基于功率变化率的刀具破损监测系统

介绍一种以刀具切削功率变化率为信号 ,利用单片机进行处理与判断 ,实现加工过程刀具破损在线监测的系统组成和工作原理 。

考虑电动汽车充放电全程功率变化率和用户舒适度的V2H调度策略

目前对居民区电动汽车(EV)充放电的调度缺乏对用户侧需求的研究,特别是难以兼顾EV用户的经济收益和出行需求。为此,在综合分析居民区日负荷特性以及EV用户需求的前提下,提出了一种考虑EV用户舒适度和充放电功率变化率的汽车与家庭互动(V2H)调度策略,基于遗传算法验证了所提调度策略的可行性和对居民区负荷及EV用户的优化效果。研究了不同的EV渗透率下V2H调度策略的适用性,结果表明EV渗透率的增加可以更好地改善居民区负荷的电网接入特性,且随着EV渗透率的增加,虽然EV用户的经济收益会略有下降,但均能保证EV用户的舒适度达到最大。

“华龙一号”功率量程中子注量率变化率高停堆功能优化研究

功率量程中子注量率变化率(dφ/dt)高保护功能为控制棒失控下落或弹棒事故提供保护,但在正常运行瞬态中,其停堆裕量也相对较低,存在误触紧急停堆的风险。本研究基于对第三代核电“华龙一号”功率量程中子注量率变化率(dφ/dt)高保护功能逻辑和定值的分析,以及对正常运行瞬态过程中子注量率变化率(dφ/dt)、主泵转速和冷却剂平均温度变化特性的研究,提出了冷却剂平均温度修正通道的优化方案。通过系统程序进行建模和模拟,计算结果验证了优化方案的可行性与有效性。优化方案可用于“华龙一号”的持续改进和后续机组,可避免在调试试验、定期试验以及突发的正常运行瞬态中误触紧急停堆的风险,有利于提升核电厂运行的安全性和经济性。

AP1000功率量程中子注量率正变化率高紧急停堆定值和时间常数研究

核仪表系统(RPN)是核电厂仪控系统的重要组成部分。本文介绍了AP1000功率量程中子注量率正变化率高紧急停堆的基本原理,对该紧急停堆信号触发与停堆定值、时间常数、功率变化率的关系进行了分析,并以MATLAB软件为平台,基于弹棒事故和正常运行瞬态两种典型工况的瞬态过程数据,对AP1000功率量程中子注量率正变化率高紧急停堆定值和时间常数的设计进行了仿真验证。

在功率变化交叉闭锁振荡中对称故障的快速识别方法

在电力系统振荡期间,三相有功、无功的变化率分别是两侧系统功角的正弦和余弦函数,经过归一化后,理论上不可能同时低于0.7的门槛,而对称故障发生后,有功、无功的变化率都趋近于零。利用上述特征提出了基于功率变化率交叉闭锁振荡中对称故障的快速识别方法。通过修正后的2点采样值积算法,功率的计算不受频率变化的影响。作为一种积分型判据,其动作稳定性高。仿真结果表明:该方案具有较高的可靠性和速动性,最长动作延时为算法的数据窗长30ms。

考虑功率控制的感应电机控制方法研究

电网负载功率的剧烈变化会引起电网特别是小容量电网的供电质量和稳定性降低,为保证电网供电稳定,需对电网负载输出功率及功率变化率进行限幅控制;负载为电机时,需考虑在电机驱动系统中增加功率控制策略。针对上述问题,首先分析了电机驱动控制系统中的功率控制策略对系统动态性能的影响,通过分析发现低功率变化率限制会引起电机转速超调,进而会造成整个系统控制的不稳定和功率波动,因此提出了一种低功率变化率下的功率补偿算法。然后,通过仿真和实验,证明采取该功率控制方法能够解决转速超调和负载功率波动的问题,且具有良好的动静态效果。

基于形态滤波瞬时功率的新型启动算法

采用现有的基于单一特征量的方法,为了保证保护的可靠性,有时难以兼顾速动性的要求,并且对于弱电源侧发生故障和长输电线末端故障时存在灵敏度不足的缺点。通过分析振荡和故障期间有功变化率的特征,提出了一种基于三相有功变化率的高性能启动算法。仿真实验表明:该算法在纯振荡过程中能够可靠不误动,而在发生故障时能快速可靠启动,实现方便,计算量小,是一种满足高压线路的启动元件。

