基于分形的配电网接地故障分支识别方法

为解决当前配电网接地故障分支定位中算法实现困难,硬件实现成本投入太高的问题,在PSCAD/EMTDC仿真数据的基础上,对配电网接地位置改变与测量端信号变化的关系进行了分析与对比,提出了一种新的分支识别方法。在构造配电网系统传递函数的基础上,获得其分形维数和自相似度,通过分析不同接地故障情况下分形维数及自相似度变化的规律,提出了基于分形维数与自相似度的分支分析方法。通过对不同的接地位置及不同接地电阻的故障的分形维数及自相似度的分析对比,利用其X-Y平面图能够对故障分支进行识别。仿真结果表明基于分形维数和自相似度的分支识别方法是有效的,而且具有很好的抗干扰性。     

基于分形理论的小电流接地选线

在分析了现有的小电流系统单相接地故障选择性保护的基础上,提出了一种基于可辨识矩阵的分形维数单相接地保护新原理.该方法利用故障支路的零序暂态电流和非故障支路的零序暂态电流的分形维数的差别来判别故障支路和非故障支路,并利用可辨识矩阵对故障特征进行放大,并给出了相关算法,并进行了相应的实验计算.结果表明,基于该方法选择性接地保护计算量小,实现容易并具有较高的准确性,且适用中性点不同接地方式的配电网.     

基于分形理论的岩相图像识别与分析

基于分形理论,应用计算机数字图像处理技术,提出了一种岩相图像识别与分析的新方法。在对典型岩相图像进行图像处理的基础上,介绍了岩相轮廓的顺序跟踪识别方法,给出了岩相轮廓分形维数的具体计算公式和方法,最终得到不同岩相轮廓的分形维数。通过比较不同岩相的分形维数可知,同一种岩相轮廓具有比较接近的分形维数,而不同岩相分形维数相差较大,这说明分形理论可用于岩相图像识别与分析。     

基于权重动态调整的树型配电网单相接地故障行波测距方法

针对树型配电网分支众多而难以准确选线的问题,本文通过分析发现了不同线路故障初始电流电压行波的极性关系,提高了配电网分支选线的准确率。由于缆线混联线路中的零模波速很不稳定,难以通过线路参数精确获取,提出了基于权重动态调整的树型配电网单相接地故障行波测距方法,以双端行波测距理论为基础,对线路已有的多端行波测距装置进行自由组合,计算得到多组故障定位结果。通过历史临近故障测距结果误差比较,动态调整各行波测距装置组的权重值,从而进行故障信息的融合决策,给出最终的故障点位置。因此,本文通过故障点同侧行波测距装置组的故障信息对其波速进行在线测量,使得用于故障定位的波速值更贴合实际。最后,采用PSCAD软件对江苏某实际10 kV配电系统进行仿真验证。仿真结果表明,所提方法不受中性点接地方式的影响,在不同过渡电阻以及系统不同运行方式下均能实现接地故障的精确定位。     

“病态”图形的数学本质与分形维数

在欧几里德几何框架内的病态图形蕴含着丰富的数学内涵,通过对分形和自相似维数概念的建立,扩展了维数概念的外延.编写了分形图像仿真程序,实现了对分形对象的细节分析.     

分形中的局部维数及其动力学方程

提出了局部维数的概念,并在对Ｈａｕｓｄｏｒｆ维数推广的基础上推导出局部信息维数及局部填充维数与维数ｎ及概率密度的关系,进而推导出了经典分形场的动力学方程及量子体系分形场方程,从而有效地诠释了一些自然现象及生物现象中存在自相似结构的动力学机制。     

