利用Teager能量算子瞬时能量的模块化多电平换流器多端柔性直流电网保护方法

为提高模块化多电平换流器多端柔性直流电网快速清除和隔离故障的能力,提出了一种利用Teager能量算子提取电压故障分量瞬时能量的纵联保护方法。根据多端柔性直流电网故障后的电压故障分量瞬时能量的不同,利用Teager能量算子对电压故障分量进行处理,提取电压故障分量瞬时能量最大值,构造保护判据,给出整定原则。利用各保护测量安装处的电压故障分量瞬时能量最大值判定故障区间及区内外故障。利用同侧换流站正负极电压故障分量瞬时能量之比进行单双极故障判定,并进行故障选极。在PSCAD/EMTDC仿真平台搭建了±500kV四端柔性直流电网模型进行验证,结果表明,所提方法可在3ms内快速可靠动作,耐过渡电阻能力强,在不同的工况下都可准确进行故障区间及区内外故障判别,并可实现故障选极。     

适应屋顶光伏接入的低压配电系统故障测距新方法

随着新型电力系统的不断建设，新能源大规模接入低压配网是我国能源转型的重要方向。在电网故障条件下，快速准确确定故障位置对提升新能源利用率和改善低压配网可靠性至关重要。目前，现有故障测距研究主要针对输电网和中高配电网，但对于低压四线制配电系统相关研究较少。在大规模建设屋顶光伏的背景下，低压四线制配电网是消纳新能源的重要场景。针对此，本文面向有源低压三相四线制配电系统提出一种新型故障定位方法，首先建立三相四线制系统接地故障下故障距离计算模型和屋顶光伏故障等效模型；然后，建立了屋顶光伏故障计算模型与故障线路靠近屋顶光伏端的电压关联模型。在此基础上，联合所建立的关联模型、屋顶光伏故障等值模型，以及三相四线制系统故障距离计算模型，通过迭代计算方法求解故障距离。最后，基于仿真算例对所提算法进行了验证，结果表明该算法具有良好性能，研究成果将有效提升屋顶光伏接入后的低压配网三相四线制系统故障定位水平。     

柔性机械臂动力学分布参数模型的建立

以单柔性机械臂为例, 转动动力学的规范理论为基础 , 给出建立分布参数动力学模型的一般方法； 并讨论了其离散化问题； 通过振动频率的研究探讨了纵向位移和离心力对机械臂的影响； 建立了一种合理的精确动力学模型.     

模拟线性电路中故障元件存在范围的确定

为了简化模拟线性电路故障诊断定位阶段的工作量，提出了1种确定故障元件存在范围的方法.即在十分现实的K故障假设下，确定能代表电路所有元件并给出在K故障假设下的故障诊断方程的唯一解的1组元件--最优可测试元件组，使故障定位工作只局限于该组元件，而不必对电路所有元件进行.该方法构成了故障定位的第一步，且与故障定位方法无关.方法基于电路的可测试值计算和规范式不确定性组的确定，它在可测试性与不确定性组概念中具有严格的理论基础，其可测试性计算可直接从参数类型故障诊断技术中推得.     

多状态机械系统可靠性的离散化建模方法

针对传统的基于二态逻辑的可靠性评估方法应用于多状态系统理论和实际应用存在差异的问题,根据贝叶斯信念网(BBN)具有双向不确定性推理功能和图形化显示的特点,提出了一种多状态机械系统可靠性离散化建模方法.首先确定BBN的节点及离散系统各元件的多个状态,并给出各状态的概率,用概率分布表(CPD)描述元件各状态之间的关系来表达关联节点的状态,最终建立离散化BBN模型.该模型避免了已有方法复杂的公式计算,对元件数量没有限制.实例分析表明了应用BBN离散化模型进行多状态机械系统可靠性评估的有效性和优越性.     