干式空心并联电抗器绕组绝缘状态在线监测方法

干式空心并联电抗器用于无功补偿与抑制工频过电压,在电网中的数量和容量日益增加,事故率却高居不下,其中,绕组匝间绝缘故障占比高居首位,亟需有效的绕组绝缘状态在线监测手段。利用有限元软件对干式空心并联电抗器进行“场-路”耦合仿真,通过分析其绕组异匝和同匝股间短路的电、磁、力变化特征,研究绕组匝间短路故障的发展过程、形成机理,探求便于故障监测的敏感状态量,提出了基于有功功率损耗变化率的绕组绝缘状态在线监测方法。研究结果表明:绕组异匝股间短路对电抗器电、磁、力等物理参量的影响大于相同位置同匝股间短路工况,且异匝股间短路发生在电抗器绕组端部的影响最大。有功功率损耗对电抗器绕组绝缘故障发展的过程反应敏感、易于监测,可通过选择合适的绝缘故障预警值和绝缘失效值,基于有功功率损耗变化率进行状态判断,能够实时发现电抗器绕组绝缘故障,便于及时采取措施,阻止故障蔓延。

考虑电池寿命和运行控制策略影响的风电场储能容量优化配置

为了满足电网对风电场功率变化率的要求,提出了一种改进的风电场储能容量优化配置方法。该方法计及电池使用寿命以及由此带来的电池更换成本,能够更加精确地反映风电场寿命周期内的储能系统经济性。以风电场寿命周期内储能系统初始购置及更换总成本最低为优化目标,建立了储能容量优化配置模型;将电池寿命和运行控制策略纳入优化模型;并将计及风储联合长期运行的优化模型视为黑盒函数,采用网格自适应直接搜索算法对该黑盒函数进行搜索求解,得到满足风电并网相关技术规定的最佳配置容量。在算例分析中采用实际风电场1 a发电数据进行仿真计算,对比了改进前后优化方法对优化结果的影响,采用改进后的优化方法,风电场寿命周期内储能投资总成本可以降低15%~20%,验证了所提模型及其求解方法的有效性。

交直流混联电网自适应交流过电压保护方案的研究

针对目前交直流混联电网交流过电压保护与直流系统控制保护策略之间缺乏有效配合的问题,以直流系统发生单极闭锁导致功率骤降为例,考虑交流滤波器的动作策略,分析了单极闭锁后交流侧无功功率、有功功率的变化特征,提出一种交直流混联系统自适应交流过电压保护新方案。该方案在直流系统单极闭锁等功率骤降情况下,综合考虑一次设备的耐压水平,在不改变原有交流保护动作特性的基础上,能够自适应调整过电压保护的时间定值,躲过交流滤波器组的切除时间,避免由于过电压保护误动带来的负荷损失;而当交流系统扰动引起过电压时,过电压保护能够按照原有的动作逻辑正确动作,保证设备安全。仿真结果表明,该方案加强了交流系统和直流系统继电保护之间的配合,对保证交直流系统稳定运行具有重要的意义。

基于谐波注入的串联电抗器的减振研究

减振降噪是电抗器在制作和应用过程中需要考虑的重要因素,但目前的减振方法多集中在被动减振方面,无法从根源上减小电磁振动。该文针对串联电抗器提出一种基于谐波注入的主动减振方法。首先,根据串联电抗器的振动加速度与其输入功率变化率的正比例关系推导出功率变化率与输入电流的关系,由于电抗器中注入谐波会改变其输入电流的波形,所以提出通过增加反向奇数次谐波激励来降低电抗器的功率变化率,从而抑制电抗器的振动,并利用遗传算法计算出最优的谐波注入量。然后,建立串联电抗器的电磁-机械耦合模型,基于有限元法计算电抗器铁心的电磁振动,对比分析得到注入谐波后串联电抗器的平均减振效果为12.90%。最后,搭建串联电抗器振动实验平台,得到注入谐波后电抗器的振动加速度平均幅值减小为12.75%,验证了仿真结果的正确性。通过仿真与实验证明了该方法对电抗器有很好的减振效果。

一种基于双门限估计的宽带信号检测方法

本文为了克服传统宽带信号检测算法准确率低、虚警率高的问题,提出了一种基于双门限估计的宽带信号检测方法,对功率谱和功率谱变化率门限进行估计,根据相邻过门限变化率间的功率谱满足功率谱门限的条件,筛选完成信号检测。仿真结果表明,该方法在低信噪比条件下性能优于传统宽带信号检测方法。

适用于单测量端的快速解列判据

在现有快速解列判据的基础上,以减少解列装置的使用量和解列判据的计算量为目的,提出了适用于单测量端的快速解列判据。分析了等值双机失步振荡系统中,快速解列判据组相关量在失步联络线功角超前端和滞后端的变化特征,重点改进这种解列方式的功角变化率判据和有功功率变化率判据,以解决现有快速解列判据的测量点在线路滞后端无法正确识别失步振荡的问题。BPA仿真结果证明改进的快速解列判据在线路任何一端都可有效辨别出线路失步情况。