基于分形理论的岩体原生节理分布特征研究—以长河坝水电站为例

由于岩体内部结构面的分布规律具有随机性、复杂性的自相似的特征,可以运用分形理论对其进行研究。通过现场节理调查,描绘了待爆破区域原生节理的分布网络,并统计分析了节理迹长和倾角的概率分布模型;运用盒维数计算方法得出了结构面分布的分形维数D,讨论分形维数D与岩体的工程质量以及结构面分布之间的关系,实现了对岩体的工程性质以及不同尺度结构面的定量对比分析。结果表明:节理面的倾角和迹长分别服从正态和对数正态分布;江咀料场节理分布的分形维数D=1.315,响水沟料场节理分布的分形维数D=1.275,河口料场断层系的分维数D=1.164,可见分形维数D越大,结构面越发育,岩体的工程质量就越差;另外随着调查尺度范围的增大,分形维数D反而减小。研究结果可对分形理论在岩土工程质量评价及节理岩体的爆破块度预测等方面提供参考价值。     

基于同步挤压小波变换的配电网单相高阻接地故障选线

为提高配电网单相接地故障选线的成功率,提出了一种基于同步挤压小波变换的配电网单相高阻接地故障选线新方法。该算法首先通过同步挤压小波变换方法确定各馈线的最大时频脊线,计算最大时频脊线下的挤压能量和挤压相角。在此基础上,通过闵可夫斯基距离来表征每条线路的故障特征,并以此特征区别接地与非接地馈线。仿真实验结果显示,该选线算法受故障位置,过渡电阻,初始角度,馈线结构等因素的影响较小,能够准确地识别故障线路。对比其他已知算法,该算法对电流信号的处理精度更高,能更好适应复杂的配电网系统。     

配电网接地故障定位的传递函数法

为解决配电网的单相接地故障定位问题 ,提出一种新的单端测距算法。该方法基于频谱分析的原理和线路的分布参数模型 ,建立配电网络的传递函数 ,从单端施加激励信号 ,由传递函数的频谱特性构造判据进行故障定位。理论推导和计算机仿真计算表明 ,根据各分支端口传递函数频谱的频率、相位和波形特征可以有效实现配电网的接地故障定位并测距。由于该方法不受负载参数变化的影响 ,测量方便 ,克服了以往单端测距算法的缺陷 ,因此有很好的应用前景     

关联维数分析法在高压输电线故障分类与测距中的应用

基于关联维数分析方法对输电线路故障检测、分类与测距进行研究.通过计算和分析比较输电线路正常和各类故障下电压行波的关联维数,得到用于故障检测的关联维数阈值Dth,为进一步判断故障是否接地,引入接地评价指标(Index)th,实现对高压输电线路故障的初步分类;进而基于变步长关联维数突变时刻搜索算法捕捉故障发生时行波到达线路两端的时间差Δt,并以双端行波测距法进行故障测距.最后以仿真验证关联维分析法在高压输电线路故障检测、分类和测距中的有效性.     

基于分形关联维的汽轮机转子的振动故障诊断

采用Bently实验台模拟不同转速下碰摩、松动、不对中、不平衡几种常见汽轮机转子振动故障,进行实验研究．通过相空间重构理论,对满足随机分形统计自相似性的振动信号序列进行相空间重构,计算其分形关联维数,从而再现动力学特性．实验分析结果表明：碰摩故障时的分形关联维数最大,松动和不对中时的分形关联维数次之,不平衡时计算所得的分形关联维数最小;不同故障类型下的分形关联维数增量不同．因此,分形关联维数可以作为一种振动故障征兆加以提取．     

基于MAPGIS的断层分形研究

本文以东坡矿区已揭露断层为研究对象，利用分形理论将断层研究定量化。通过MAPGIS空间分析功能，计算出东坡矿区已揭露断层具有自相似性，其分维值为1．1690。其中利用MAPGIS软件进行分形研究具有一定的普遍适用性，可以起到抛砖引玉的作用     

分数维空间中湍流的功率谱分析

根据湍流在统计上的自相似性，推导了分数维空间中湍流功率谱的表达式，探讨了湍流随机性与规则性之间的联系．在此基础上研究了通过分形维数求取湍流功率谱的新方法，并对2英寸水流道中的湍流进行了能谱分析，与已有实验结果的比较证明了该法的可行性和优越性．     

