电气化铁路分区所再生制动能量利用系统及其控制策略

电气化铁路发展迅速,其牵引能耗高、再生制动能量利用率低等问题日益突出。为有效提高电气化铁路再生制动能量利用效率,实现电气化铁路节能减排,该文研究一种分区所再生制动能量利用系统及其控制策略。首先,基于典型重载和高速铁路实测负荷数据分析,提出基于功率融通和储能的分区所再生制动能量利用系统,并分析其运行原理。为保证再生制动能量利用系统在电气化铁路复杂负荷工况下实现再生制动能量的高效利用,提出一种含能量管理层与变流器控制层的双层控制策略。其中,能量管理层接收来自相邻变电所的实时测量信息,基于变电所工况及系统模式管理,执行能量管理策略计算得到系统运行参考功率。变流器控制层跟踪能量管理层给出的参考功率协调控制变流器,实现电气化铁路的潮流管理。最后,通过仿真验证所提分区所再生制动能量利用系统及其控制策略的正确性与有效性。结果表明,所提出的分区所再生制动能量利用系统及控制策略能够有效实现电气化铁路再生制动能量的转移利用与储能利用,提高再生制动能量利用率,有助于电气化铁路节能高效运行。

轨道交通“网-源-储-车”协同供能技术体系

为降低轨道交通系统牵引能耗,轨道交通“网-源-储-车”协同供能技术通过可再生能源的就地消纳,构建新型协同供能技术体系,实现跨时空高效用能.针对此新型供电系统结构,本文全面分析协同供能系统的物理架构、信息架构和社会架构的基本组成及类型特征;在此基础上,围绕资产能源化的基本概念,总结“荷-源”时空匹配评估方法与优化技术,并从系统角度阐述多源融合技术、保护重构、弹性评估等重要技术体系;重点分析“网-源-储-车”协同的高效能与高弹性的能源自洽技术,并基于人工智能和信息技术构建多层级能量管控系统,实现不同能量流的高效耦合,保障系统安全稳定经济运行.本文系统性地总结了轨道交通“网-源-储-车”协同供能系统的架构特征、评估优化、安全运维及协同运行等关键技术,阐述协同供能系统的技术组成体系,为协同供能系统的工程实践提供相应参考.

电气化铁路分区所多功能潮流控制系统及其控制策略研究

针对既有电气化铁路分段、分相式供电结构导致的列车过分相速度损失、再生制动能量利用率低等问题,提出一种分区所多功能潮流控制系统(multi-functional power flow control system for section post,SP-MPFC)及其控制策略,旨在充分利用变流设备容量,兼顾实现分区所处列车柔性过分相、牵引网末端电压稳定与再生制动能量转移利用。首先,介绍分区所多功能潮流控制系统的拓扑结构。然后,详细分析了柔性过分相、牵引网末端电压稳定与再生制动能量转移利用3种功能的实现原理。在此基础上,提出分区所多功能潮流控制系统分层控制策略,其中能量管理层计算系统内各个变流器的有功/无功输出功率参考值,设备层协同控制多个变流器快速跟踪各自功率参考值。最后,通过仿真验证所提系统结构与控制策略的有效性。

电气化铁路“车-网”系统串/并联双模式宽频谐波扰动产生装置设计与测量方法

精确测量动车组与电力机车(简称机车)四象限变流器(four-quadrant converter,4QC)和牵引网的宽频带阻抗特性是识别电气化铁路“车-网”系统振荡和不稳定问题的重要途径。然而,已有研究采用单一电压/电流扰动注入方式对牵引网或机车4QC阻抗进行测量,可能造成部分谐波扰动流向非目标测量对象,导致被测对象的谐波扰动信噪比低,影响阻抗测量精度。因此,该文提出一种适用于电气化铁路“车-网”联合系统的串/并联双模式宽频谐波扰动产生装置与阻抗测量方法,装置具有电压和电流两种工作模式,可以发出频带为1~3000Hz的宽频谐波扰动。扰动产生装置拓扑主要由多绕组降压变压器、谐波功率放大单元、并联LC谐振电路和反串联绝缘栅双极晶体管(insulated gate bipolar transistor,IGBT)模块等部分构成,结合双闭环dq解耦控制和载波移相开环脉宽调制(pulse-width modulation,PWM)控制策略,实现频带双边可控、幅值可控且分布均匀的大功率谐波扰动输出。最后,利用MATLAB/Simulink仿真和RT-Lab硬件在环实验验证该文串/并联双模式宽频谐波扰动产生装置设计方案及阻抗测量方法的正确性与有效性。

