档端横向位移激励下架空导线非同期摇摆分析

紧凑型架空导线非同期摇摆是导致相间风偏闪络事故发生的直接原因,然而相对于单相导线与绝缘子的风偏响应研究,不同相导线非同期摇摆的理论研究还较为缺乏,本质机理尚不明确。为探究架空导线非同期摇摆机理,以档端横向位移激励为研究切入点,建立了大风工况下存在档端位移激励的架空导线风偏摆动计算模型,推导得出模型稳态响应的非线性渐进解,直观展现了档端激励与导线响应之间的数学关系,分析了架空导线非同期摇摆的参变响应特性,并通过工程实例绘制了非同期摇摆时程响应曲线图与参变响应折线图。研究表明:档端横向位移激励能改变架空导线风偏运动的重力参数,可以导致不同相导线非同期摇摆现象的发生;架空导线动态响应幅值与档端位移激励幅值、水平张力呈正比,与档距、导线单位质量呈反比。

振荡浮子式波能装置的功率计算分析及参数设计

波浪能是重要的可再生资源之一,提高波浪能装置的能量捕获率是波浪能规模化利用的关键。本文对波浪能的能量转换装置进行了研究,针对装置于不同摇荡条件下的最大平均输出功率、最优阻尼系数及相关参数进行演化分析及求解。利用牛顿定律及质心系、转动惯量等建立二自由度、四自由度波浪能转换装置耦合运动模型,基于时间离散化的差分原理求解,同时采用模拟退火算法降低时间复杂度,提出了改良的粒子群算法,得到较为准确的结果,为实际工程中波浪能的高效采集提供思路和途径。

基于高阶剪切变形理论的功能梯度板自由振动分析简化模型

基于高阶剪切变形理论提出了一种功能梯度板自由振动分析的简化模型,该简化模型最显著的特点是适用于功能梯度板的振动分析,且不需要剪切修正。相比于其他具有更多未知变量的剪切变形理论,本文提出的简化模型只包含一个控制方程,极大地减少了计算量。基于该简化模型研究了功能梯度矩形板在简支边界条件下的自由振动,并与其他已有文献进行了比较。结果表明,本文提出的简化模型在分析功能梯度板的自由振动行为时简单且精确。此外,文中还通过多个数值算例分析讨论了不同的梯度指数、长宽比和边厚比对功能梯度板自由振动行为的影响。

基于时间有限元的非线性系统周期响应求解及稳定性分析

非线性现象广泛存在于结构分析之中,获取非线性系统的周期响应对分析结构的频响特征、分岔与稳定特性至关重要。为此,一种基于时间有限元的非线性系统周期响应求解方法被提出。该方法在伽辽金时间有限元法的基础上,引入周期边界条件,并结合牛顿迭代法进行求解。该方法的优势在于:能够简单地处理非光滑周期荷载(如阶跃或冲击周期荷载);能够直接根据时间有限元的系统矩阵计算传递矩阵和Floquet乘子,进而判定周期解的稳定性。最后,通过数值算例验证了所提时间有限元在非线性系统周期响应求解及稳定性分析中的正确性、收敛性以及精度。

附加质量对自由边板振动影响研究

放置在矩形板上的设备会改变矩形板振动特性,这类问题可抽象为有集中质量的矩形板模型。利用差分法求解有集中质量对边自由对边简支矩形板自由振动特性,并研究在简谐力作用下有集中质量板振动功率流传播特性。根据功率流的矢量图和流线图,分析不同质量分布对板内功率流传播特性的影响。通过频率波数谱分析,研究集中质量对振动波数的影响。结果表明:集中质量会改变振动功率流集中位置并形成涡漩,集中质量间隔减小可以起到降低矩形板振动响应幅值的效果。

漂浮式海上风电装备码头总装工艺技术

码头总装是漂浮式海上风电装备建造的关键技术之一,漂浮式海上风电装备体积大、重量重、构件多,总装难度大.为解决这一难题,以“扶摇号”漂浮式海上风电装备为研究对象,创新性地提出在码头完成平台风机总装、整体拖航至风场位置的方案,解决了漂浮式海上风电平台现场安装风机稳性较差的安全性问题.在建造过程中通过方案分析、工艺改进等系统性开展了基于漂浮式基础的塔筒安装定位技术、机舱吊装技术与叶片安装技术研究,最终形成了一套切实可行的总装技术方案,为漂浮式海上风电产业的发展提供助力.

基于AHP方法的GMDSS缺陷导致船舶滞留风险评估

在GMDSS检查过程中,导致船舶滞留的主要影响因素有证书资料配备、设备问题和人员三大方面.基于层次分析法(AHP)建立综合评价分析模型,计算导致船舶滞留的证书、设备、船员等因素的权重及影响程度,结果表明,设备问题在GMDSS缺陷导致船舶滞留风险中的权重最高.针对GMDSS缺陷导致的船舶滞留问题提出对策建议.

