Time Synchronous Averaging Based on Cross-power Spectrum

Periodic components are of great significance for fault diagnosis and health monitoring of rotating machinery.Time synchronous averaging is an effective and convenient technique for extracting those components.However,the performance of time synchronous averaging is seriously limited when the separate segments are poorly synchronized.This paper proposes a new averaging method capable of extracting periodic components without external reference and an accurate period to solve this problem.With this approach,phase detection and compensation eliminate all segments'phase differences,which enables the segments to be well synchronized.The effectiveness of the proposed method is validated by numerical and experimental signals.

计及UPFC最优配置的电力系统鲁棒调度协同优化策略

统一潮流控制器(UPFC)应用于潮流调控时,计及UPFC调控参数的交流潮流计算是非凸、非线性问题,且多台装置间的非线性交叉耦合特性也会直接影响优化配置方案。为此,基于UPFC的潮流调控特性,构建了计及UPFC的松弛型交流潮流二阶锥规划模型;计及风电的不确定性,协同考虑UPFC的规划和电力系统的调度问题,建立了计及UPFC最优配置的电力系统鲁棒协同优化模型,并采用列和约束生成算法进行求解。以IEEE RTS-24节点系统为算例进行仿真分析,结果表明所提协同优化策略有效提升了UPFC配置方案的适应性,提高了系统运行经济性和风电消纳能力,增强了系统运行调控的灵活性。

基于串联电容补偿的双负载MCR-WPT解耦研究

多负载无线电能传输(WPT)系统中多个接收线圈间的复杂耦合使系统失谐,传输效率降低。针对该问题,数值模拟接线圈耦合对系统传输效率的影响,建立双负载系统受控源等效电路模型,从线圈间能量交换出发探究接收线圈耦合对系统传输特性影响机理,接收回路电流相位不同时,接收线圈之间存在有功与无功能量交换。基于此提出一种在接收回路串联电容的补偿解耦方法,补偿接收线圈从发射线圈吸收的无功功率并实现两接收回路电流同相位,提升传输效率。实验表明,接收线圈耦合系数为0.2时,解耦后系统传输效率从39%提高到86.8%。

欧洲远期跨境输电权机制分析及其对中国的启示

公平有效的跨省跨区输电权分配和交易是更大范围优化电力资源配置的基础。欧洲作为最早开始电力市场化改革的地区之一,其远期跨境输电权市场的相关经验和做法对于我国未来建设输电权市场具有一定的借鉴意义。首先回顾了欧洲远期跨境输电权市场的发展现状和演化路径,进而系统地梳理了欧洲远期跨境输电权机制,具体包括产品设计、交易组织和关键环节。最后结合我国实际情况提出了对于我国输电权市场建设的建议。

基于互相关的小型化低功耗超声波风速风向仪设计

超声波风速风向仪具有无转动部件,响应快,精度高的优点,但体积大、功耗高、成本高成为限制超声波风速风向仪广泛使用的主要因素。为了便于超声波风速风向仪的推广和使用,本文采用国产FPGA(Field Programmable Gate Array)并结合FIR(Finite Impulse Respond)滤波器以及互相关检测算法设计了一款超声波风速风向仪,探头之间的距离仅为80 mm,感风面积仅为传统超声波风的1/10,使得省级风洞均可计量检定。整机经过风洞实测,每秒钟可完成50次风速风向测量,在0~5 m/s时风速最大测量误差为±0.3 m/s,5~20 m/s时风速最大测量误差为±0.5 m/s,20~30 m/s风速测量最大误差为±5%,稳定风速下风向测量最大误差为±1°以内,总功耗为0.2 W(仅为传统超声波风功耗的1/20)。通过实测数据发现,FPGA结合数字滤波及互相关检测算法相比于传统的DSP(Digital Signal Processor)超声波风速风向仪能明显缩小体积,降低成本功耗。

面向电力线通信的基于Mitchell算法的OFDM同步检测方法

为了提高电力线通信系统中OFDM定时同步的准确度,文章基于低压电力线宽带载波通信互联互通技术规范下的物理层通信协议,提出了一种基于Mitchell算法的电力线载波通信符号定时算法。与理论本地互相关同步算法相比,文章的算法不需要进行乘法运算,易于硬件实现。与简化的单比特量化算法相比,该算法同步检测结果更加准确,峰值旁瓣更小,在低信噪比条件下符号定时更加准确。