基于实测数据的牵引供电系统并联谐波谐振概率识别方法

当前,我国高速铁路电力机车广泛采用脉冲宽度调制的四象限变流器,在其性能改善的同时也带来了频带更宽的高次谐波问题,更易激发牵引供电系统谐波谐振。谐波谐振可能会引起过电压/过电流,严重时引发设备爆炸、保护误动等安全事故。因此,准确识别系统潜在的谐振频率具有重要意义。目前常用的频率扫描分析、谐振模态分析等方法依赖于系统拓扑和模型的精确性,而基于实测数据的传统识别方法的准确性受系统参数波动和背景谐波影响较大。为此,提出了一种基于实测数据的牵引供电系统并联谐振概率识别方法,以电压、电流波形的余弦相似度作为谐振预判条件以减少无效计算,并综合基波/谐波功率因数、系统谐波阻抗幅值等多层次谐振特征进行概率分析,克服了系统参数波动和背景谐波影响。仿真研究、实测数据分析与已有研究方法对比,表明所提方法在负荷波动性强、背景谐波较大时仍然适用,且识别的准确性更高,验证了该方法的有效性和可靠性。

基于同质中间模态的跨模态行人再识别方法

可见光-红外跨模态行人再识别(VI-Re ID)旨在对不同摄像头采集同一行人的可见光图像和红外图像进行检索与匹配。除了存在可见光行人再识别(Re ID)中因位姿、视角、局部遮挡等造成的模态内差异外,可见光图像和红外图像的模态间差异是VI-ReID的主要挑战。现有方法通常对2种模态的图像进行联合特征学习来缩小模态间差异,忽略了可见光和红外两种模态图像在通道上的本质不同。为此,本文试图从2种模态共同生成一种中间模态来辅助缩小模态间差异,并在标准ViT(vision transformer)网络上通过局部特征和全局特征的融合来优化特征嵌入学习。首先,设计同质中间模态生成器,通过可见光图像和红外图像共同生成同质中间模态(H-modality)图像,将3种模态图像投影到统一的特征空间进行联合约束,从而借助中间模态缩小可见光模态和红外模态间的差异,实现图像级对齐。进一步提出一种基于同质中间模态的Transformer跨模态行人再识别方法,使用ViT提取全局特征,设计一个局部分支以增强网络的局部感知能力。在全局特征提取中,为了增强全局特征的多样性,引入头部多样性模块(head enrich module)使不同的头聚合图像不同的模式。该方法融合全局特征与局部特征,能够提高模型的判别能力,在SYSU-MM01和RegDB数据集上的rank-1/m AP分别达到67.68%/64.37%和86.16%/79.11%,优于现有大多数最前沿的方法。

基于阻抗测量信息的电气化铁路“多车共网”系统稳定性分析

阻抗测量技术能够准确地获取“牵引供电网-列车”(简称“车-网”)系统的宽频阻抗特性,但在阻抗测量信息的利用方面目前多是针对单车系统的稳定性分析,缺少对“多车共网”系统宽频稳定性问题的分析。因此,该文提出一种基于牵引供电网与列车阻抗测量信息的“多车共网”系统稳定性分析方法。首先,利用阻抗测量的方式获取牵引供电网节点阻抗矩阵与列车阻抗信息;然后,建立“多车共网”系统模型,采用基于阻抗回差矩阵行列式的稳定性分析方法,分别从低频到高频分析了电气化铁路中低频振荡、谐波谐振和谐波不稳定三类典型振荡问题,并给出相关的振荡信息,实现多类稳定性问题的统一分析;最后,利用Matlab/Simulink仿真验证了所提稳定性分析方法的有效性。

