非瞬时平衡相态对凝析气近井高速流动区动态饱和度的影响研究

目前在研究凝析气的渗流和相态问题时 ,当地层压力降低到露点压力以下后 ,采用的都是等温瞬时平衡的概念 ,而在凝析气井生产过程中 ,当近井带压力降至体系露点以下 ,由于气相的高速流动 ,气液相并不充分接触 ,液相析出后运动滞后而逐渐沉积 ,部分液相组分会因高速气流夹带而呈气相运动一段距离后才变成液相析出 ,也就是说液相析出量的多少要受到平衡时间的影响。文章从体系的强度性质出发 ,引入平衡时间因素建立非瞬时平衡相态描述方法 ,利用LHSS方程研究了凝析气井近井地带高速流动区在非瞬时相平衡条件下凝析液的析出和温降。结果表明 ,由于非瞬时平衡作用导致高速流动区液相析出量减少 。

气囊技术用于瞬时平衡系统的方案探讨

本文针对水下垂直发射导弹时潜艇的瞬时平衡问题，提出了用气囊充气排水法作为瞬时平衡技术的方案，并就气囊方案的有关问题进行了较为详细的分析和论述。

水下垂直发射导弹潜艇瞬时平衡定量吹除控制方法

本文针对潜艇水下垂直发射导弹时潜艇平衡问题，提出了关于潜艇保持瞬时平衡的崭新的控制方法，即定量吹除液位控制法，并就该控制法的理论计算和系统设计有关问题进行了较为详细的论述。

桥梁主梁颤振临界风速预测的瞬时功率平衡算法

桥梁跨度的持续增大导致其风致振动问题尤为突出,其中颤振失稳作为一种发散性振动是大跨度桥梁抗风研究的关键内容。基于颤振临界状态瞬时功率平衡的思路,采用非线性优化提出一种大跨度桥梁颤振临界风速预测的算法。针对弯扭耦合的两自由度运动系统,二维桥梁断面的风致自激力和结构力对系统的能量贡献依赖于折算频率、风速以及竖向与扭转运动的幅值比和相位差。由此根据颤振临界状态瞬时功率平衡的原则,将颤振临界状态的预测转变为瞬时功率平衡目标函数最小值的求解问题。采用薄平板断面进行颤振临界状态分析,通过与节段模型风洞试验和经典二维颤振分析方法结果对比,验证基于瞬时功率平衡颤振分析方法的可行性和准确性。相较于以受力平衡为主要特点的传统分析方法,所提方法更加清晰且量化地呈现出颤振过程多种气动力分量之间的贡献关系,能够精准描述桥梁断面颤振发生时的系统状态,实现结构颤振临界状态的合理评估。

有源滤波装置直流侧电压控制瞬时能量平衡建模

针对有源滤波装置直流侧电压进行更为有效控制的问题,文中应用瞬时能量平衡建模法推导出了一种用于三相三线有源滤波装置(APF)的直流侧电压控制数学模型。基于推导的数学模型利用经典控制理论得到稳态模型框图。根据比例积分调节器的闭环控制模型和劳斯判据中系统稳定条件,研究了系统的稳定性,并详细讨论在闭环控制方式下比例积分调节器的比例系数KP和积分系数KI的选取原则。仿真和实验结果验证了文中提出的比例系数KP和积分系数KI的选取原则是切实可行的,同时表明比例积分调节器闭环控制对于有源滤波装置直流侧电压控制具有较好的相对稳定性。

应用于不平衡系统的STATCOM电压控制新方法

静止无功发生器(STATCOM)在稳定接入点电压时,常采用双环控制法,但该方法存在多个PI调节器,难以实现,同时也没有考虑电网电压三相不平衡的问题。本文采用瞬时功率平衡原理,将参考电流信号直接变换为参考电压信号,省去了传统双环控制中的电流内环PI调节器,同时引入负序电压前馈环节以维持接入点电压保持三相平衡,并推导了负序电压情况下逆变器输出电压和输出电流之间的代数关系式。考虑到瞬时功率平衡原理需要STATCOM的等效电阻和等效电感值,而这两个参数值一般难以精确测量,为此根据反馈信息不断修正这两个参数的测量值。仿真分析和试验结果表明,所提出的控制方法在稳定接入点电压的同时,能有效维持接入点电压三相平衡。

考虑局部非热平衡的流体层流横掠多孔介质中等温平板的边界层分析

在考虑流体和多孔介质之间瞬时局部非热平衡的前提下,对流体强迫层流横掠多孔介质中等温平板的二维流动应用Brinkman-Forchheime-extended Darcy模型建立守恒方程组。对方程组进行数量级分析简化,应用积分法进行近似计算,得出了速度边界层厚度、热边界层厚度、壁面黏性摩擦系数和对流传热系数的计算公式。结果表明:在多孔介质中沿平板的速度边界层厚度与光板时明显不同,在平板前端迅速增长,随后逐渐变得平坦,趋于一个恒定值;而热边界层厚度则与光板时类似。