基于线芯-护层过渡电阻无功特性的交叉互联电缆故障测距

高压电缆常见的接地方式是交叉互联接地,而交叉互联接地电缆故障时的测距相比单端接地或两端直接接地的电缆情况更为复杂,为此提出了基于线芯-护层过渡电阻无功特性的交叉互联电缆故障测距方法。首先,采集护层故障前后环流,构建不同电缆区段特征电流,判断故障发生区段;其次,考虑电缆金属护层对线芯的耦合作用和线路电容影响,建立交叉互联电缆的故障稳态等效阻抗模型,利用电缆首末两端线芯和护层的电压、电流推算电缆故障发生时不同区段沿线电压、电流,并基于同一位置电压相量对电缆参数进行修正;然后,利用故障点过渡电阻消耗无功功率为零的功率特性建立以故障距离为未知数的测距方程,采用二分法或弦截法等方法迭代计算求解得到故障点;最后,基于PSCAD/EMTDC仿真软件搭建了电缆故障模型,分析了故障距离、故障类型、过渡电阻、故障初相角等因素对故障测距方法的影响。结果表明,该方法的测距误差为0.4%左右,具有较高的准确性和有效性,对交叉互联接地电缆进行故障测距有一定的参考意义。

机构大股东交叉持股与企业市场势力

本文基于我国资本市场股权结构高度集中的特征,探究机构大股东交叉持股对企业市场势力的影响。研究发现,我国资本市场机构大股东交叉持股可以显著提高投资组合公司的产品市场势力,支持了“合谋效应”假说。异质性检验发现,股权集中度越高,合谋效应越强;相比于金融资本,产业资本交叉持股的合谋效应更强。机制检验发现,机构大股东交叉持股还会通过向上操纵持股公司的生产成本以“合理化”产品价格上升。经济后果检验发现,机构大股东交叉持股的合谋效应会显著弱化《反垄断法》的实施效果。本文揭示了机构大股东交叉持股的合谋效应,讨论了其对企业市场势力的影响,对市场监管具有重要的政策启示。

基于能量守恒原理的海缆结构力学特性理论分析研究

基于能量守恒原理建立海缆在轴对称荷载作用下的3种力学分析理论模型,3种模型均可计入层间初始间隙,不同于螺旋层的变形考虑,模型1只考虑轴向变形,模型2在此基础上将径向变形考虑在内,模型3进一步计入局部弯曲和扭转;接着,通过具体实例验证理论模型的可靠性;最后,分析海缆的结构力学特性。研究结果表明:螺旋层的径向变形、局部弯曲和扭转对海缆轴对称力学响应影响较小,建议采用模型1进行分析;轴对称荷载作用下,螺旋层是主要的承载构件,且荷载的作用会导致层间发生分离,分离位置与荷载类型及方向有关;层间初始间隙越大,海缆刚度越小;铠装螺旋角度的增加会降低海缆抗拉刚度,增大顺/逆抗扭刚度;海缆的顺/逆扭转截面性能有所不同,其顺抗扭刚度较逆抗扭刚度大;外水压会增大海缆逆抗扭刚度,对抗拉刚度及顺抗扭刚度无影响。

新工科背景下冶金与能源交叉专业“传输原理”教学

新工科背景下,专业与学科交叉、融合、渗透越来越广泛和深入,是当今科技发展的重要趋势。跨学科和跨专业的课程教学更有利于知识体系的拓展及学生综合能力的提升,也有利于培养宽口径创新型复合人才。结合内蒙古科技大学冶金工程专业特色与“传输原理”的课程特点,阐述了冶金与能源学科交叉条件下“传输原理”教学进程中存在的问题与应对措施。通过课程思政、“冶金原理”与“传输原理”课程融合教学、课下结合课上灵活教学等方式提升课堂教学质量。