元坝中部断褶带须家河组裂缝分形特征

针对四川盆地元坝中部断褶带须家河组岩体在构造应力场作用下的破裂具有良好的自相似性和分形特征,开展了须家河组断裂发育的分形特征和取芯段裂缝的分形特征研究,研究中采用箱形覆盖法来求取断裂和裂缝分维值,利用数学公式将各子区域的断裂容量维与岩芯裂缝容量维通过岩芯裂缝密度进行拟合,建立二者的定量关系,获得了四川盆地元坝中部断褶带须家河组有利的裂缝发育带。结果表明,须家河组裂缝分维值大于1.45的区域为裂缝发育区,油气富集程度高;裂缝分维值大于0.95且小于1.45的区域为裂缝较发育区;裂缝分维值小于0.95的区域为裂缝欠发育区。     

密级配沥青混合料矿料分布分形特征

为了确定密级配沥青混合料矿料分形分维的适用条件,利用最小二乘法对矿料级配双对数坐标图进行线性拟合,得到矿料分布分形维数,在此基础上,按照定义的模糊分维对《公路沥青路面施工技术规范》中密级配沥青混合料矿料分形分布特征——分形维数和自相似性进行了判定。结果表明:沥青混合料矿料级配分布是一个模糊分形系统,不具有严格的自相似性,而是统计意义上的自相似;密级配沥青混合料矿料级配的分形维数在2.33～2.59范围内变化,且在同一尺度范围内,级配上限比级配下限具有更高的分维数;密级配沥青混合料矿料级配的分布具有较为显著的一重分形,只需一个分形维数就可以表征该级配的分形特征。     

广西恭城-栗木断裂带的分形分析

恭城－栗木断裂带的分形分析结果是：整个断裂带的分维值D接近1．5。与整个华南地区线性构造的分维值（D＝1．35）相比,该断裂带属结构较复杂、活动性较强的一类,但总体上它已趋于成熟。在恭城－栗木断裂带中,南北向断裂的分维值远大于北东向和东西向裂断裂的分维值,这说明整个断裂带是南北向断裂为主。     

分形理论应用研究若干问题及现状与前景分析

讨论了分形理论中几个主要的理论分支即分形维数计算、分形插值、分数布朗运动、分形测度、幂指数分布、自相似性与标度不变性在各种实际研究领域中的应用,描述了这几个理论分支的数学模型,及在关联学科中的应用.指出了分形理论应用研究目前主要还是以上述几个理论分支为基础,应用于计算机图形学、数据处理、物理学、化学、生物学、地质统计和矿产预测等领域,提出未来分形应用的发展前景将以多重分形、分形动力学、统计分形和随机分形等为主要理论基础的观点.     

分形法在发动机隐含故障诊断中的应用

在对发动机的机械故障诊断中 ,由于其结构复杂常使其故障特征不明显 ,为此提出用分形法对某些隐含故障进行诊断。介绍了分形法诊断故障的基本原理 ,并利用奇异值降噪技术和分形维数法对隐含故障的特征进行了提取 ,实现了对发动机轴承隐含故障的诊断。诊断结果表明 ,发动机轴承正常状态下的分形维数为 4.4,出现明显故障时轴承的分形维数为 5 .3,出现隐含故障时轴承的分形维数为 5 .37。由此可以看出 ,用分形维数可以诊断隐含故障 ,说明分形诊断法能从本质上反映故障的结构特征。     

辽河特细砂混凝土骨料的分形研究

分形几何是根据事物局部形态与整体形态间的自相似关系,针对无特征尺寸的不规则图形而提出的几何问题研究理论。运用分形几何理论对辽河特细砂混凝土骨料进行研究,得出了辽河特细砂质量分布与分形维数的关系;同时得到了特细砂骨料级配孔隙率与体积分形之间的联系,求出了特细砂体积分形维数。确定了分形维数跟颗粒粒径大小之间的关系,抗压强度与分形维数的关系,从理论上得出特细砂混凝土抗压强度要小于普通砂混凝土。又与试验相结合,得出不同配合比配制的不同强度等级的特细砂混凝土,其骨料级配分形维数是不同的。