地磁感应电流作用下三相五柱变压器无功功率定量分析

无功功率作为电力系统运行重要指标,其波动影响电力设备的安全稳定运行以及整个系统的电压稳定。为分析三相五柱变压器在地磁感应电流作用下的无功功率分布,根据变压器的实际参数,通过串联电阻及电压补偿的办法,建立三相五柱变压器磁场-电路耦合有限元计算模型,对不同大小地磁感应电流下的变压器无功功率进行定量分析。通过计算三相五柱空载及额定负载下无功功率的分布以及单相自耦变压器无功功率,发现随着地磁感应电流的增大,三相五柱空载及负载无功功率特性曲线均大体呈线性增加,且单相自耦变压器相较于三相五柱变压器无功曲线对于地磁感应电流更为敏感。并结合不同芯柱结构变压器的磁路特点,分析了无功差异变化的原因。研究结果可为地磁感应电流作用下三相五柱变压器稳定运行提供参考依据。

基于RNA测序技术研究推拿改善运动性疲劳大鼠肝损伤的作用机制

目的应用RNA测序技术探讨推拿改善运动性疲劳大鼠肝损伤的作用机制。方法6周龄雄性SD大鼠,随机分入对照组、模型组和推拿组,每组8只。对照组常规喂养,不做任何处理;模型组每日力竭运动后于笼中休息;推拿组每日力竭运动后予推拿干预15分钟,各组共干预21天。取材后,运用组织病理学方法观察各组大鼠的肝脏组织形态学变化以及TUNEL检测观察大鼠肝脏细胞凋亡情况;提取各组大鼠肝脏组织RNA进行转录组测序,并对差异表达基因进行GO富集分析和KEGG通路分析,确定其生物学功能。结果与对照组相比,两组大鼠均出现了轻度肝损伤的病理改变,且模型组大鼠的肝脏细胞凋亡率较对照组显著上升(P<0.05);与模型组相比,推拿组大鼠肝脏组织病理改变均明显改善,肝窦微狭窄,小叶间有少量炎症细胞浸润,肝脏细胞趋于正常,且推拿组大鼠肝脏细胞凋亡率较模型组显著下降(P<0.01)。经转录组学分析,对照组与模型组共筛选出差异基因491个,其中上调基因244个,下调基因247个,模型组和推拿组共筛选出差异基因513个,其中上调基因257个,下调基因256个,两组共有的差异显著基因筛选出5个,分别为Ppargc1a、Fbp2、Gadd45g、Atp1b2和Myh7。GO富集分析结果显示:推拿改善运动性疲劳大鼠肝脏损伤主要涉及信号传递、对刺激的反应以及核酸结合转录因子活性等;KEGG通路分析结果主要包括FoxO信号通路、AMPK信号通路和cGMP-PKG信号通路等。结论推拿改善了运动性疲劳引起的大鼠肝脏组织的炎性损伤及细胞凋亡,其作用机制可能与Ppargc1a、Fbp2、Gadd45g、Atp1b2和Myh7基因高度相关。

基于磁流体力学模型与模型预测控制的地磁暴期间超高压、特高压电网电压波动平抑优化调度

地磁暴期间,电网中的变压器受到地磁感应电流(GIC)影响而导致无功损耗会显著增大,这种不确定的、突发群发的无功扰动会引发电网电压波动。超高压、特高压电网由于其特殊的电气特性更容易受到地磁暴的侵害,造成电压跌落至不合格区间甚至引发电压崩溃而导致大规模停电。该文以地球三维磁流体力学(MHD)模型预测的地磁扰动(GMD)为基础,采用模型预测控制(MPC)方法修正MHD模型计算的无功扰动并调整可控主导节点的注入功率进行优化调度,平抑地磁暴期间超高压、特高压电网电压波动。该文还以华东超高压、特高压电网为算例,仿真对比了特大地磁暴发生期间电网实施优化调度前后的电压波动,并提出了波动率指标验证了所提方法的有效性,为保证地磁暴期间的电压稳定性和合格率提供了指导。