基于可行域投影的多区域电力市场交易模型与算法研究

随着跨省输电规模日益扩大,跨省跨区间输电通道数目逐渐增加且耦合紧密,传统可用输电容量(available transmission capacity,ATC),无法反映省内安全约束对跨区输电功率范围的影响和区域联络线之间的耦合关系。基于可行域投影理论,提出了省间多通道联络线可传输功率安全域的概念,以及考虑省级发电情况、负荷特性和网络约束条件的省间多通道联络线安全域刻画方法,实现了对多联络线、大规模省间电力系统模型可行域的高效、精细刻画。提出了基于安全域的省间市场优化出清模式,既可满足省间市场出清目标需求,又可兼顾省内约束,并且实现了跨区域无迭代的高效协同运行。基于IEEE 39与IEEE 118节点的互联系统模拟了跨区电力交易,算例结果验证了所提模式的有效性。

A级数据中心空调系统供配电探讨

以水冷空调系统为例,阐述A级数据中心空调系统的高压供配电系统架构,分析空调系统的供配电系统单点故障的解决方案、主机房空调风机“交叉”配电方式,介绍火灾时空调设备电源切除原则、双重电源中每路电源对应的供配电设备、母线槽、线缆的物理隔离。

X射线断层融合技术对股骨颈骨折股骨颈动力交叉钉系统内固定后疗效评估的价值

目的:通过常规X射线与X射线断层融合成像两种影像技术的比较,探讨X射线断层融合技术对股骨颈骨折股骨颈动力交叉钉系统(FNS)内固定后骨愈合和骨痂生长情况评估的应用价值。方法:选取2019年10月至2020年6月北京市海淀医院骨科收治的18例股骨颈骨折患者,所有患者均采用FNS内固定治疗,分别于术后1个月和12个月时行普通X射线和X射线断层融合成像,评价两种影像技术对股骨颈骨折FNS内固定术后骨愈合和骨痂生长情况的显示情况,统计两种影像技术对股骨颈骨折FNS内固定图像检测过程的相关参数。结果:在股骨颈骨折患者术后1个月时X射线断层融合成像技术的骨痂检出率均低于术后12个月,且X射线断层融合技术在患者术后1个月和12个月时的骨痂检出率(94.44%和61.11%)均高于X射线(61.11%和33.33%),差异有统计学意义(x2=5.100、5.790,P<0.05);经秩和检验显示,两种影像技术在股骨颈骨折患者术后1个月和12个月时的骨痂生长情况图像质量评分分布差异有统计学意义(Z=2.113,2.018,P<0.05),两种影像技术的术后1个月和12个月骨愈合图像质量比较,差异有统计学意义(Z=2.868、2.258,P<0.05);X射线断层融合技术成像引导的治疗前骨折处检测影像图显示效果理想,图像清晰,较完整清晰地显示出患者的骨折线,术后12个月X射线正侧位可见连续性骨痂通过骨折线,达临床愈合;X射线断层融合技术对股骨颈骨折FNS内固定图像检测过程的空气比释动能、剂量面积乘积以及有效剂量均低于常规X射线成像,差异均有统计学意义(t=5.900、2.466、32.255,P<0.05)。结论:在对股骨颈骨折FNS内固定后患者骨愈合情况的诊断评价中,使用X射线断层融合技术能够更好地对患者的骨痂生长情况进行检测,判定骨愈合程度,尤其是对术后恢复时间更长的判定效果更佳,且安全性较好,在检测过程中辐射损伤较小。

考虑碳约束的新型电力系统跨区域优化调度研究

为了达成双碳目标,针对含多种能源类型、通过直流联络线互联的多区域新型电力系统,提出了1种跨区域低碳优化调度模型,将碳排放成本价格以及碳排放权约束引入跨区域优化调度模型,研究考虑碳约束的跨区域优化调度模型对各类型机组出力、系统总成本、碳排放量的影响。在3个10机39节点系统上进行仿真,并通过目标级联分析法进行求解,验证了跨区域低碳优化调度模型可以通过提高低碳排放机组的出力、降低高碳排放机组的出力来降低系统的总碳排放量。之后研究了跨区域低碳优化调度模型下减排力度的增大对机组成本及机组改造意愿的影响,结果表明机组改造可以有效降低系统碳排放量及总成本。