基于深度学习的柔性直流线路单端量波形特征保护

多端柔性直流电网是未来智能电网的一种重要发展趋势,但对线路保护性能提出了更严苛的要求。针对现有柔性直流线路保护四性协调困难、阈值整定繁杂、耐受过渡电阻能力不足等问题,该文指出反行波波形特征蕴含丰富的故障位置信息,并以此为基础提出了基于深度学习的柔性直流线路单端量波形特征保护方案。该方案首先经极模变换、基于线路依频参数计算反行波;将归一化反行波作为输入量,通过所构建的深度学习模型自适应深入挖掘反行波波形特征,从而实现区内双极故障判别及区内单极故障选极。经仿真测试表明,所提方案可在2ms内实现故障判别且可耐受200Ω的过渡电阻。     

一种离散随机Petri网的性能计算和分析方法

为了有效地计算离散事件动态系统Petri网模型的时间性能,用一种离散扩展随机Petri网建立系统的性能模型,采用基于T-组件网的化简技术,结合等效延迟时间和概率分布不变的计算方法,求解和分析Petri模型的时间性能参数.实验结果表明,变迁不仅可以被赋予任意的延迟时间和概率分布,而且计算结果也具有很高的精度,为离散事件动态系统的建模和性能计算与分析提供了一种有效的数值化计算方法.     

考虑裂纹与磨损故障的齿轮传动系统动态特性分析

针对齿轮系统中同时出现裂纹与磨损故障时实现复合故障诊断较为困难的问题，提出了考虑齿廓磨损和齿根裂纹故障的齿轮传动系统动态特性分析模型。首先，基于Archard公式，建立齿轮传动系统磨损数值仿真模型，求解不同磨损周期下的齿廓磨损量；然后，通过势能法建立裂纹及磨损作用下的单齿啮合刚度计算模型，在双齿接触区考虑啮合齿对磨损量间的关系，结合变形协调，建立双齿啮合刚度计算模型；最后，采用集中质量法建立齿轮系统4自由度动力学模型，以含故障的时变啮合刚度为输入，使用Newmark-β法对动态响应进行求解，获得不同程度裂纹与磨损作用下的齿轮动态特性。实验结果表明：该模型能够较好反应复合故障中磨损与裂纹特征；与未考虑磨损后双齿区实际变形的裂纹与磨损复合故障模型相比，该复合故障模型双齿区刚度计算准确性提高了约22%,所提模型可为含磨损与裂纹的齿轮传动系统故障诊断提供有效的动力学补充。     

考虑机匣柔性的新型旋转叶片-机匣碰摩模型

针对旋转叶片与机匣的碰摩故障，以弹性叶片和柔性机匣作为研究对象，基于弹性协调相容条件推导新的旋转叶片与柔性机匣碰摩力模型.基于材料力学理论，考虑叶片旋转效应，如离心刚化和旋转软化，以及碰摩软化的影响，计算了叶片的准静态弯曲变形.采用带有弹簧支承的柔性环来模拟机匣，其位移由整体位移和局部柔性位移组成.根据能量守恒原理，建立柔性环的位移方程，并对其进行离散处理，得到机匣的结构刚度，进而求得机匣局部柔性位移.与文献和实验结果的对比验证了本文碰摩模型的准确性.     

柔性曲柄摇杆机构的动力学分析及实验研究

针对柔性四杆机构中的曲柄摇杆机构，运用有限元方法建立了机构的瞬时动力学模型；采用运动弹性动力简化方法对该时变参数动力学问题进行了分析，并将考虑连杆和摇杆柔性时的计算结果和刚性计算结果进行了对比，定性地给出了影响理论计算精度的一些主要因素．通过对相同材料、结构所进行的实验，验证了理论建模过程的可行性和动力学分析结果的正确性．研究结果表明：当转速较低时，连杆和摇杆的柔性较小，利用运动弹性动力学简化方法所得响应的精度较高；当转速较高时，连杆和摇杆的柔性较大，利用此方法所得响应与实验值的偏差很大，这时若要得到较精确的计算结果，就需要在建模时考虑刚弹耦合的影响及连杆销轴间隙、运动副黏性摩擦等因素．     

