基于量测数据的风电场等效虚拟惯量评估方法

研究风电场等效虚拟惯量评估方法可以定量掌握风电场对电网的惯量贡献。已有方法通过建立含有虚拟惯量控制的风电机组简化模型并结合转子运动方程推导出风电场等效惯量的计算公式,但该方法却存在所需参数众多且不易获得的问题。对此,提出一种从易于获得的量测数据中求取风电场等效惯量的方法。首先,介绍了风电虚拟惯量的概念。其次,对风电机组惯量响应过程中自身动能和输出电能的转换进行分析,并根据能量守恒原理提出一种利用风电场公共耦合点(point of common coupling,PCC)有功-频率量测数据进行计算的惯量评估方法,该方法可以避免基于系统辨识方法在评估过程中对辨识模型降阶所带来的误差,从而得到更高精度的惯量评估结果。最后,在PSASP中建立仿真算例验证了所提方法的有效性和优越性。

风电场等效虚拟惯性时间常数计算

随着风电渗透率不断提高,应用虚拟惯性控制技术解决频率事故下的频率安全问题是未来电网发展的必然需求,含风电虚拟惯性控制的动态频率特性研究也将是电力系统要面临的新问题。文中研究了双馈型风电场等效虚拟惯性时间常数HeqWF的定量表征方法。定义HeqWF并阐明了其物理意义,分析了求解HeqWF与研究电网动态频率特性的关系;建立了含虚拟惯性控制的双馈风电机组简化模型和风电场模型,计算求得了HeqWF频域和时域解析解。通过计算值与仿真值比较验证了HeqWF的正确性和精确性,并探明了HeqWF的时变特性和形成机理。

风电场等效虚拟惯量快速估计方法

普及推广风电虚拟惯性控制技术,是保障含高比例风电电力系统频率稳定运行的重要需求,但当前缺乏精确估计风电场等效虚拟惯量的理论方法,不能定量评估风电场对电网的惯量贡献。鉴于此,针对风电场等效虚拟惯量的快速时变特征,提出应用受控自回归辨识模型和基于时变遗忘因子的递推最小二乘辨识求解算法,估计出风电场等效虚拟惯量。所提辨识模型和算法具有快速跟踪能力和良好收敛性,能精确估计风电场快速时变的等效虚拟惯量。在辨识求解中,只需量测风电场公共耦合点(point of common coupling,PCC)的有功功率和频率扰动信息,数据易于获取、实用性强,可良好推广应用。最后通过算例系统验证了辨识模型与方法的有效性和精确性。

中国海洋等效虚拟水初步测算及结构性特征分析

本文提出"海洋等效虚拟水"概念,以陆海统筹思想为指导,采取陆海同功能产品或服务可等效转换的思路,从食物、废水净化、发电三个角度分别提出"海洋食物等效虚拟水"、"海洋环境等效虚拟水"和"海洋能源等效虚拟水"。以中国沿海地区为研究区域,探究在海洋开发与利用过程中海洋产品或服务对陆地淡水资源的等效替代能力。研究结果显示,中国海洋等效虚拟水总量呈U型变化趋势,从2006年的182.05亿m3,先下降到2011年的145.03亿m3,又上升到2014年的165.68亿m3。研究期间海洋等效虚拟水含量占用水量的比例达6.4%,未来海水养殖等效虚拟水和海上风电等效虚拟水的显著增加将促进海洋等效虚拟水含量进一步升高。此外,本文根据中国海洋等效虚拟水结构性特征提出优化方向,并根据各省市海洋等效虚拟水结构性特征提出具体的优化设计,为中国沿海地区海洋等效虚拟水的发展提供借鉴。海洋等效虚拟水的稳定供给必须在海洋资源、环境可持续发展的前提下实现,合理利用海洋实现陆地水资源补充是解决沿海地区未来水资源难题的重要途径。

基于等效横观各向同性虚拟材料的固定结合部建模方法

为提高固定结合部的建模精度以及通用性,考虑固定结合部在法向和切向的不同特性,提出利用横观各向同性虚拟材料等效的固定结合部动力学参数化建模方法,将固定结合部两接触面的微观接触部分等效为一种等截面的横观各向同性虚拟材料,等效虚拟材料与两侧零件均为固定连接。基于接触分形理论和固定结合部接触刚度分形模型,根据横观各向同性材料弹性常数的定义,理论推导了等效虚拟材料弹性常数以及密度的理论计算模型。在此基础上,对具有固定结合部的试验模型进行了有限元建模与模态分析,进而将理论分析模态与试验模态进行比较,结果表明:试验模型的理论模态与实验模态的前6阶振型完全一致,相应固有频率的相对误差的绝对值在10%以内,说明了建模方法的正确有效性,为数控机床固定结合部动力学建模提供了一种新的方法,实现了固定结合部动力学建模与有限元分析软件的无缝衔接集成。

