电力设备多参量监测数据清洗研究现状及展望

基于电力设备多参量监测数据,开展电力设备态势感知工作是提高设备检修效率、消除故障隐患、保障电力系统安全稳定运行的重要途径之一。然而,数据采集、传输与存储过程中受到的各类干扰导致原始监测数据中存在大量的偏差与缺失,进而影响态势感知准确性,亟须通过数据清洗提升数据质量。在综合分析电力设备多参量监测数据清洗领域文献的基础上,概述了电力设备多参量监测数据质量影响因素。对电力设备多参量监测数据清洗的通用框架进行了总结,该框架包括多参量相关性分析、异常数据检测、异常数据分类和“脏”数据修复4个环节,对各环节的常用方法进行了对比分析,并介绍了特殊应用场景下的数据清洗方式。探讨了提升数据清洗效率的2种方式,分析了电力设备多参量监测数据清洗研究领域面临的主要挑战,对未来发展趋势进行了展望。

柔性直流电网故障暂态电压和电流特征分析方法

对柔性直流电网故障后的暂态电压和电流特征进行准确分析是设计新型故障保护方案的理论基础,现有利用首行波的故障特征分析方法未能有效反映故障点对故障行波多次折射和反射的影响,在近端故障时将产生较大的误差。利用建立的柔性直流电网故障后的等值电路图,求解得到不同位置故障点的初始故障电压、不同位置的折射和反射系数、以及故障点线模-地模耦合转化系数。提出了一种考虑行波多次折射和反射之后故障点等效故障电压的计算方法,并联合求解得到的系统中各位置故障电压和电流的传递函数,得到故障后暂态电压和电流的数值表达式。在PSCAD/EMTDC搭建环状四端柔性直流电网仿真模型模拟故障,通过仿真与理论计算的对比结果验证理论推导的正确性。

基于模型解析双馈感应发电机低电压穿越仿真

针对电网电压不对称跌落双馈感应发电机转子侧变流器过电流问题,根据正反旋转同步坐标系下双馈感应发电机数学模型与暂态参数解析,推导出转子正负序同等电压变化下正序电流变化量远大于负序,且双馈感应发电机发出的定子无功功率与转子正序无功电流成正相关结论,提出了一种兼顾转子电流与电网无功支持的不对称低电压穿越控制策略。穿越期间模型自动动态求解,合理分配转子电压,转子故障电流控制在在安全范围。策略可行性通过MATLAB/Simulink仿真验证,电压跌落80%时,控制转子电流同时向电网提供最大无功支持,帮助电网电网电压恢复,所提出的控制策略可在一定程度提升双馈感应发电机的低电压穿越能力。

基于特征提取的锂离子电池健康状态评估及影响因素分析

健康状态(SOH)评估是电池管理系统的核心功能之一,是确保电化学储能系统安全稳定运行的重要前提。为解决现有评估模型精度不足、复杂度高与可解释性低的问题,提出一种基于特征提取的锂离子电池SOH评估及影响因素分析方法。首先,提出两个量化初始循环充电电压曲线和当前循环充电电压曲线相似性的新健康特征,即动态时间规整距离特征和Wasserstein距离特征;其次,采用CatBoost方法评估电池SOH,并引入SHAP方法分析各健康特征对评估结果的影响及特征间的耦合关系;最后,利用马里兰大学电池老化数据集中多块电池数据进行实验验证。实验结果表明,提出的SOH评估方法精度较高,平均误差均小于2.2%,且能定量解析SOH影响因素。

多端柔性直流电网线路故障暂态等值电路及暂态特征分析

线路保护问题是柔性直流电网进一步发展的瓶颈,故障后的等值电路及暂态特征作为线路保护的理论基础亟待系统性分析。该文利用换流器与输电线路的暂态模型和故障点的边界条件,建立线模–零模解耦后的暂态等值电路,得到故障行波传递到故障线路端口、直流母线和非故障线路端口的传递函数,分析初始故障行波的暂态变化特征。此外,通过分析故障行波在感性线路端口和故障点间的多次折射和反射,得到故障行波在线路端口反射和故障点折射、反射后波形的方向和幅值变化规律,并分析在故障点线模和零模之间的混叠现象。最后,在PSCAD/EMTDC搭建四端仿真模型,通过理论计算值和仿真模拟值的对比分析验证正确性,并分析换流器、限流电抗器等器件参数变化时波形的变化特点。