环形直流微电网故障分析与保护

直流微电网故障的快速检测与切除是提高其运行可靠性的关键。电流差动保护可快速有选择地切除故障,但受短路阻抗影响较大,在高阻抗短路时可能拒动。针对环形直流微电网,文中提出基于母线功率变化率的差动保护,由母线两侧功率变化率作为差动量,在区内故障时,母线功率变化率差动值大于动作值,保护动作切除故障线路。功率变化率差动值与短路电流平方及短路阻抗成正比,相比电流量保护,具有更快的故障识别速度和更高的保护灵敏度。仿真结果验证了所提保护方案具有更好的速动性、灵敏性,提高了环形直流微电网的可靠性和稳定性。

一种改进的模糊控制电容投切方法的研究

为提高无功补偿中电容投切的控制效果,提出一种改进的模糊控制投切方法。该方法采用三输入单输出的形式,以电压、功率因数及功率因数变化率作为输入设计模糊控制系统,既解决了电容投切造成的电压波动问题,又对系统状态进行了有效预判。利用MATLAB软件对其进行计算、仿真,其结果符合无功补偿原则和实际设计要求。这种改进的电容投切方案,消除了不必要的往复投切,避免了投切振荡,提高了系统跟随性,获得了理想的控制效果。

基于变步长扰动观察法的MPPT仿真研究

本文在Matlab/Simulink中搭建了MPPT的仿真模型并分析了最大功率跟踪的意义和方法。本文基于扰动观察法,针对步长选择难的问题提出了一种自动变步长的改进型扰动观察法。此方法结合固定大步长和小步长的优点,在外部条件变化时为大步长可以进行对最大功率的快速跟踪,接近最大功率点后自动变为小步长,可以减小震荡损耗。其中,由于功率变化率和本文希望的步长大小成正相关,所以本文采用实时功率的变化率的绝对值|d P/dt|作为自动变步长的参考参量。且为了减小线路中杂波对系统的影响,防止功率出现"尖峰",本文仿真的功率采样中增加了平均计算模块。最后将改进后的扰动观察算法封装成了模块形式,通过仿真验证了该方法在提高光伏发电效率方面具有可行性和有效性。

送端直流孤岛系统频率限制器优化控制策略

频率限制控制器(frequency limit controller,FLC)作为一种重要的直流有功功率调制手段,可提高交直流混联系统的频率稳定水平,但直流有功功率的调节会改变换流站无功功率水平,进而影响系统电压特性。针对楚穗特高压送端直流孤岛系统,分析了交流系统发生短路故障后,FLC调节有功功率对整流站电压恢复特性的影响机理。在此基础上,提出了基于无功功率变化率的FLC优化控制策略,来提高送端系统的电压稳定性。仿真结果表明,该策略在抑制频率波动的同时,可改善孤岛系统的电压恢复特性。

基于支路势能改进的振荡中心定位方法

针对目前电力系统中运用能量法确定振荡中心时因故障时间未知,积分的起始时间不确定这一问题,提出了基于有功功率变化的支路势能定位振荡中心的方法。该方法首先得到故障后发电机组的之间的分群情况,对机群之间的线路进行重点观测,然后求取线路的有功变化率大于整定值的时刻,以该时刻为支路势能积分的起始时刻对线路进行处理,最后求取势能变化最大的线路即为振荡中心所在的线路并利用振荡中心定义对所求取的结果进行检验。新英格兰10机系统和某实际省级电网算例的计算结果验证了所提出方法的有效性。

20Hz体感振动刺激对脑电特征影响研究

体感振动能够刺激人的体表感觉区,这种刺激传输到躯体感觉神经,进而影响大脑皮层中央后回及中央旁小叶后部的躯体感觉中枢,从而改变大脑功能状态。本研究旨在通过脑电检测方法,研究体感振动对大脑功能状态的影响。分别对12名受试者进行了20Hz体感振动刺激实验,采用相对功率变化率、Lempel-Ziv复杂度和基于互信息的脑网络等方法。结果发现,20Hz振动使得左前额区及左前颞区的脑电信号产生频率跟随响应;而脑网络分析表明:20Hz体感振动刺激使大脑右半脑区的额叶、中央叶、顶叶、颞叶、枕叶之间的信息流传递加强,大脑皮层趋于兴奋。因此,利用20Hz体感振动刺激调节大脑功能状态具有一定可行性。

快速解列判据在多通道互联电网中的应用研究

对快速解列判据在多通道互联电力系统中应用的有效性进行了研究。根据系统振荡机理,以一个三机电力系统不同时解列为例,重点分析论证了快速解列判别通道失步振荡与否的判据:功角变化率判据和有功功率变化率判据,在本三机系统振荡模型不同时解列时应用的理论正确性。在三机系统上使用BPA仿真,用来初步验证本判据对多通道不同时解列结论推理的合理性,同时也验证了快速解列判据在复杂多通道电力系统的适用性。在南方电网模型中仿真,进一步验证在多通道不同时解列时,使用快速解列判据可加速剩余通道解列进程,提高子系统的稳定度。