基于虚拟等效电感的特高压调压变压器励磁涌流判别算法

针对1 000 k V特高压试验示范工程现场调试过程中特高压调压变压器差动保护的典型误动案例,分析了现阶段采用的二次谐波分相闭锁判据在识别调压变压器励磁涌流时存在的局限性。为解决实际工程中无法直接测量调压变压器一次绕组端口电压问题,基于特高压变压器的本体结构特点设计一种获取调压变压器一次绕组端口电压的方法,同时提出一种基于虚拟等效电感分布特性识别调压变压器励磁涌流的判别算法。基于数字仿真对比分析了二次谐波分相闭锁判据和波形对称制动原理应用于调压变压器差动保护存在的不足,而基于虚拟等效电感分布特性的算法识别特征明显,能够可靠灵敏地识别励磁涌流和内部匝间短路,有效地解决了传统判据在调压变压器差动保护中存在的误动和拒动问题。

基于虚拟柱状等效模型的桩基沉降位移计算方法

根据软土地层桩基工程特性,提出符合工程特点的虚拟柱状结构模型,建立桩基沉降位移理论解.研究软土地层中桩基荷载的传递特性、桩基承载模式及其随荷载与环境条件逐步演化的动态关系.结果表明:桩基存在摩擦承载和摩擦+桩端承载模式,且随桩顶荷载、施工和环境因素显著变化.同时,受荷载的传递规律影响,桩基轴向存在0轴力断面,其深度与桩基长度的大小关系影响桩基的承载模式类型和位移计算结果.现场结果对比验证了理论方法的正确性和适用性.

基于虚拟柱状等效模型的层状异性地层桩基沉降位移分析

根据层状异性软土地层桩基的力学特性,通过构建虚拟柱状等效模型,采用分层总合方法,推导了桩基轴向变形及桩底沉降位移的理论解,建立了适用于任意层状异性地层及荷载条件下桩基沉降位移的计算方法。研究层状异性地层中桩基沉降位移特性、界面突变现象及其随工程和地质因素的演变规律。结果表明,桩基承载时,桩体截面或桩底土体存在深度随荷载及工程地质参数变化的零轴力水平面,当零轴力面深度小于桩基长度时,桩基处于摩擦承载模式,桩基沉降位移等于截面上部桩体的变形量;反之,桩基处于摩擦与桩端共同承载模式,桩基沉降位移等于桩体变形与桩底沉降的叠加。现场试验结果验证了理论方法的正确性。所建立的层状模型和理论方法能方便地模拟近似水平分布的软土地层及其工程地质参数并可直接推广应用于任意层状异性地层的桩基承载设计计算。

国产盐酸文拉法辛缓释胶囊的虚拟生物等效性

目的采用溶出度实验结合计算机模拟技术,对国产盐酸文拉法辛缓释胶囊进行虚拟生物等效研究。方法以高效液相色谱(HPLC)法测定溶出曲线来比较2家国产企业盐酸文拉法辛缓释胶囊与原研制剂在4种不同溶出介质中体外溶出行为的差异;采用Gastro plus TM软件预测国产盐酸文拉法辛缓释胶囊的体内药动学曲线,从而进行虚拟生物等效研究。结果各溶出介质条件下国产盐酸文拉法辛缓释胶囊与原研制剂的f 2因子均>50,无区分性,而Gastro plus TM软件模拟结果为企业1制剂与原研制剂不等效,企业2制剂与原研制剂等效。结论对于盐酸文拉法辛缓释胶囊,仅以f 2因子法判断其与原研制剂之间的相似性不够准确,而Gastro plus TM软件可预测其与原研制剂的虚拟生物等效性,可提示企业改进工艺以确保与原研制剂质量疗效的一致。

