基于等效电流源的级联混合直流馈入系统强度影响分析

级联型混合直流系统受端的模块化多电平换流器高压直流系统(modular multilevel converter high voltage direct current,MMC-HVDC)和电网换相换流器高压直流系统(line commutated converter high voltage direct current,LCC-HVDC)会因馈入点电气距离较近而存在强相互作用关系。为明确级联型混合直流馈入系统中MMC-HVDC对LCC-HVDC系统强度的影响,提出考虑幅值和相位的MMC等效电流源的简化等效方法,基于所提MMC等效原理将级联型混合直流馈入系统等效成单馈入LCC-HVDC系统,分析等效单馈入系统的参数计算方法,并提出等效单馈入短路比评估指标。最后通过该指标分析归纳了不同控制方式、不同电气距离下等效单馈入系统的系统强度变化情况,即为MMC-HVDC对LCC-HVDC系统强度的影响规律。机理分析和基于PSCDAD/EMTDC、MATLAB的仿真结果表明,所提等效方法具有有效性且所提指标能很好地反应MMC-HVDC对LCC-HVDC系统强度的影响。

基于等效电流密度模型的多层有限长螺线管轴线磁场分析

为了解决短杆轴向霍尔磁场探头现场校准的难题,提出了采用便携式有限长螺线管作为标准磁场发生器的方法。建立圆柱坐标系下螺线管线圈模型,并提出等效电流密度(ECD)法,结合Biot-Savrt定理及磁场叠加原理,计算其轴线磁场强度,获得多层有限长螺线管轴线磁场的分布规律。同时,建立了多层有限长螺线管静磁场有限元模型,仿真计算获得给定激励电流条件下的空间磁场分布情况。根据理论分析结果,设计了中心磁场100 mT的螺线管试验样机,对ECD模型理论计算结果、仿真分析结果和样机测试数据进行对比。结果显示,在螺线管中心处,理论计算与仿真结果偏差在0.1%以内,试验测试结果与理论计算偏差在0.8%以内。分析结果验证了ECD法分析螺线管轴线磁场的有效性。该方法对于提高螺线管结构设计效率、优化设计参数等具有重要意义。

磁暴期间极区电离层等效电流无旋分量变化1.个例分析

磁暴期间极区电离层电导率分布发生变化,导致场向电流和电离层电流无旋分量形成的电流回路也随之发生复杂变化.通过地磁反演获取极区电离层等效电流,有助于分析磁暴期间上述电流回路变化规律.本文应用低秩近似方法实现了极区INTERMAGNET地磁台网磁扰观测资料的反演,获得了2015年9月20日、11月30日两次典型磁暴活动期间北半球极区电离层等效电流信息,重点考察了无旋分量在磁暴期间变化规律.主要结论有:电离层等效电流包含无源分量和无旋分量,磁暴期间总体呈现为无源分量主导,无旋分量占比较少的特征;磁暴急始阶段,地磁场扰动源主要来自磁层顶,电离层电流没有明显变化;磁暴主相阶段,极区电离层等效电流无源分量呈双涡结构,与以往的研究一致,而无旋分量主要由晨侧流向昏侧;恢复相阶段,极区地磁活动减弱,等效电流无源分量双涡结构发生演化,无旋分量中由日侧流向夜侧的电流成分增加;恢复相后期等效电流无旋分量主要由昏侧流向晨侧,与主相时相比流向相反.无旋电流流向的变化能够反映场向电流在电离层中的闭合电流的总体流向变化,流向出现反转可能是受场向电流变化的影响.

地磁低点位移与地磁场等效电流体系关系的初步研究

利用地磁内外源场分离的方法,反演得到了1997年11月8日玛尼地震和1998年1月10日张北地震前地下和空间等效电流体系的演化图象,并分析研究了地磁低点位移出现前后等效电流体系变化特征.结果表明,内、外场等效电流体系的变化与地震"低点位移"异常现象有着内在的联系,等效电流体系变化可能是地磁低点位移异常现象产生的原因之一.随着我国地磁台站的加密建设,势必可以得到更为精确的地磁场等效电流体系的演化特征,更有利于地震预测的研究.

Sq等效电流在太阳活动周中的分析研究

Sq电流体系的产生与太阳密切相关,太阳的活动情况会对Sq电流体系造成直接的影响.本文应用1996年至2006年(第23太阳周)INTERMAGNET地磁台网以及中国地震局地球物理研究所国家地磁台网中心的全球地磁场观测数据,通过球谐分析的方法建模,对11年期间每月Sq内外源等效电流体系进行分离,分析Sq内外源等效电流在太阳活动周中的变化情况.结果表明,Sq内外源等效电流强度与太阳黑子的变化具有较高的相关性和一致性,内外源等效电流强度在太阳活动高年期间明显大于其在太阳活动的上升年和下降年期间的强度;Sq内外源等效电流焦点的纬度变化与太阳活动没有显著的一致性;Sq内外源等效电流强度的季节效应在太阳活动的高年和低年具有显著的差别,太阳活动高年期间等效电流强度在分点季节最大,而在其他年份南北半球的等效电流强度都是在各自半球的夏季达到最大.