欠平衡钻井关井过程的储层损害分析

欠平衡钻井关井过程中,循环压耗的消失,使储层产生的天然气侵入井筒,且在环空滑脱聚集上升,导致井底压力发生变化。此时,如果井底压力高于储层压力,则发生钻井液瞬间侵入储层,造成比过平衡钻井更严重的储层损害,所实施的欠平衡钻井技术就不能达到保护储层的目的。本文针对冀东某井欠平衡井关井气侵的实际工况,建立了相应的储层-井筒耦合模型和储层损害模型,对井底压力变化进行了动态数值计算及储层损害评价。计算结果表明,瞬时关井产生的水击压力使井底压力陡增,2分钟后井底压力回到欠压状态,随着关井时间的增加,气体滑脱造成井底过平衡,此时不采取相应的排气灌浆措施将对储层造成更严重的损害。本文将为欠平衡储层保护和合理设计钻井参数提供有力的技术支持。

Fe(Ⅲ)水解过程中的Fe同位素分馏研究

三价铁水解是铁地球化学循环中的一个重要过程,在一定程度上控制了铁在水体中的运移和再分配。实验研究了Fe(Ⅲ)在20℃和46℃水解生成沉淀过程中,上清液的存在形态以及该过程导致的Fe同位素分馏。20℃水解实验有两个时间长度,分别是95天和130天,水解实验结束时上清液中的Fe(Ⅲ)主要以胶体形式存在。不同的水解时间导致的Fe同位素分馏在误差范围内是一致的。20℃水解实验结束时上清液和沉淀之间56Fe/54Fe的同位素组成之间的差异Δ56FeFe(Ⅲ)sup-Fe(Ⅲ)pre为1.15‰;46℃水解实验的时间长度为95天,结束时上清液中的Fe(Ⅲ)主要以离子形式存在,46℃水解实验结束时Δ56FeFe(Ⅲ)sup-Fe(Ⅲ)pre为1.37‰。通过瑞利分馏的公式计算出20℃和46℃时Fe(Ⅲ)水解过程中沉淀和上清液间的瞬时平衡分馏系数分别为0.999 121和0.999 260。

离散相似法在空-空导弹数字仿真中的应用

为满足空-空导弹火控系统解算攻击区的实时性要求,提出一种新的快速仿真方案。在六自由度弹道模型基础上进行合理有效地简化,基于瞬时平衡假设建立了导弹质心运动方程。采用时域离散相似法将导弹质心运动方程进行了离散化处理。通过传统模型、变步长积分模型、气动系数拟合模型和离散模型的仿真结果比较,表明气动系数拟合模型虽然运算速度最快但仿真精度最差,而离散模型不仅能大幅提高仿真速度,还能保证较高的计算精度,从而为空-空导弹攻击区快速解算提供了一种合理可行的方案。

新型刚体进动演示仪及其现象分析

对新型的教学用刚体进动演示仪 ,建立了其动力学模型以分析其动力学机理 .通过瞬时平衡点分岔分析发现 :直立现象的原因是由于系统的有接近 π2 的稳定瞬时平衡点 ,而存在两种倾翻可能 (内倾或外倾 )

弹道导弹拦截过程仿真研究

为了在三维空间采用比例导引律攻击目标,文中将空间中导弹和目标的运动分别投影到两个正交平面内分别建立比例导引的动态方程。然后在仿真阶段建立一个分布式计算机仿真系统,进而实时地研究了整个拦截过程。

静止无功发生器与晶闸管投切电容器协同运行混合无功补偿系统

提出一种低成本混合型无功补偿系统(hybrid var compensator,HVC),它由一台较小容量的静止无功发生器(staticsynchronous compensa tor,STATCOM)和较大容量的多组晶闸管投切电容器(thyristor switched capacitor,TSC)构成,其中STATCOM用以实现快速连续无功调节,TSC实现无功的大容量分级调节,二者协同工作使HVC系统兼具STATCOM快速连续无功补偿及TSC低成本大容量无功补偿的优势,实现低成本大容量的无功连续补偿。在分析HVC基本工作原理的基础上,提出基于专家决策的HVC协调控制方法,实现离散子系统TSC和连续子系统STATCOM的协调控制,确保HVC能进行快速大容量的无功补偿,针对传统的STATCOM串级电压控制器中调节器多、控制器参数难以设计的缺点,提出基于瞬时功率平衡的电压控制策略,以降低STATCOM控制复杂度,提高可靠性,使系统更易于实现。仿真及现场应用结果证明HVC能够实现无级连续无功补偿,并且成本低,在满足高电耗企业节能降耗需求的基础上,为应用单位减少了投资。