基于双馈风电机组有效储能的变参数虚拟惯量控制

双馈风电机组采用电力电子变流器控制使得机械部分与电气部分解耦,大规模风电并网后电力系统总有效转动惯量下降,增加了系统的调频压力。文中通过对双馈风电机组运行及控制特性的分析,研究给出了反映机组有效储能的等效虚拟惯性时间常数的计算方法,提出了基于双馈风电机组有效储能的变参数虚拟惯量控制策略。该控制策略通过检测电网频率变化以及动态识别机组运行状态,修改控制参数控制机组有功输出,释放或吸收机组有效动能,对电网提供动态频率支撑。在理论分析基础上进行时域仿真验证,仿真结果表明,双馈风电机组变参数虚拟惯量控制在机组各种运行工况下实现了对系统频率的有效支撑,提高了电力系统频率稳定性,且保证了机组调频过程中自身运行的稳定性。

基于等效阻抗的逆变器并联与环流抑制研究

低压孤岛微电网系统中,由于线路呈阻性,应用传统下垂控制往往存在功率耦合,当含有本地负荷时传统控制策略更加难以实现功率均分以及环流抑制。对此,此处提出了一种等效虚拟阻抗的逆变器并联控制策略以降低线路阻抗和本地负载不相等时引起的无功功率均分误差。首先分析环流和功率特性,得出端电压和线路阻抗与无功功率和环流之间的关系,基于等效阻抗计算方法对本地负荷和线路阻抗等效计算,根据等效阻抗设计虚拟复阻抗实现功率解耦控制。同时对传统下垂控制引起的电压跌落问题加入线路阻抗电压以及电流偏差补偿控制策略,缓解功率均分和端电压降落之间的内在矛盾。实验验证了该方法的有效性。

以兰索拉唑肠溶胶囊为例探索模型引导的仿制药等效性替代方法

目的:本研究探索如何建立体内外相关性与生物等效性的替代方法,为药物日常质量控制及市场监管提供有效手段。方法:通过分析兰索拉唑体内吸收、分布、代谢、排泄(absorption,distribution,metabolism,excretion,ADME)过程,整合已有体外研究结果至生理药代动力学模型(physiological pharmacokinetics,PBPK)中,搭建兰索拉唑的体内药代动力学(pharmacokinetics,PK)模型,借助GastroPlus中的机制性口服吸收模型反推口服给药后在胃肠道内的释放与吸收曲线,进而构建兰索拉唑肠溶制剂的体内外相关性模型,分析现有体外溶出条件是否是与生物体相关的溶出方法。最后再通过软件开展虚拟生物等效性(bioequivalence,BE)的分析。结果:成功搭建了兰索拉唑口服给药的PK模型,模型能够较好地反映口服给药后兰索拉唑在体内的ADME过程,口服特点以及在体内的处置行为。目前法定的溶出方法与体内并非生物体相关,通过软件推测了可能生物体相关的溶出方法。同时虚拟评估了7家仿制药企业与参比制剂的生物等效性情况。结论:本研究建立了体内外相关性与生物等效性的替代方法,为药物的质量控制及一致性评价提供了一种简单、便捷的手段,为科学监管提供了新思路。

基于FPGA的双馈风力发电机定转子解耦数字镜像超实时仿真

为实现双馈风力发电机(doubly fed wind generator,DFIG)大规模实时仿真,设计了一种基于现场可编程逻辑阵列(field programmable gate array,FPGA)的DFIG数字镜像IP核。并提出面向异步机定子与转子“T型”等效电路解耦的虚拟电容等效法,在此基础上提出DFIG内部各组件并行算法,最后构建DFIG-IP。通过流水线优化设计,完成基于FPGA的DFIG-IP在4种工况下计算精度与计算速度的实验验证。研究结果表明:该文所提方法降低DFIG异步机求解模块所需FPGA资源约77%;基于FPGA设计的DFIG-IP在500 MHz时钟频率下,超实时加速度比可达27.8,单个DFIG-IP占用ZCU106资源不超过20%;所提方法能够满足DFIG并网系统实时仿真在精度与速度上的要求。研究结果可为含大量新能源并网系统的电磁暂态仿真加速研究提供参考。

层状异性蠕变地层桩基沉降位移的理论解

考虑软土地层层状异性及流变特性,采用虚拟柱状结构等效流变模型,建立了桩基不同荷载条件和承载模式下沉降位移的理论解。研究了不同荷载等级条件下桩基沉降位移的空间分布特征及其时效特性。结果显示,软土地层中桩基承载模式随荷载增大呈动态演化。当桩基处于摩擦承载模式时,桩基沉降位移为桩体压缩瞬态弹性变形;当桩侧阻抗无法平衡桩顶荷载时,桩基承载模式转化为摩擦与桩端共同承载模式,桩基总位移为桩体变形和桩底土体沉降位移的叠加。同时,对于桩端承载状态,由于土体的流变特性,桩基总位移呈现显著的时效特性。随荷载增大,桩端位移的时效性更趋显著。