基于电流的芯片级集成电路故障诊断方法研究

随着芯片级集成电路规模的逐渐增大,电路结构越来越复杂,当前故障诊断方法利用电路状态对电路故障进行检测,检测精度低。为此,提出一种新的基于电流的芯片级集成电路故障诊断方法。选择动态电流对芯片级集成电路故障进行诊断,通过Haar小波函数对芯片级集成电路进行预处理。介绍了多重分形理论基础,给出动态电流多重分形谱的计算方法。针对正常芯片级集成电路的动态电流信号求出其多重分形谱,选择一组测试向量对待测芯片级集成电路进行动态电流检测,对得到的数据进行小波变换处理,求出不同尺度下动态电流小波系数的模极大值。依据小波系数模极大值求出多重分形谱,通过其和正常电路多重分形谱之间的差异判断该电路是否存在故障。实验结果表明,所提方法诊断精度高。     

含电压逆变型分布式电源配电网的短路电流计算

分布式发电接入改变了配电网潮流和短路电流分布,其提供的短路电流将对电网保护和重合闸动作产生影响。文中通过研究电压控制逆变型分布式电源(IIDG)的故障响应特性,分析配电网不对称故障时IIDG三相平均功率与正负序网功率关系,建立计及电压型IIDG对称控制特征的短路计算序分量模型。根据IIDG与配电网正负序网络的交互作用,推导电压型IIDG的故障电流变化规律,提出计算含电压型IIDG配电网短路电流的对称分量迭代算法。在PSCAD/EMTDC仿真软件中建立电压型IIDG的电磁暂态模型,仿真验证了该方法的正确性。     

应用于直流电网的直流断路器参数选取研究

混合式高压直流断路器所能承受的电流水平不仅反映了整个网络向故障点的馈能情况,同时也是其内部各开关器件承受能力的外在体现。直流电网的稳态潮流分布及故障时的电流变化情况则是高压直流断路器载流支路及主断路器支路参数选取的重要依据。本文以直流电网潮流分布为基础,考虑了直流电网可能存在的多种运行方式,分析了高压直流断路器承受的稳态电流水平,进而为其载流支路参数选取提供参考。同时,在基于半桥子模块结构的换流器故障机理分析的基础上,进一步研究了直流电网线路发生故障时的网络电流、换流器出口电流及换流器桥臂电流的变化情况,为高压直流断路器所需开断故障电流水平提供理论依据,并为高压直流断路器的主断路器支路参数及限流电感参数整定及其与换流站闭锁保护相互配合提供一定的参考。最后,在PSCAD/EMTDC仿真平台搭建的四端环网模型上验证了所提方法的正确性。     

电容储能高功率脉冲成形网络浪涌过程分析

针对电容储能高功率脉冲成形网络工作过程中存在的电流和电压冲击问题,建立了脉冲成形网络的等效电路.采用理论分析和数值计算的方法,研究了电路放电时的瞬态过程,分析了冲击电流和浪涌电压产生的机理,讨论了抑制电流和电压冲击的措施.研究表明:硅堆结电容的存在使硅堆所在的回路具有二阶电路的特性,负载的非线性或时序放电过程会引起硅堆两端反向电压的振荡.通过在硅堆旁并联一定阻值的电阻,使系统处于过阻尼状态,可以起到抑制电压振荡的目的.实验验证了方法的有效性,为硅堆的保护提供了一种新的技术途径.     

基于生物遗传模型的微电网电流保护整定方法

传统微电网电流保护整定方法存在失效率高的问题,因此,提出一种基于生物遗传模型的微电网电流保护整定方法,介绍了微电网电流保护装置硬件结构,分析了测频电路和A/D转换电路。通过演化算法对微电网电流保护进行整定,依据"自然选择"构建"生物遗传"模型对微电网电流进行整定优化,在微电网电流短路故障中,利用电力系统的模型反馈设定初始值,经"自然选择"将初始值进化成最优值。给出演化计算在电流短路故障中的参数优化模型。实验结果表明,采用本文方法对微电网电流保护整定优化后,微电网失效率降低,可靠性增强。     

基于概率神经网络的高压断路器故障诊断模型

针对高压断路器在线监测与故障诊断问题,提出了一种基于概率神经网络的高压断路器故障诊断模型.该模型利用Parzen窗函数和Bayes分类规则建立了前向型自监督神经网络,在分析分（合）闸线圈信号的基础上提出了高压断路器故障模型.仿真结果表明,该模型对断路器的故障模式识别过程具有训练速度快、输出误差小和收敛性好等特点.     