考虑不可测T接负荷的配电网虚拟三端电流差动保护

采用电流差动保护可解决高比例分布式电源接入配电网引起的馈线保护问题。然而当馈线内存在不可测T接负荷分支时,差动保护只能利用被保护线路两端的数据构造判据,性能受到影响。为解决该问题,首先分析了不可测T接负荷对传统两端电流差动保护的影响。在此基础上,提出了一种虚拟三端电流差动保护方法。该方法将被保护线路内部的不可测T接分支等效为一个虚拟支路,利用故障前后线路两端的电压、电流数据估算该虚拟支路的电流相量,并与馈线两端的电流相量一起构成三端电流差动保护判据。仿真结果表明,该方法在无需T接负荷测量数据的前提下能够满足配电网在不同场景下的保护需求,相比传统的电流差动保护具有更高的可靠性与灵敏性。

直流偏磁对特高压交流变压器漏电感影响的分析

本文作者基于棱边有限元法建立了特高压变压器的时域场路耦合模型,通过对电路模型解耦,建立了自耦变压器的T型等效电路,求得其等效电感参数;通过对磁化曲线的修正,提高了电流的计算精度,得到更精确的直流偏磁下特高压变压器的求解结果。利用单相四柱式自耦变压器试验平台,验证了磁化曲线修正方法的可靠性。结合励磁电流、绕组电流曲线以及磁密曲线,对特高压变压器铁心饱和程度变化的原因进行分析,解释了一个周期内漏电感参数的变化规律;通过不同直流下电流曲线以及漏电感参数曲线的对比,研究了直流偏磁对漏电感参数的影响范围。

MPOLSAR-1.0:多维度SAR多波段全极化精细分类数据集

地物精细分类是合成孔径雷达(SAR)的主要应用方向之一。在多波段全极化SAR工作模式下,可充分获取目标不同波段信息和极化响应特征,有望提高目标分类精度。然而国内外现有的数据集仅有个别波段、少数地区、少量样本的低分辨率全极化分类数据。为推动多波段全极化SAR分类应用的发展,在高分航空观测系统应用校飞与验证项目支持下,利用多维度SAR在海南的校飞数据构建了一个样本量充分大、地物类别较为丰富、分类可靠性较高的多波段全极化精细分类数据集。该文概述了该数据集的构成,给出了发布数据(MPOLSAR-1.0)的信息描述方式、数据集制作流程和方法,并分别基于极化特征分类方法和经典机器学习分类方法给出了初步的分类实验结果,为该数据集的共享和应用提供支撑。

游梁式抽油机电动机断续供电节能技术断电时刻准确判定方法

＂断续供电＂技术应用于油田机采系统,能够获得明显节能效果,如果断电时判定不合理,不仅影响节能效果还会使得转速超限,损坏机械结构并导致停机。因此,如何准确判定断电时刻便成为面临的首要问题。该文提出一种基于断电后系统转速预判的断电时刻准确判定方法,该方法通过分析抽油机平衡配重与曲柄位置、悬点及泵载荷与其位移之间的关系,揭示在电机在通、断电两种状态下负载转矩随曲柄旋转角度的变化规律,建立由曲柄角度表示的通、断电过程中的负载转矩表达方程;进而通过输入端可测电气量预先计算出断电后随曲柄旋转角度变化的负载转矩和转速曲线,实现了最佳断电时刻准确判定。基于该方法研制的控制器应用于油田,节电率可达15%以上。