基于多电平滞环电流控制的牵引供电系统可控宽频带阻抗测量技术

精确获取牵引供电系统的宽频带阻抗特性,是分析车-网耦合系统的宽频带振荡问题的关键途径,对保障电气化铁路的安全稳定运行具有重要意义。目前的阻抗测量技术大多难以兼顾大功率与频带可控的测量要求,因此,该文提出一种基于多电平滞环电流控制的牵引供电系统可控宽频带阻抗测量技术,测量频带为10 Hz~5 kHz,可通过一次谐波扰动注入快速获取目标频带的系统阻抗,相比于传统的滞环电流控制方法,具有更低的开关频率,并且能有效避免死区效应,改善输出电流的波形,更适用于宽频信号的跟踪控制。最后,通过仿真和硬件在环实验验证了该测量技术的有效性。

机载批量灭火袋高空抛洒落地分布特性的模拟与实验验证

为了对灭火飞机高空抛洒系统进行优化设计,必须建立反映飞行过程机载批量灭火袋高空抛洒落地机理的模型.基于离散元方法和计算流体力学方法,建立了机载批量灭火袋高空抛洒落地特性机理模型,获得不同飞行速度和高度下的灭火袋抛洒特性及落地分布,通过实验对模型进行了验证.抛洒落地分布的模拟结果与实验数据偏差在20.0%以内.研究成果为飞机高空灭火系统研制提供理论模型,以显著提升灭火飞机喷洒系统的灭火效果.

多模型融合的民机环控系统空调组件故障诊断模型开发及验证

针对民机环控系统空调组件故障数据难获取、故障数据不平衡的问题,本文采用动态仿真的方法,研究了民机环控系统空调组件的故障发生情况,通过人工注入故障获取了故障数据集。利用滑动平均和经验模态分解的方法有效抑制了空调组件原始时序信号中的白噪声,降低了将正常信号误判为异常的风险。开发了融合孤立森林、谱残差和自编码器的故障诊断模型,分析了不同算法组合的融合算法精度。结果表明,开发的融合模型可以有效诊断动态仿真数据集中的空调组件故障,诊断精度达到100%;对于机械故障公开数据集,训练的模型结合开发的信号处理方法可以实现91.12%的诊断准确率,召回率达到98.66%,验证了解决方案的有效性和泛用性。

基于自适应步长的电力系统谐波谐振快速分析方法

随着电力系统的快速发展,其规模越来越大、节点数量越来越多,频率扫描法和模态分析法作为目前应用最为广泛的两种谐波谐振分析方法,计算效率亟须提升。在传统方法的基础上,文中分别提出基于自适应步长的频率扫描法和基于自适应步长的模态分析法。首先,通过设置相应判据自适应改变扫描步长,使扫描区间能够快速到达谐振频率点附近,大幅减少了计算量;然后,在谐振频率点附近使用二次插值法确定谐振频率,保证了谐振频率计算精度;最后,以IEEE 14节点、IEEE 39节点和IEEE 118节点系统为例进行分析。结果表明,与传统方法相比,所提两种方法在保证谐振频率精度的同时可大幅提高运算速度,验证了所提方法的准确性和高效性。

基于车网耦合的高速铁路牵引网潮流计算

针对全并联自耦变压器(autotransformer,AT)网线路的特点,建立通用的多导体链式电路模型。在此基础上,将高速列车视为恒功率负荷并进行迭代,形成了"机车–牵引网"(简称车网)的耦合模型。考虑AT漏抗值和钢轨的对地电阻,对3种不同工况进行潮流分析。仿真结果表明,车网耦合下的潮流计算能很好地反映实际的功率分布特性,并且全并联AT网上下行线路具有较好的对称性。牵引网潮流计算为分析高速铁路不同工况下的功率流动、电压分布奠定了基础,同时也可用于分析牵引负荷对公用电网电能质量的影响。