基于占空比预测与零极点结合的LCL型逆变器延时补偿方法

LCL型并网逆变器数字控制中延时环节对系统稳定性的影响不可忽略。分析发现,网侧电流数字单环鲁棒性不足,需要采用额外的有源阻尼方法增强阻尼,但传统的数字电容电流反馈有源阻尼方法带来了内环数字延时,使电容电流内环等效虚拟电阻不再保持纯电阻特性,增大了系统保持稳定的难度,因此提出一种预测占空比结合零极点补偿控制延时的方法。通过预测控制算法得到占空比和增加零极点,有效地补偿了系统数字延时,消除了采样计算等产生的一拍延时和零阶保持器产生的半拍延时,使系统在有源阻尼方法下能有效地起到增强阻尼的作用。算法设计简单,系统稳定性加强。仿真和实验验证了所提方法的有效性和可行性。

无人机MIMO下视阵列SAR天线构型设计

从分辨率、高程精度、波段、工作高度等要求出发,依据等效相位中心原理,通过中间发射两端接收的MIMO模型,求解出满足大比例尺测图需要的等效虚拟阵列和实际物理阵列长度,优化设计了无人机平台MIMO下视线阵三维SAR阵元的数目和位置,减弱了两端发射中间接收模型所带来的振动误差影响。根据该天线设计进行了仿真试验,通过三维重建场景和原始仿真场景的差分对比,证明了本文阵列配置的合理性。

大面阵数字航空相机DMZ影像预处理研究

对国产新型内拼式大面阵数字航测相机DMZ原型系统获取的数字影像进行几何预处理的方法进行了研究;在分析DMZ全色成像光路特点的基础上,提出了多相机联合的影像几何校正与缝合方法,生成等效虚拟立体影像。利用等效虚拟立体影像进行了3种布控方案的数字空三平差和精度分析,验证了该方法的正确性和可靠性,实现了对DMZ影像预处理的探索性研究。

基于准正交空时分组码的Chase译码

提出了一种基于QR分解的Chase译码算法(Chase-QRD-SIC),分析并验证了发射天线数越少时,该算法与ML算法性能越接近,在2×2 V-BLAST系统中该算法能达到与ML一致的性能;然后针对4×4 QOSTBC系统,通过EVCM模型把其分解成两个独立的2×2 V-BLAST子系统,分别进行Chase-QRD-SIC译码。仿真表明在4×4 QOSTBC系统采用这种译码方案,能达到ML性能,而且由于减少了参与计算ML度量的路径条数,较ML算法具有更低的复杂度。

任意阵列几种高分辨DOA估计算法的性能比较

许多优秀的高分辨算法只能用于均匀线列阵。在不规则阵列条件下,本文通过扇区内插法把实际阵列等效为虚拟的均匀线列阵,使高分辨阵处理算法能应用于任意阵列。以共形阵为例比较分析了改进的MFBLP、MFBLP、MUSIC、SSM和MSSM在少快拍时的方位估计性能,仿真结果表明这种等效虚拟的方法是可行的且改进的MFBLP在非相干与相干两种信号源情况下的估计性能都优于其它几种高分辨算法。因此,用等效虚拟的方法来实现改进的MFBLP对那些阵列不是均匀线列阵且实时性要求较高的阵处理是可行的。

轴向磁通永磁电机空载气隙磁场建模分析

针对轴向磁通永磁电机有限元仿真较为耗时的问题,建立了轴向磁通永磁电机空载气隙磁场解析模型。提出通过建立虚拟等效直线电机模型用以计算气隙磁场端部效应修正函数,使得空载气隙磁场模型得以整体解析化。给出了气隙磁导函数相应的替代函数,并对此替代函数进行了傅里叶级数转换,使空载气隙磁场函数具有形式上统一的解析表达式,便于计算机编程实现。对空载气隙磁密、空载反电动势和齿槽转矩进行了解析计算,与有限元计算结果对比,验证了该文所建立的空载气隙磁场模型的正确性和可行性,可以作为轴向磁通永磁电机设计人员参考使用。