基于固态切换开关的感应电机类负荷电源快速切换新策略及参数计算

舰船、电厂和钢铁等生产中的重要负荷感应电机失电后要求快速地切换至备用电源,但这类动态负荷在不利条件下所带来的瞬态冲击会产生严重的后果。为解决这一问题,提出一种基于固态切换开关(SSTS)的感应电机类负荷电源快速切换控制新策略,其在各种备用电源与主电源间相位差下,既能够快速将关键负荷从主电源切换至备用电源上,又能够有效抑制电源切换中的瞬态冲击;然后,深入分析了备用电源投入控制过程中感应电机的复杂瞬态,重点讨论了影响瞬态冲击抑制的主要因素;此外,还研究计算了已知备用电源与主电源间具有相位差时控制参数与电流峰值之间的关系,并根据电流抑制需求确定控制参数;最后,通过定子电流计算结果和实测波形,验证了所提电源快速切换控制策略及参数计算的正确性和有效性。

基于边界元法的输电杆塔上分裂导线表面电场数值计算

为了比较准确计算输电导线附近电磁环境,为优化杆塔和线路提供参考,对输电杆塔附近的分裂导线表面电场进行数值分析。根据杆塔的特点,设杆塔模型由一系列圆柱形导体组成,并把圆柱形导体设为线单元。把分裂导线圆柱形表面设成面单元,采用线-面混合边界元法把杆塔和导线作为一个系统进行计算。针对导线表面剖分单元的特点,在高斯积分方法上提出了改进措施,即在剖分单元比较长的方向上增加高斯点,减少计算内存提高效率。同时考虑计算模型两边输电导线的影响和大地镜像的影响。计算结果表明:采用线-面混合边界元法,可以比较准确有效地计算出杆塔附近导线表面电场分布;杆塔附近分裂导线表面电场会明显增大,并随着距离杆塔越来越远,杆塔影响迅速减小,中间相导线受杆塔影响比较大;正常高斯积分长宽比值小于16倍时才比较准确,改进高斯积分后,剖分单元长宽比值64倍时结果仍然比较准确,显著提高了计算精度和效率;当半无限长导线距离计算点较近时对计算结果产生的影响比较大,距离计算点较远时产生的影响比较小。

基于动态电感-励磁电流曲线的特高压变压器空载直流偏磁计算

为提高特高压变压器直流偏磁的计算效率,提出了一种基于L-i(动态电感-励磁电流)曲线的特高压变压器空载直流偏磁快速计算方法。通过增加串联电阻值,提高计算效率与稳定性。利用电压补偿方法有效消除增加串联电阻带来的计算偏差。为讨论L-i曲线方法与常规场路耦合算法的计算区别,根据特高压变压器的实际参数建立磁场模型,计算获得L-i曲线。与常规场路耦合算法相比,该方法根据电流大小通过三次样条插值计算获取动态电感值,无需返回磁场模型计算电感,可在较短时间内进行多个周期计算,提高直流偏磁的计算效率和精确性。

特高压变压器空载直流偏磁计算精度分析

针对特高压变压器直流偏磁计算问题,提出一种空载简化电路模型下的分段解析法,为直流偏磁数值计算奠定基础。根据特高压变压器简化电路模型,推导励磁电流解析式。电感随着电流的变化,分两段取值;电感的取值通过比较电流计算值与临界电流值的大小来判断。设置临界电流误差判据来判别电流计算值是否达到临界电流。分析计算表明,当电阻为实际电阻时,临界电流误差判据严格,可获得直流分量的准确解,临界电流误差判据宽松时,直流分量与准确解出现较大误差,甚至计算错误;通过人为增大串联电阻值,临界电流误差判据可相对宽松,从而获得直流分量近似准确解。在此基础上,以解析解的计算结果为基准,对比分析四阶龙格库塔法数值解。结果表明,步长较大相当于临界电流误差判据宽松,必须加大电阻,直流分量才可与准确解接近;步长较小相当于临界电流误差判据严格,电阻可不必太大。在特高压变压器直流偏磁数值计算中,可通过人为增大串联电阻值和适当减小计算步长来获得较为准确的直流偏磁特性。