汶川8.0级地震前地磁低点位移与内外源S_q等效电流体系关系的研究

本文利用球谐分析方法构建内外源Sq等效电流体系反演模型,对2008年汶川8.0级地震前的4月24日及5月9日两次地磁低点位移日前后共10日的内外源Sq等效电流体系进行逐日反演,并结合Dst磁暴指数分析研究地磁低点位移和电流体系之间的关系。研究发现:低点位移发生当日内外源等效电流体系南北半球电流涡中心强度都有减小的趋势,且内源场减小的幅度更大。低点位移发生日内源等效电流体系电流涡中心可能会发生纬向偏移现象。

相量测量单元测量值对状态估计中等效电流量测变换算法的影响

针对同步相量测量单元(PMU)能够直接测量母线电压相量的特点,分析了引入 PMU测量值对电力系统状态估计的影响。首先修正等效电流量测变换算法,提出了极坐标系下的全雅可比矩阵算法和简化雅可比矩阵算法,分别从增加PMU 节点电压量测方程、以 PMU 测量值作为迭代初值、修正等效电流量测计算公式以及修正雅可比矩阵四方面分析了引入 PMU测量值对算法迭代次数和滤波效果的影响。理论分析和算例结果表明,PMU测量值在这四方面对算法的迭代次数和滤波效果均有影响,有些影响还与 PMU 的数量有关。

基于等效电流量测变换的状态估计及不良数据检测与辨识方法

针对输电系统和配电系统量测类型多样性及传统快速解耦状态估计算法的不足,作者讨论并发展了一种基于等效电流量测变换的状态估计及不良数据检测与辨识方法。该方法是通过对量测系统的实际量测进行等效电流量测变换,并根据误差传播理论改变相应的量测权值而推导出来的。它不仅保留了传统状态估计算法的快速解耦特性,并在无任何假设的情况下实现了雅可比矩阵的完全常数化,算例分析表明,该方法快速有效,对r/x的比值不敏感,并能有效地处理不良数据,能较好地应用于输电系统和配电系统的状态估计计算。

极坐标系下的快速等效电流量测变换状态估计方法

利用SCADA系统提供的多种类型量测数据,推导出极坐标系下的等效电流量测变换算法。为了提高计算速度,采用了快速解耦法的两个合理假设条件,将雅可比矩阵简化为常数矩阵,并根据该矩阵的特点对信息矩阵进行分块化简,最终得到解耦的信息矩阵,将信息矩阵规模最终减少到常规算法的1／4。此外,还提出了一种直接生成信息矩阵的方法。理论分析与WSCC和NewEngland两个系统的算例表明该方法具有简单、快速、线性收敛的特点,能够满足大型电力系统实时状态估计的需要。

基于奇异值分解和等效电流量测变换的电力系统状态估计

针对电力系统状态估计中处理病态问题的不足,提出一种基于奇异值分解和等效电流量测变换的状态估计方法。该方法利用PMU和SCADA量测构成的混合测量系统,运用直角坐标形式等效电流量测变换技术处理节点注入功率量测和支路功率量测,把信息矩阵转换成常数矩阵,再运用奇异值分解求解量测方程。在迭代求解中只需进行一次奇异值分解,提高了算法的计算效率。奇异值分解无需对系统进行可观性分析,能很好地处理病态或接近病态问题,使系统鲁棒性增强。通过仿真测试,验证了所提方法的正确性和有效性。

基于等效电流量测变换的电力系统状态估计方法

针对输电系统和配电系统量测类型多的特点 ,采用了以等效电流量测变换技术来求解电力系统状态估计的方法 ,并推导了基于等效电流量测变换状态估计的具体求解过程。文中将各种类型的量测变换为等效电流量测进行状态估计 ,同时根据误差理论将原始量测的权重也对应变换成等效电流量测的权重。理论分析和算例结果表明 ,利用等效电流量测变换技术进行状态估计快速、有效、实施方便 ,符合当前电力系统在线应用的实际要求。

计及等效电流量测变换及坏数据辨识的状态估计方法

针对输电系统和配电系统量测类型多样性及传统状态估计算法的不足,讨论并发展了一种基于等效电流量测变换的状态估计及坏数据检测与辨识方法。该方法是通过对量测系统的实际量测进行等效电流量测变换,并根据误差传播理论改变相应的量测权值而推导出来的,其不仅保留了传统状态估计算法的快速解耦特性,并在无任何假设的情况下实现了雅可比矩阵的完全常数化。算例分析表明,该方法快速有效,并能有效地处理不良数据,能较好地应用于输电系统和配电系统的状态估计计算。

井地联合瞬变电磁等效电流环场与纯异常场近似性研究

井地联合瞬变电磁勘查方法将地面和井中装置组合起来,充分利用已有钻孔,兼顾地面面积性测量和沿钻孔深部测量的双重优势,可获取更丰富的矿体信息。为研究瞬变电磁井地联合装置条件下地面和井中瞬变响应特征,这里首先描述了矿体受激发所产生的涡流场的建立与消失过程,根据毕奥-萨伐尔定律可以推导出自由空间中圆形电流环的磁场三分量表达式,根据本征电流等效模拟法可以计算出纯异常场,针对常见的水平板体、垂直板体、倾斜板体三种不同模型,采用商业化软件MAXWELL进行了板体响应模拟计算,分析了电流环场逼近纯异常场的合理性和近似程度,为基于电流环的异常场特征研究和解释方法的推演提供了借鉴。

