量流分析

由电力系统(electric power systems,EPS)、天然气系统(natural-gas systems,NGS)之间的耦合与互联构成的综合能源系统(integrated energy systems,IES),对于构建经济、环保、高效的能源系统至关重要。同时,由于IES中大量的不确定因素,有必要将不确定建模技术应用于IES分析。该文将广泛应用于EPS的概率潮流的概念推广到IES的概率能量流分析中,计及了EPS、NGS之间3方面的耦合: 1)燃气轮机组;2)电力驱动加压站;3)能源集线器。在IES稳态能量流的基础上,考虑了电、气、热负荷以及风电场出力的不确定性,并采用蒙特卡罗模拟法求解IES概率能量流。算例分析表明,NGS(或EPS)中不确定性因素会对EPS(或NGS)的概率能量流产生影响;同时NGS能量流方程线性化精度明显低于EPS。
日风速随机模糊不确定模型

传统风速不确定模型无法兼顾其随机性和模糊性共存特征,该文考虑风速概率分布特征及其参数模糊性的随机模糊变量特征,提出一种日风速随机模糊不确定模型。考虑风速地域、季节和日特征差异,以美国NREL和我国某风电场实测风速为实例,提取多年同月日96时段和同月日同时段风速随机性特征,发现实例数据中接近或大于70%的时段服从两参数Weibull分布且同时段具有相似性,而形状参数k和尺度参数c存在模糊性;利用极大似然法挖掘k和c的模糊隶属函数特征,并在一定置信区间内定义其边界;依据不确定理论,定义风速为随机模糊变量且获取其机会测度分布函数,从而建立日风速不确定模型;最后,给出相应建模步骤及结合随机模糊模拟技术和逆变换法的日风速随机模糊模拟方法,5 000次模拟结果表明各时段风速处于历史相应时段风速上下限的概率大于94.13%,可有效用于日风速仿真。
交直流混合模式下变压器动态电感参数辨识方法

电力变压器在交直流混合模式下运行时的电感和电流变化与传统情况具有明显区别,该文结合电磁耦合机理提出一种动态电感参数的辨识方法。建立磁场-电路耦合模型,以时域电流和动态电感为关键耦合参数,采用棱边有限元法求解磁场模型,利用局部线性化的方法获取系统能量,基于能量原理计算动态电感。采用四阶龙格库塔法计算时域电流,通过非线性磁场和微分电路迭代实现磁场与电路的耦合。研究无直流和交直流混合条件下变压器的电磁特性,结合励磁饱和状态,分析动态电感波动情况并总结其变化规律。通过仿真计算与实验数据对比,验证该文方法的有效性和所得结果的正确性。