计及动态负荷时断续供电节能技术中电源快速软投入控制策略

游梁式抽油机电机系统断续供电节能控制技术中,要求断电运行结束时电源能够在不产生较大冲击电流前提下快速完成全波投入,这与常规软投入控制相比区别在于电源投入控制过程中需要考虑负载转矩和转速的动态变化。为了解决这一问题,提出一种可计及负载动态变化的快速软投入控制策略。首先依据不同转速进行电源投入时的冲击电流特点以及负载转矩动态特性确定最佳电源投入时刻;进一步在合理限制投入初始时刻电流前提下,以全波投入时产生可满足负载需求转矩为目的,制定电源软投入触发角选择方法及控制策略,最终实现在有效限制冲击电流的同时,电机产生与负载相匹配的转矩。将文中所提的控制策略应用于油田现场,并以一台37kW抽油机电机为例,实测不同投入方式时的冲击电流波形,验证其正确性及有效性。

基于串联电阻的特高压变压器空载直流偏磁计算

利用变压器时域场路耦合模型,计算单相特高压自耦变压器的空载直流偏磁特性。通过增加串联电阻值,提高计算电流中直流分量的计算精度。根据不同串联电阻值时的计算分析,得到串联电阻的取值范围。增加串联电阻,改变电路结构,通过电压补偿的迭代仿真计算,可有效消除增大串联电阻值导致的电流计算偏差。求解瞬态电流的四阶龙格库塔法,一次斜率计算,对应一次磁场求解电感计算。适当减小步长,有利于提高计算电流中直流分量的计算精度,降低串联电阻的取值。在稳定性和精确性分析的基础上,进行特高压变压器不同直流偏磁电流下的空载直流偏磁仿真计算,获得励磁电流波形,并分析了电流的谐波成分。

基于轴对称模型的特高压变压器直流偏磁分析

文中针对特高压自耦变压器三维模型直流偏磁计算耗时长的问题,通过分析特高压变压器的磁路结构特点,建立了特高压变压器的等效轴对称二维模型,有效减小直流偏磁计算规模。与三维模型进行对比,验证了轴对称模型的正确性和有效性。轴对称模型能够在较短的时间内完成偏磁计算,有效减少直流偏磁的计算工作量,且计算精度可以保证,相较于三维模型有一定优势。在轴对称仿真模型的基础上,进一步分析串联电阻及时间步长对直流偏磁计算精度的影响,并获得了串联电阻的取值范围。最后,通过时域场路耦合原理进行不同直流电流下的特高压变压器负载直流偏磁求解,分析直流偏磁的电磁效应。结果表明,随着直流偏磁电流的增加,励磁电流及绕组电流波形发生严重畸变,并产生很大的谐波分量,影响变压器乃至电力系统的安全稳定运行。

三维电场多极子曲面边界元方法研究

电力系统中存在大量的静电场问题,边界元法可以有效地分析小规模问题,但是对于大规模问题的分析能力有限。为解决这一问题,通过多极子方法加速基于坐标变换的曲面边界元法,形成多极子曲面边界元法。为适应曲面边界元特点,改进多极子方法中树结构的划分方法。多极子曲面边界元继承了两种方法的优点,通过曲面单元增加计算精度,通过多极子方法加快计算速度,减少内存占用,扩大求解规模。使用不同模型验证了该算法在计算精度和计算效率上有明显优势。应用该算法分析了±350kV单桥臂换流阀屏蔽系统的表面电场强度。多极子曲面边界元法的计算精度高、计算速度快、资源占用少,可以用于分析大规模静电场问题。