基于等效电流模型的永磁多自由度电机位置检测方法的研究

提出了一种新的永磁体磁场建模方法及三自由度电机转子的位置检测方法。根据分子环流假说和毕奥-萨伐尔定律将圆鼓形永磁体等效为相应的电流模型,从而得到永磁体的静磁场,再经过一定的坐标变换,将静磁场变为运动的旋转磁场,并通过一组霍尔传感器获得永磁体的实时位置。通过对永磁体的磁场建模进行仿真验证,并且与多项式近似法进行误差的对比,从而验证方法的可靠性。

用于多导体传输参数提取的等效电流密度法

针对电信号的有效传输受外界环境引起自身参数变化的问题,提出了一种基于有限元方法求取传输参数的等效电流密度法.通过对实验中电路参数法的研究,建立了传输电缆中的多根铜芯相互作用模型.分析了导体间涡流作用的形式,求取此作用产生的感应电压和电流密度重新分布参数,由此推导出电阻和电感传输参数求解公式,由有限元方法实现了参数提取.仿真结果表明:这种方法能够实现多导体模型电阻和电感参数的有效提取;当信号频率升高时,交流电阻及功耗有所增加;电阻和电感参数均有相应的频变特性,即在特定频段内呈线性变化.

基于等效电流法的随钻核磁共振主磁体优化

随钻核磁共振测井技术具有测量准确可靠、可提供多种储层参数等特点,已成为当今主要的测井手段之一。探测过程中,提高目标区域主磁场的均匀度能有效提高核磁共振信号的信噪比。本文针对现有Jackson结构的随钻核磁共振磁体,提出了一种基于等效电流模型的结构优化方法。在建立圆柱形永磁体的数学模型时,将其等效为沿圆柱外侧面环向流动的等效面电流,推导出圆柱形磁体周围磁感应强度的解析表达式;然后以目标区域磁场均匀度为优化目标,建立了磁体结构优化的非线性规划模型;最后与有限元算法的结果进行了对比,在效率显著提高的情况下,得到了一致的结果。

玻璃电熔窑Scott供电时内部等效电流分析

针对玻璃电熔窑电极非完全对称布置下采用Scott供电时所出现的问题,通过电工理论分析,计算非完全对称布置下 Scott供电的电极间内部等效电流的变化规律,从供电的角度分析问题可能出现的原因,证明传统的完全对称的布置方式供电更合理、更有利于玻璃熔制。

全等效电流积分方程法分析微带天线

提出了一种分析微带天线的新方法———全等效电流积分方程法。根据等效原理 ,用等效表面电流表示金属导体影响 ,用等效体极化电流来取代介质结构影响 ,建立全等效电流积分方程 ,结合空域矩量法来求解整个微带结构的电流分布。采用该方法可以分析任意结构的微带天线 ,只需用最简单的自由空间格林函数而无须求解复杂的谱域或空域格林函数 ,避免了无穷积分或Sommerfeld积分 ,且在分析中精确考虑了有限尺寸金属接地板的影响。用该方法分析了矩形微带天线 ,计算结果与其它文献给出的结果一致 ,证实了该方法的有效性。

等效电流偶极子(ECD)模型在MCG场源定位中的应用

等效电流偶极子 (ECD)模型具有简要明确性 ,已经在心磁图 (MCG)的逆问题中 ,如确定WPW综合症、心脏异常搏动根源、心律失常等方面 ,得到广泛应用 .在多通道体表电势图 (BSPM )的测量中也应用ECD .本文讨论用ECD的定位方法 ,临床研究仿真对ECD获得结果的描述 ,造影与动物研究和体导体模型的影响 .

基于等效电流分解模型的模块化多电平交—交变换器控制方法

交—交变换器作为电能变换的关键环节,在统一电能质量调节器、电力机车牵引和变频电源等领域具有重要作用,模块化多电平交—交变换器(AC/AC-MMC)是直接交—交变频中具有广阔发展前景的一种拓扑结构。首先根据单相AC/AC-MMC桥臂电气量与输入、输出间的关系,推导得到输入回路、输出回路、环流回路相互解耦的等效电流分解模型,实现输入、输出及相间环流回路的独立控制;然后,建立关于该模型及电容电压平衡控制的性能指标评估函数,提出一种基于桥臂电平数遍历模型预测控制(MPC)方法,该方法以性能指标最优为目标,选取桥臂输出电平数最优值,实现对输入电流、输出电流、环流的准确跟踪,以及对子模块电容电压的平衡控制;基于所提MPC方法,提出子模块内部损耗均衡控制优化方法,通过均匀分配子模块左、右桥臂开关状态,实现子模块内部损耗均衡分布,提高系统运行可靠性;最后,搭建PSIM仿真模型,验证所提控制方法的可行性和有效性。