反馈校正机制视角下数值计算方法教学实践与探索——以方程求根为例

数值计算方法与自动控制原理看似泾渭分明的两门自动化专业课,在科学思想上存在千丝万缕的联系,甚至具有异曲同工之妙.本文以数值计算方法中的方程求根与自动控制原理中反馈控制设计为切入点,分析数值计算方法方程求根算法中的反馈控制理念,挖掘求根算法背后的科学思想,为学生深入理解和掌握两门课程的基本思想,形成合理的知识结构提供启迪,同时为进一步提升现有算法的计算效率、计算智能乃至原始创新提供理论抓手与思想基础.

超声波电机谐振升压式驱动技术研究

该文通过超声波电机的等效电路,提出了无变压器驱动的谐振升压式驱动电路。对该电路进行理论分析和PSPICE仿真后,得出输出电压同驱动占空比的关系近似为线性,同串联电感的平方根成反比,并通过实验对仿真结果进行了验证。应用此电路驱动定子直径为30mm的环形行波超声波电机,证明此电路在超声波电机的小功率驱动控制中具有实用性和可靠性。与目前通常采用变压器的超声波电机控制器相比,使用该电路装置的体积比原来至少可以减少1/3,重量减轻1/2,制作成本降低1/5,便于集成化生产。

基于LabVIEW超声马达谐振频率的实验研究

该文对超声马达谐振频率的时效性及不同预压力、电压激励下谐振频率特性的理论分析,采用基于LabVIEW开发平台的阻抗测试系统,自动测量超声马达阻抗特性、谐振频率及其相位,得出超声马达的谐振频率一般会随着预压力的增大而变高,谐振频率和品质因数随着激励的增加而减小,随测试时间而略有变化,并在RTWUM60样机上得到了实验验证,其输出曲线和数据对于超声马达谐振频率的获取、等效电路的导出、马达参数的识别及相应的控制策略均有重要指导意义。

超声波电机测试技术的研究

通过对自行研制的 30mm环形行波型超声波电机进行的测试 ,第一次对超声波电机的主要测试技术和实现手段进行了详细的阐述 ,包括自由定子阻抗、定子振动模态、超声波电机输出特性的测试和实现方法。所采用的测试技术及实现方法不仅性价比优越 ,且适用于其他类型的超声波电机的检测 ,为超声波电机控制策略、闭环控制。

圆柱定子三自由度球转子超声波电机的轨迹运动方程

圆柱定子3自由度球转子超声波电机利用一个定子的3种共振模态的两两叠加、合成,分别驱动一个球转子的3个自由度的旋转运动,三相同时激励时的轨迹运动方程是实现球转子预期轨迹控制的关键理论模型。在定子3种不同模态的有限元分析基础上,该文推导了圆柱定子3自由度球转子超声波电机在3相同时激励时的运动轨迹及传递机理,并对不同激励条件下的轨迹运动方程进行了分析、对比,为提高圆柱定子3自由度球转子超声波电机的定转子传动效率和进一步定量分析动力传递方式,定子优化设计,以及球转子的轨迹控制策略奠定了理论基础。

面向脊柱生物建模的图像分割与配准研究综述

外伤常见的脊柱骨折患病率居高不下,脊柱图像的分割和配准是目标识别、生物力学建模、有限元分析等的关键步骤和必要前提,是无创手术导航治疗的关键技术。针对脊柱图像处理面临的问题,介绍了较为经典的医学图像分割和配准算法,分析其存在的缺陷,并展望脊柱图像处理未来发展趋势。研究成果对深入了解脊柱医学图像处理,以及推动脊柱骨折康复治疗的发展具有一定的意义。

基于MCM的环型行波超声波电机驱动集成单元的热分析

应用多芯片组件(MCM)技术,对超声波电机驱动单元的集成技术进行了初步探索;建立了MCM的三维有限元的热分析模型,并在空气自然对流情况下,对温度分布和散热状况进行了模拟计算;定量分析了空气强迫对流MCM模型温度分布和散热状况的影响。模拟分析结果为基于MCM的超声波电机驱动单元的设计提供了重要的理论依据,对于提高同类产品本身的整体性能和国际竞争力具有重要的理论意义和实用价值。