基于FLUX3D的三相三芯柱变压器油箱和夹件涡流损耗

电力变压器的涡流损耗计算,对于提高变压器的稳定性、安全性和高效性具有重要意义.首先,从三相三芯柱变压器铁芯拓扑结构出发,基于统一磁路(unified magnetic equivalent circuit,UMEC)推导了考虑绕组耦合的三相三芯柱变压器电磁模型.然后,将电磁模型与涡流损耗经验公式联立,计算出电力变压器油箱和夹件的涡流损耗值.最后,借助有限元仿真软件FLUX3D,为变压器建立一个有限元模型,建模过程中考虑了油箱和夹件的涡流损耗.将所得涡流损耗结果与FLUX3D软件建模分析的结果进行对比,证明了涡流损耗研究方法和FLUX3D软件的有效性.基于该软件的建模与涡流损耗计算方法的探究对电力变压器的研发、生产和应用具有一定的前瞻性.     

基于相关矩阵和动态集合覆盖的配电网故障诊断方法

作为电力网络中直接向用户供电的关键环节,配电网的工作状态直接影响电力用户的用电质量和用电体验。为解决配电网故障线路区段的定位问题,提出了一种基于相关矩阵和动态集合覆盖的配电网故障诊断方法。根据配电网拓扑建立故障电流信息和故障线路区段相关矩阵,引入隐马尔科夫模型刻画每条线路区段随时间变化的状态序列; 基于每个时间周期上馈线终端单元上报的故障电流信息集合,建立动态集合覆盖的配电网故障诊断模型,使用维特比译码求解满足集合覆盖条件的线路区段工作状态序列,实现对配电网的在线故障定位。通过仿真实例验证了基于相关矩阵和动态集合覆盖的配电网故障诊断方法的定位准确性和稳定性。     

分散式双馈风电机组接入配电网的不对称短路电流实用计算

针对现有双馈风电机组(double fed induction generator,DFIG)短路电流解析计算过于复杂,难以进行工程计算的情况,提出了一种针对DFIG不对称短路电流的实用计算方法.通过建立不对称故障的含DFIG配电网复合序网图及正序增广模型,分析DFIG短路电流各序分量构成;计及不对称故障后DFIG低电压穿越策略,分析撬棒投入和未投入时短路电流负序周期分量,推导了短路电流负序周期分量计算式.以正、负序等值电压,计算阻抗及转子电流为依据,分析撬棒投切动作区域,制订故障后DFIG不对称短路电流负序周期分量计算曲面,最后给出DFIG接入配电网的不对称短路电流实用计算步骤,并通过算例验证方法的正确性.所提方法能有效降低含DFIG配电网不对称短路电流的计算难度,适用于工程中DFIG不对称短路电流计算.     

利用孔隙网络模型模拟岩样中驱替过程的一种新方法

本文提出准动态驱替的概念以描述岩石内驱替速度介于准静态和动态之间的驱替过程.准动态模型在不同的尺度区别对待黏性力:将表征单元体(REV)尺度的驱替视为动态,而将孔隙尺度的驱替视为准静态.在REV尺度上,提出双重网络简化计算黏性力和毛管力的综合作用;在孔隙尺度上,运用概率方法描述界面在不同孔隙内的运动几率,提高了计算效率.通过与现有的计算和实验结果进行对比验证了模型的正确性,并基于特定岩石微CT扫描图像建立等价孔隙网络,计算分析了岩样内驱替速度、孔隙半径分布和孔隙角落形状对水驱油过程的影响.本文计算模型有利于认识岩石内水油两相驱替的动态全过程.