内热源影响下高压电力电缆着火机制

为探究高压电力电缆因过载或短路且线芯发热影响下的着火机制,使用加热棒模拟电缆内部故障热源,并开展电缆着火试验,分析内热源功率及电缆线芯截面积对电缆温升、着火时间等着火关键参数的影响,发现电缆从被加热至着火到燃烧的全过程可分为初期加热、热解气体逸出、着火、燃烧及熄灭4个阶段。结果表明:绝缘层熔融物的滴落会导致火焰形态发生变化,电缆各结构层表面温度的升温速率随内热源功率的增加及与内热源表面距离的减小而增大,功率的增加弱化了电缆线芯截面积对各层升温速率的影响;电缆的着火时间与内热源功率呈线性递减的关系。

电力信息物理系统跨域攻击协同防御架构及机制研究

我国电力基础设施已经发展成为具有高度信息化、自动化、智能化特征的信息物理融合系统.信息-物理交互在显著提升电力供给效率和性能的同时,也引入了新型网络安全威胁,通过发生于信息域并明确作用于物理域的跨域攻击,可造成电力基础设施系统性瘫痪,继而引发大面积停电事故,而当前孤立的信息侧或物理侧防御体系难以有效应对跨域攻击威胁.本文介绍了电力系统面临的信息物理跨域攻击威胁现状,分析了传统防御方法面对跨域攻击时存在的不足,提出了一种信息物理协同的跨域攻击防御架构,在针对跨域攻击传播的不同阶段,从感知、辨识、阻断三个角度设计了防御方法,通过算例验证了所提信息物理协同防御架构能够有效保障电力系统安全稳定运行.

一种束半径可调的环形强流电子束产生技术及应用

束半径可调的强流环形电子束在跨波段跳频高功率微波产生器件中有重要应用。提出了一种改变外加引导磁场位形从而改变环形强流电子束半径的技术。该技术的核心部件由环形阴极、阳极、电子束转移通道、电子束传输通道和三段螺线管组成。当三段螺线管的通流的电流大小不一样时,该螺线管系统就能产生不同位形的磁场。在粒子模拟中,当三段螺线管的通流电流大小分别为1025 A、107 A、107 A和300 A、300 A、0 A时,螺线管产生两种不同位形的磁场,实现电子束半径的改变。从单粒子运动理论出发,本文推导出电子束在梯度磁场引导下的运动轨迹表达式,解释了电子束半径在梯度磁场下变化的原理,还研究了梯度磁场的斜率和极差对电子束轨迹的影响。在跨波段器件仿真中,X波段输出功率为1.6 GW,频率为8.2 GHz,效率为40%;Ku波段输出功率为1.5 GW,频率为14.4 GHz,效率为38%。

基于差分进化算法和交叉算子的电力企业应急物资多目标分层调度方法

为实现电力系统应急故障的高效抢修,降低故障风险,提出基于差分进化算法和交叉算子的电力企业应急物资多目标分层调度方法。该方法结合电力企业全局调度需求,确定电力企业应急物资多目标上层调度目标函数和下层调度目标函数,同时设计对应的约束条件;采用差分进化算法求解双层调度目标函数,并且为保证解的多样性和算法收敛性,引入进化过程信息优化算法变异算子的变异概率,以此保证目标函数的求解效果。测试结果显示:反世代距离和散布性分别在0.034和0.28以下;结合应急物资供应点位置进行应急物资调配路径规划;应急物资调度的公平性、资源覆盖满意度均在0.92以上;调度后,电力系统的风险固结函数结果均在0.14以下。

连锁股东对企业数字化的影响研究

以2007~2022年沪深A股上市企业为样本,探究连锁股东对企业数字化的影响。研究发现,连锁股东产生的合谋舞弊效应,会显著降低企业数字化水平。其中的机制是连锁股东能使组合内企业产生强大的市场势力,从而配合其投资目标需求,减少数字技术投资,而连锁股东提高组合内企业的市场份额和盈利能力,使企业安于现状,会降低企业数字化水平。进一步分析发现:连锁股东对企业数字化水平的降低作用在非垄断行业、非国有企业中更显著;连锁股东是非控股股东、持股期限短时,更可能降低企业数字化水平;连锁股东降低企业数字化水平后,驱使管理层进行了更多的数字技术信息披露。

利用高精度频差控制器提升机组一次调频性能

电厂一次调频面临的主要问题包括网频与机组汽机转速越限时刻存在偏差,15s贡献指数、30s贡献指数、积分电量贡献指数未达到要求,机组转速测量不够精确等。针对以上问题利用高精度转速控制器提升机组一次调频性能,效果明显。