应用快速多极子曲面边界元法的换流阀塔电场计算

直流换流阀塔电场的精确快速计算对于阀塔设计具有重要指导意义,但是阀塔结构复杂,规模巨大,多种介质混合存在,数值求解存在较大困难。针对该问题,提出多介质多极子曲面边界元法。以静电场多介质边界积分方程为基础,解决多介质共存问题。提出多介质情况下多极子的展开形式,利用改进的多极子方法加速基于坐标变换的曲面边界元,提高计算精度,降低计算代价。通过带有均压环的绝缘子模型,与不同方法比较验证算法的计算准确度和效率。使用实际换流阀塔模型研究绝缘子对金具表面电场的影响以及绝缘子内部电位和电场的分布情况。最后应用该算法分析±160kV换流阀单桥臂的电场。本文方法适合于分析多介质共存的大规模电场问题,是直流换流阀塔优化设计的有效工具。

换流阀屏蔽系统表面电场对称多极子曲面边界元法研究

为确保柔性直流换流阀运行时不发生电晕现象,需要合理设计屏蔽系统,控制表面电场,但是屏蔽系统结构复杂,数值求解存在较大困难。为准确快速地计算表面电场,提出了对称多极子曲面边界元法。通过多极子方法加速基于坐标变换的曲面边界元,提高计算速度减少内存占用。通过镜像法将封闭的阀厅问题转换为多平面对称问题,同时利用多极展开系数的对称关系和紧致二叉树结构,进一步加快计算速度。使用球模型和实际屏蔽系统模型,与有限元方法对比验证了该算法的计算精度;与不同方法比较验证了该算法在计算效率上的提升效果。最后应用该算法研究了±160 kV换流阀屏蔽系统表面电场,地面、墙壁对于屏蔽系统表面电场影响明显,随着距离的减小影响变大。此方法可以快速准确地计算屏蔽系统表面电场,是优化设计的有效工具。

基于BP算法的片上学习CNN硬件加速器

为了适应便携式应用场合卷积神经网络(convolutional neural network,CNN)硬件加速器片上学习功能的需要,文章设计了一种多核并行运算的CNN硬件加速器,利用运算器内嵌缓存结构与运算过程分割和数据复用,减少运算器和存储器之间的数据交互,提高CNN运算的并行度,提升训练和推理过程的效率。该架构包含1组二维运算阵列和激活函数运算模块,以及相应的数据分配器和指令存储器;以1个16单元的CNN加速器设计为例,验证了所设计CNN加速器架构运行多种CNN模型时的性能和运算准确性。实验结果表明,文中提出的加速器架构与Intel9400F CPU相比,最大误差为8.0437×10^(-6),识别精度下降0.63%,运行速度提高7.67倍。

单相四柱式变压器直流偏磁下的温升试验及仿真分析

基于定制的单相四柱式变压器试验模型,进行直流偏磁下的温升试验,得到结构件表面不同位置的温度随直流偏磁电流增大的变化规律。建立损耗计算模型,计算直流偏磁下各结构的损耗。建立温度场计算模型,给定结构件表面导热系数表达式;有限元软件考虑变压器油的材料参数随温度的变化,将导热系数作为未知变量之一进行求解;计算得到直流偏磁下的结构件的温度分布。试验模型的损耗、温度仿真结果与试验测量结果的误差较小,验证了计算模型和计算方法的正确性。

考虑地下各向异性介质的磁暴感应地电场研究

地质勘测资料表明,地下存在电性各向异性介质,因此在研究地磁扰动(GMD)地电场时需要考虑各向异性介质的影响。建立包含各向异性介质的大地电导率模型,研究电性结构不均匀及各向异性介质对地电场分布的影响。结合新疆地区部分数据构建各向异性大地电导率模型计算GMD地电场。通过各向同性大地电导率模型对比,发现各向异性区域内主轴电导率的变化将会对该区域内相应方向上的地电场及周边的地电场产生影响,其变化规律与各向异性区域周边存在的高导或高阻体相关。结合电网结构参数得到地磁感应电流(GIC),证明虽然地下各项异性介质对地表感应地电场的大小影响较小,但由于计算GIC时通过地电场沿输电线路积分得到等效电压源,存在误差的累积,将使GIC的计算误差增大。