高速铁路全并联AT供电系统串联谐振分析

为分析牵引供电系统串联谐振问题,提出一种新的分析方法。利用五导体链式电路和恒功率模型,建立精确的高速铁路全并联AT供电系统模型。由于在机车恒功率建模中,其等效阻抗随着不同的接触网电压而变化。为描述其恒功率特性,介绍一种基于节点导纳矩阵的机车等效阻抗的迭代方法。在此基础上,利用支路法分析全并联自耦变压器(autotransformer,AT)供电系统在不同运行工况下(不同机车数量、位置、功率等)的谐波电流放大和串联谐振现象。分别针对上行单机车、2机车和上下行各1辆机车3种工况进行分析。结果表明支路法能有效分析单谐波源与多谐波源下的串联谐振。

交通能源互联网体系架构及关键技术

在能源互联网的发展背景下，基于能源互联网的特征，针对电气化交通系统的分布及负荷特性以及存在的问题，构建了交通能源互联网。首先阐述了交通能源互联网的体系架构，通过“源-网-荷-储”系统、传感与通信网络、大数据与云计算以及应用服务平台，实现横向多源互补与纵向“源-网-荷-储”协调。其次阐述了交通能源互联网的关键技术，通过“源-荷-储”协同规划对系统进行统一的规划，通过“源-荷-储”协同运行与控制对系统实现系统功率的动态平衡，构建中压直流牵引供电系统实现可再生能源、储能电源等的即插即用，运用先进储能技术平抑发电-负荷之间的供需差异，通过多级协调式能量管理系统，对系统的能量流进行分级协调管理。最后，以成都未来交通系统发展为背景，阐述了成都市交通能源互联网的协同规划与调度。

基于模态分析的全并联AT网动态谐波谐振研究

为防止牵引网谐波谐振引起的系统过电压,达到及时预防和抑制的目的,针对中国高速铁路全并联自耦变压器(auto-transformer,AT)供电方式,采用模态分析方法对系统的节点导纳矩阵进行分析处理,通过解耦与特征值求取确定其谐振信息。研究机车功率变化、机车位置移动等动态条件下的牵引网谐振规律。并针对谐振频率在某一区间或范围变化,引出谐振带的概念。通过与频谱分析法对比,证明模态分析方法能有效识别系统的谐振频率,并且可用于分析由动态运行的机车产生的动态谐波谐振。

续断对Alzheimer病模型大鼠海马结构淀粉样沉积的影响

目的探讨续断抗衰老作用的机理。方法用续断（２ｇ／ｄ／只）对ＡＤ模型大鼠灌胃治疗３个月。通过行为测试，光镜免疫细胞化学ＡＢＣ法，对ＡＤ大鼠行为改变，海马结构齿状回和ＣＡ１区ＡＰ－Ｌｉ神经元的形态和数目，β－ＡＰ的沉积变化进行了观察。结果续断组大鼠较对照组受电击次数减少，潜伏期延长（Ｐ＜０．０１），海马结构齿状回和ＣＡ１区ＡＰ－Ｌｉ神经元的数目较对照组均有明显减少（Ｐ＜０．０１），β－ＡＰ样反应染色减少。结论续断可以恢复ＡＤ模型大鼠的学习记忆缺损，有抑制和清除海马结构齿状回和ＣＡ１区β－ＡＰ的沉积的作用。

一种面向业务用户的大粒度服务组合方法

对如何在业务层面即时组合服务,按需创建个性化应用进行了研究,提出了一种适合业务用户使用的大粒度服务组合方法———TROLL方法.该方法利用服务组合模板并结合多约束下的参数进行求解,以一种大粒度、可重用的方式组合业务服务,从而提高服务组合的自动化程度和抽象层次.该文重点介绍了时序约束下如何利用组合模板进行业务级的服务组合.实验结果表明 TROLL方法降低了用户参与服务组合的难度,在业务级面向服务应用的构造上效率更高.