基于CPLD的环型行波超声波电机驱动控制技术研究

以直径为30mm的环型行波超声波电机(RTWUSM)为例,设计了一种利用正弦波信号直接放大后驱动的RTWUSM驱动控制电源。电源采用DSP高速CPU控制系统,采用可编程逻辑器件(CPLD)和D/A组成的直接数字频率合成(DDS)电路来产生两相正弦波、双极性晶体管组成的线性功率放大电路和光电编码器采集的速度信号为反馈的速度闭环控制技术,利用DDS原理,通过D/A来调节输出的驱动信号的频率、相位和幅值,实现了RTWUSM的准确定位控制。驱动部分采用电源峰峰值跟踪和并联谐振技术,降低了驱动控制电源的损耗,提高了效率。通过对RTWUSM30的位置控制,证实了该驱动控制技术的可行和正确性,为进一步扩大环型行波超声波电机的应用奠定了基础。

新工科视域下综合性大学电气类创新型人才培养的路径选择

创新型人才培养的目标定位不同,所依靠的创新型人才培养的路径也不同。工科优势高校走的是因溯本而创新的道路,地方高校走的是因熟练而创新的道路,综合性高校走的是因集成而创新的道路。综合性大学集成创新的人才培养体现了新工科建设的本质要求,包含了不同领域知识的融合与集成、知识与能力的融合与集成、创新品质的融合与创新。

功率因数提高的教学探讨和实践

以功率因数的提高为例 ,将正弦稳态电路的理论教学与工业应用相结合 ,在课堂教学中进行了多角度阐述的多元化教学的实践。同时在实验教学中鼓励学生自己设计电路、进行实验对比分析 ,在实验结果出现问题时 ,结合功率因数提高在电力系统中的实际工业应用 ,让学生再次设计和分析电路并进行实验 ,使理论教学和实验教学有效地结合 ,加强了正弦稳态电路理论的教学 。

基于几何特征不变量的快速3D医学图像配准

针对颅部三维医学图像配准计算量大、配准效率低等问题,提出了一种基于几何特征空间约束的快速配准方法。提取三维轮廓点云,提出了一种基于点云集最优拟合环的特征构造方法,并以每个特征环和每个层的质心用作特征量,通过使用迭代最近点(Iterative Closest Point, ICP)方法完成快速配准。实验结果表明,与传统的ICP算法相比,该方法计算量小,配准精度高,配准速度快。它是一种有效的实时三维配准方法。

一种环型行波超声波电机驱动电路的设计

文章介绍了一种两相行波超声波电机的典型驱动控制电路,以定子直径为60mm的环型行波超声波电机(RTWUSM)为例,通过分别设计振荡器、移相和功放三大电路,实现了RTWUSM60的正、反转控制、调频调速等功能.该电路具有简单、易实现、易维护等特点,被广泛应用于两相RTWUSM的试验和产品中.

面向中小企业的电类专业人才培养的理念拓展

本文对电类专业人才培养理念进行拓展,围绕提高学生综合能力、偏重应用型人才工程能力的培养、校外企业的实训演练、科技素质培育延伸到人文素质的培养,从而不断完善电类人才培养方案,培养更多的符合中小企业转型升级发展亟需的复合型人才。

三自由度圆柱定子超声波电机运动轨迹仿真

基于超声波电机中压电陶瓷的逆压电效应、定子振动、转子旋转的原理,考虑弯曲振动引起的纵向振动,应用几何原理和振动理论,对圆柱定子激励频率相同、激励电压和激励的初相位各不相同的电信号引起的各单相振动进行合成,推导了三自由度圆柱定子超声波电机在三相同时激励时定子表面质点的轨迹运动方程,并仿真出同频率、不同相位差、不同电压激励时的运动轨迹,分析了这三个因素对定子表面质点轨迹的影响,为三自由度超声波电机的轨迹控制和姿态控制奠定了理论基础。

五相步进超声波电机驱动电源的研究

介绍了五相步进超声波电机的结构、运行机理,在对其定子的主振型和幅值分布仿真的基础上,提出了五相步进超声波电机的驱动控制要求,并给出了设计方案,对其中的主模块,如PWM模块等进行了仿真分析,利用频域法对输出波形进行了分析。结果表明:该驱动电源可以实现五相步进超声波电机的80步步进运动和正反转控制等。该电路具有调试简便等特点,可应用于步进超声波电机的驱动控制实验中。