基于Arduino的无人船舶实验平台设计与实现

为解决船舶智能航行算法实船实验成本高、研发周期长、设备维护修理难的问题,基于Arduino和PyQt5设计实现了一套小型无人船舶实验平台。该平台支持遥控器控制模式,可用于紧急避险等突发事件,支持采用岸基上位机软件远程控制模式,可接收算法指令控制无人船航向和航速;能实时监控显示无人船定位和姿态等参数;具有研发成本低、研发周期短、便于二次开发和维护简单的特点,有助于科研人员开展模型船实验,测试算法的可靠性和稳定性。

基于高阶动力格式的基底隔震结构地震响应分析

隔震支座在强烈地震作用下将产生复杂的动力响应,精确掌握地震响应行为及其规律是研发高质量隔震支座和进行隔震结构设计的基础。在进行结构地震响应分析,特别是非线性分析时,采用传统逐步积分方法以及低阶格式建立起的动力时程分析方法都难以达到高精度,而采用传统高阶时间积分算法则会出现计算过程繁琐,工作量大等情况。本文采用一种基于高阶动力格式的显式时间积分新式算法,应用于基底隔震结构的地震响应分析中。首先通过自由度凝聚缩减原理,建立设置隔震支座钢筋混凝土框架结构简化计算模型;同时采用隔震支座恢复力双切线本构模型构建基底隔震体系运动方程,并转化为状态方程;进而基于微分求积(DQ)原理编制高阶动力格式算法求解状态方程;最后分析一高层基底隔震结构,在高、中、低不同频率地震波下地震响应,验证该方法适用性。结果表明,①利用静态凝聚技术建立隔震结构模型,从而构建地震响应状态方程,是高阶动力分析方法实施的基础。②结构高阶动力分析方法仅通过矩阵乘法运算即可获得结构动力响应,可较好且高效地用于解决非线性地震响应分析问题。③将结构高阶动力分析方法应用于基底隔震结构,能获得隔震结构较为精确的分析结果。

架空线路风偏计算的多刚体动力学模型及其分析

为准确高效地计算架空线路动态风偏位移响应,进而预防风偏闪络事故发生,结合架空线路风偏摆动的运动特征,考虑绝缘子串中各个绝缘子的相对运动,采用多个刚杆与扭转弹簧相互连接模拟架空导线,根据风偏变形的力学关系与能量守恒原则,建立了连续档架空线路风偏位移响应的多刚体模型与动力学方程;通过量纲分析与相似理论构建物理仿真模型的风洞实验,验证多刚体模型的准确性;通过对工程实例进行数值仿真分析,并比较多刚体模型与通用软件有限元模型的运算时间,验证多刚体模型的高效性。研究结果表明:连续档架空线路的风偏多刚体动力学模型可以有效展现各个绝缘子串与各档导线的动态风偏响应规律,计算精度能够满足工程使用需求,计算效率优于有限元模型。

电压控制型虚拟同步发电机控制特性评估与多机稳定性分析

通过模拟同步发电机的机械运动方程,建立电压控制型虚拟同步发电机,设计原动机调节和励磁调节控制策略,并模拟同步发电机的转动惯量,提高新能源机组对电网稳定运行主动支撑能力。提出有功-负荷系数、有功调频系数、无功调压系数、一次调频稳定时间和无功调压稳定时间5个控制特性评估指标,构建基于Matlab/Simulink的电压控制型虚拟同步发电机控制特性电磁暂态仿真验证模型,重点分析小扰动下不同关键控制参数对电压控制型虚拟同步发电机有功调频和无功调压性能的影响,定量分析关键指标变化趋势和规律,给出有功控制环虚拟惯量、阻尼系数以及无功控制环积分系数和下垂系数工程化应用优化参数区间。最后,通过建立多台电压控制型虚拟同步发电机并联并网模型,研究电压控制型虚拟同步发电机间交互振荡机制,分析得出接入大电网振荡临界参数、振荡频率及多机并联振荡模式。

计及变流器影响的直驱式永磁同步发电机二阶自抗扰控制

研究基于新型自抗扰技术的直驱式永磁同步发电机电气控制系统。考虑变流器对控制系统输出电压的影响,建立发电机组的数学模型,以此为基础设计二阶自抗扰控制器,对设计的扩张状态观测器和控制器的收敛性进行分析并给出控制参数配置方法。通过仿真对所提控制系统的可行性及控制性能进行定量分析,结果表明,该控制系统能够快速稳定的控制发电机组的运行过程,且相比传统的矢量控制及一阶自抗扰控制具有更好的动态性能及鲁棒性能。