一种改进的i_p-i_q无功电流检测方法及其应用

静止无功补偿器(STATCOM)是一种广泛应用的动态无功补偿装置,其指令电流检测一般采用i_p-i_q运算方式。但是,传统的i_p-i_q运算方式直接把负载电流无功分量作为STATCOM输出无功电流指令值,这就要求STATCOM的安装位置必须与负载电流检测点一致,限制了STATCOM位置的灵活选择。针对此问题,提出了一种基于瞬时功率平衡原理的改进的ip-iq无功电流检测方法,该方法引入了检测点与补偿点两处的电压相位信息,使得STATCOM补偿点的位置不再受负载电流检测点的限制。将改进的ip-iq电流检测方法应用到跨变压器STATCOM系统中,仿真结果验证了所提方法的正确性和有效性。

基于多模型PI的STATCOM直接电压控制方法

针对静止同步补偿器(STATCOM)电压控制问题,提出了一种基于多模型PI的STATCOM控制方法。该方法将多模型方法和PI控制方法相结合,控制器采用PI控制器结构,具有结构简单、计算时间短、易于实现等优点。同时利用多模型的方法,来适应不同冲击性负载下接入点电压幅值降低的不同给PI控制器造成的影响,从而满足接入点电压控制的精度与速度。仿真研究表明,多模型PI控制器相比一般PI控制器,具有更强的对于接入点电压变化的适应能力和更高的补偿精度,证明了所提方法的有效性。

配电网静止同步补偿器的无电流传感器电压控制策略

配电静止同步补偿器(D-STATCOM)通过与电网交换无功功率可以有效地改善电压质量。重点论述了D-STATCOM用于维持公共连接点电压恒定且平衡的控制策略。以瞬时功率理论为基础,分析了D-STATCOM系统中的功率交换关系,得到D-STATCOM输出电压正序分量和负序分量与相应输出电流的关系式。提出了D-STATC0M的无电流内环的电压控制策略,省去了电流传感器及相应的信号调理电路。与传统的电压外环/电流内环相比较,该控制策略具有结构简单、容易设计等优点。整个电压控制器采用了正序电压控制器和负序电压控制器相叠加的结构,仿真和实验结果表明,所提电压控制策略在实现公共连接点电压维持恒定的同时能实现三相电压的平衡。

STATCOM电压控制新方法

针对静止同步补偿器(STATCOM)控制电压时往往需用多个PI调节器,并未考虑三相电压不平衡的不足,提出了一种基于瞬时功率平衡原理的自适应电压控制新方法。先在dq坐标系中利用能量守恒原理推导出逆变器输出电压和输出电流之间的代数关系,从而将参考电流信号直接变换为参考电压信号,省去了传统双环控制中的电流内环PI调节器。然后引入负序电压前馈控制以补偿电网不平衡电压。最后利用每次输出的偏差在线修正瞬时功率平衡原理需要的STATCOM等效电阻和等效电感这两个一般难以精确测量的参数值。仿真分析显示,采用所提出的控制方法后,STATCOM在稳定接入点电压的同时,能有效维持接入点电压三相对称,证明了所提出的控制方法要优于传统的双环控制。

大功率电能质量信号发生装置设计及实验研究

详细阐述了基于交-直-交拓扑的大功率电能质量信号发生装置设计方法,主要包括整流侧滤波电感、逆变侧输出滤波器和直流侧电容设计等;采用瞬时功率平衡原理,在含有谐波的情况下建立直流电压的精确数学模型,用于指导直流电容设计;研制了试验样机并进行实验研究。实验结果验证了设计参数和结论的正确性及有效性,所研制的样机能够实现单位功率因数整流,并能产生各种包括电压跌落、闪变、骤升、中断、凹陷、谐波等电能质量信号。

基于复矢量PI调节器的四象限级联型变频器PWM整流控制策略

在分析四象限级联型变频器功率单元数学模型的基础上,以输入和输出瞬时有功功率平衡为控制目标,给出了PWM整流电流指令。为保证各频率电流的准确跟踪,提出了复矢量PI(complex vector PI,CVPI)调节器,实现了各频率电流的完全解耦控制,论证了CVPI调节器相比传统调节器,对谐振频率变化具有更好的鲁棒性。同时,建立了基于卡尔曼(Kalman)滤波的直流母线输出电流辨识模型,实时地辨识电流大小及其频率。构建了功率单元实验平台,对所提控制策略的正确性与可行性进行了实验验证。

抑制直流母线电压波动的四象限级联型变频器前馈控制策略

四象限级联型变频器功率单元H桥的瞬时输出功率以2倍和4倍频率脉动,使得直流母线产生2次和4次纹波电压。单个功率单元输入端PWM整流器采用前馈控制策略能有效抑制母线电压波动,且总的并网电流无低次谐波。从功率单元的数学模型出发,推导出输入输出的瞬时有功功率,提出了基于瞬时abc理论的瞬时有功电流前馈控制来抑制直流母线电压波动,同时建立了基于Kalman滤波的负载电流估计模型。最后通过功率单元实验测试,验证了控制策略的可行性。