电气化铁路“源–网–车–储”一体化供电技术

随着电气化铁路的高密度与高速度发展,为支撑“碳中和”愿景实现,亟需进行其用能结构的绿色化、高效能与高弹性变革。为此,立足于电气化铁路的特性与需求,构筑电气化铁路“源–网–车–储”一体化供电系统。首先,探讨“源–网–车–储”系统架构与多环节协同运行机制;其次,提出协同运行控制策略,通过“源–网–车–储”多环节联合调控,实现新能源发电与再生制动能量的高效利用,系统电能质量、稳定性与应急供电能力提升,列车柔性不断电过分相与接触网直流融冰;然后,基于牵引变电所实测负荷数据搭建仿真模型,验证了所提方案的有效性。最后,展望了发展“源–网–车–储”一体化供电系统还需突破的系列关键技术。

密花胡颓子果实主要类胡萝卜素组分及含量分析

【目的】胡颓子属植物牛奶子果实大量积累番茄红素,高达番茄的17倍,而该属中果实大、口感好的密花胡颓子果实中主要类胡萝卜素组分及含量尚不清楚。研究利用高效液相色谱法检测德甜密花胡颓子1号和2号2个品种的成熟果实中主要类胡萝卜素组分及含量。【方法】以甲醇∶氯仿=1∶2(v/v)提取果实中类胡萝卜素,高效液相色谱法(Agilent 1260)进行类胡萝卜素定性定量分析。色谱条件:YMC C30分析色谱柱(4.6 mm×250 mm,5μm);流动相为A(100%甲醇)、B(含0.2%乙酸铵的80%甲醇)和C(甲基叔丁基醚),采用梯度洗脱,洗脱程序为0—6 min由95%A+5%B组成,7 min时梯度改变为80%A+5%B+15%C,12—32 min梯度改变为30%A+5%B+65%C,48—50 min梯度改变为95%A+5%B,维持该浓度至分析结束(60 min),流速为1 mL·min-1,柱温25℃,进样量20μL,检测波长450 nm。【结果】德甜密花胡颓子1号和2号2个品种的成熟果实均积累了大量的番茄红素和β-胡萝卜素,品种间的积累量存在差异。其中德甜密花胡颓子1号果实中β-胡萝卜素积累量达(231.84±16.00)μg·g-1DW,是目前已报道植物中β-胡萝卜素含量高的物种之一;德甜密花胡颓子2号品种果实中的番茄红素含量高达(1 054.10±29.19)μg·g-1DW,是番茄果实(150μg·g-1DW)的7倍。【结论】密花胡颓子果实中高积累番茄红素和β-胡萝卜素,是继牛奶子之后,在胡颓子属中发现的又一高积累特异类胡萝卜素的野生植物资源,为今后研究果实高积累番茄红素和β-胡萝卜素的分子机理提供了理想的研究材料。

R410A-油在5mm小管径光管内流动沸腾的阻力特性

为了促进环保制冷剂R410A在制冷空调紧凑式换热器设计中的实际应用，研究了R410A-油混合物在小管径光管内的流动沸腾摩擦压降特性．测试管的外径为5mm，内径为4．18mm．实验结果表明：对于纯制冷剂R410A，小管径管内的摩擦压降随着干度的增大先增大后减小，峰值出现在干度为0．7～0．8左右处；R410A-油混合物的摩擦压降随平均油浓度、干度和质量流率的增大而增大，当油的平均质量分数Wno从0％增长到5％，在于度为0．9的高于度工况下，摩擦压降最大可增加80％～120％．R410A-油混合物在5mm小管径光管内流动沸腾的摩擦压降与7mm光管相比大约增大10％～50％．基于混合物性开发了R410A-油混合物在5mm小管径光管内流动沸腾的摩擦压降关联式，新的关联式预测值与94％的实验数据误差在±20％以内，平均误差为8．5％．