基于偏最小二乘多项式稀疏展开的含风电电力系统概率潮流计算

计及新型环保绿色能源如风电、光伏的不确定性,传统确定性潮流计算难以全面描述电力系统的运行情况。针对传统蒙特卡洛概率潮流算法计算量庞大的问题,结合偏最小二乘回归算法和多项式代理模型,提出一种偏最小二乘多项式疏展开的概率潮流算法。利用偏最小二乘回归算法的伪交叉验证误差自适应机制筛选出多项式展开式中的贡献度较大的多项式,得到多项式展开式的稀疏表达形式,可克服多项式展开概率潮流在输入变量较多时面临的维数灾难问题。在改进的IEEE-9,IEEE-30算例中进行仿真计算,并与传统方法作对比,验证了所提方法的有效性。

拉曼光谱在锂电池行业中的应用

拉曼光谱是一种常见的光谱学技术,常被用来表征物质的物理性质.鉴于拉曼光谱对样品前处理无特殊要求的技术优势,研究人员已将拉曼分析应用于锂电池正负极材料改性、电解质成分分析、固体电解质膜成分分析等研究方向,并取得重要进展.拉曼光谱是研究锂电池电极材料结构稳定性、表征电解质中不同离子相互作用、揭示固体电解质膜形成机理、明确充放电过程中氧化还原反应路径的有效技术手段,今后在锂电池行业将有更广泛的应用.

100 kW鹰式波浪能发电装置“万山号”实海况试验

鹰式装置"万山号"为一大型漂浮式波浪能发电装置,装置采用2套独立并行的液压系统将不稳定的波浪能转换为相对稳定的电能,系统配置4台由液压马达驱动的30 kW永磁发电机,在不同浪况下分级启动发电。2015年11月～2016年6月,"万山号"在珠海万山海域已开展不同海况的实海况试验,海试经历小浪、中浪、大浪等多种环境动力输入,取得一系列试验数据和成果。根据已获的阶段成果,总结出改进措施,后续"万山号"将优化升级现有系统,扩展太阳能发电及海水淡化系统,并在开阔海域开展长期实海况试验,持续提高鹰式波浪能转换装置的可靠性、转换效率、环境适应性和经济性。

基于故障后电流相位的含DGs配电网故障快速方向识别算法及RTDS仿真验证

通过研究故障前后电流相位的变化,提出一种改进的故障方向保护识别算法,该算法仅需故障后的电流相位信息即可确定故障方向,进而实现故障区域定位。由于该故障识别算法仅利用电流相位信息,可避免由于DGs接入而需在配电网中大量使用功率方向元件,可极大提高配电网可靠性运行的经济性。对原有保护算法在某些特定情况下的误判进行修正,增加不对称故障适应性论证,最后通过实时数字仿真器RTDS对本故障识别算法进行验证。

基于信号能量分析的结构阻尼比识别方法

本文提出一种基于信号能量分析计算结构阻尼比的新方法。推导出自由振动响应信号能量与阻尼比关系的理论表达式后 ,求出阻尼比。与传统的对数衰减率法相比 ,此法精度、抗噪声干扰能力强、稳定性好。振动系统信号的能量之所以会衰减 ,是因为阻尼的存在。本文提出的这种识别阻尼比的方法物理概念清晰 ,易于理解。仿真计算和洞庭桥实测试验结果表明所提出的方法有效、可行。

基于区间分析的不确定性结构动力学模型修正方法

提出了一种基于区间分析的不确定性有限元模型修正方法。在区间参数结构特征值分析理论和确定性有限元模型修正方法基础上,假设不确定性与初始有限元模型误差均较小,采用灵敏度方法推导了待修正参数区间中点值和不确定区间的迭代格式。以三自由度弹簧-质量系统和复合材料板为例,采用拉丁超立方抽样构造仿真试验模态参数样本,开展仿真研究。结果表明,当仿真试验样本能准确反映结构模态参数的区间特性时,方法的收敛精度和效率均较高;修正后计算模态参数能准确反映试验数据的区间特性。所提出方法适用于解决试验样本较少,仅能得到试验模态参数区间的有限元模型修正问题。

整体传递矩阵法的Riccati变换

研究了多转子系统的Riccati变换问题,导出了多转子系统各种具体单元的Riccati变换公式以及Riccati变换中逆矩阵的计算公式,给出了数值算例. 研究表明,尽管整体传递矩阵取系统的状态向量作为传递向量,增加了自由度,但计算工作量基本上没有增加.

密集模态分离及其参数识别方法研究

针对密集模态参数识别精度差的问题,分析造成识别精度低的原因。根据影响模态混叠程度的固有频率和阻尼比两大因素,定义衡量模态间混叠程度的模态密集度因子。基于化多模态参数识别问题为单模态参数识别问题的思想,提出加逆衰减指数窗与带通滤波相结合的密集模态分离方法,先将各模态近似提取出来,再用时频分析方法识别模态参数。研究相关处理去噪方法,理论证明小阻尼情况下相关处理去噪的模态参数不变性。通过仿真和实验验证方法的有效性和优越性。