正态型寿命分布设备的可用性分析

设备可用性的解析计算方法具有过程直接、结果准确的优点,但其建模过程复杂,目前研究相对较少,而多采用随机过程或仿真的方法进行分析。针对寿命服从正态分布的设备,考虑预防性维修与视情维修情形,推导出设备使用可用度与瞬时可用度的解析求解方法,模拟设备的工作与维修过程,构建了设备使用可用度与瞬可时用度的仿真分析方法。采用不同寿命分布参数的设备进行算例验证,结果表明两种方法具有较好的一致性,可为正态型寿命分布设备的预防性维修与视情维修方案评价与优化提供技术途径。

特高压多端混合直流线路经验模式分解单端保护

针对特高压多端混合直流输电线路T区边界不明显,现有保护难以实现线路全线速动保护,本文提出一种特高压多端混合直流输电线路单端保护方案。首先分析整流侧边界和线路末端逆变侧边界频率特性,根据T区两侧线路电流线模分量突变量极性的差异,提出故障方向判据;然后,利用Teager能量算子计算故障电流线模第1个固有模态分量的瞬时能量,通过该分量瞬时能量的最大值与整定值比较,判断线路首端整流侧及线路末端逆变侧区内外故障,提出特高压多端混合直流输电线路保护方案。最后,搭建昆柳龙特高压多端混合直流输电系统仿真模型并对所提保护方案进行验证,仿真结果表明,该保护方案能准确判断故障位置,实现特高压多端混合直流输电线路全线速动保护。

A condition based power system operational risk assessment method

In this paper, some key problems about operational risk assessment are well analyzed. The time-varying and condition-based component outage model was proposed, which can reflect the changes of weather and other operation conditions. A rank enumeration based system state selection method was used to perform risk assessment. Then, the problem of operational risk index was also addressed. In the last part of paper, two groups of numeral tests were presented. The first one showed that the risk assessment results using component instantaneous unavailability, are quite different from the results using steady unavailability, and proves that component outage model with instantaneous unavailability should be used for operational risk assessment; The other one shows that the proposed time-varying component outage model can reflect the operation conditions＇ influences on the risk assessment results.

基于多缩放基调频变换的时频脊线精细化表征方法

旋转机械在变工况下因局部故障和时变转速等激励影响下会产生非平稳振动信号,传统时频分析方法无法满足快时变与强调频的非平稳瞬态振动信号分析要求,由于传统调频变换(chirplet transform,CT)在分析非平稳振动信号时其核函数无法跟随瞬时频率(instantaneous frequency,IF)轨迹变化而变化,导致振动信号IF轨迹时频表征无法达到精细化程度。针对此类问题提出了一种多缩放基调频变换(multi-scale basis chirplet transform,MSBCT)时频分析方法,理论分析表明该方法可利用高阶相位算子将MSBCT方法核函数精确逼近IF轨迹,使得MSBCT算法可针对变转速工况下的IF轨迹得到精确的时频表征。由于噪声信号在时频域内的IF轨迹呈现出随机分布的特性,MSBCT方法由于高阶相位算子的存在可精确捕捉IF变化规律,故MSBCT可在一定程度上对噪声有抑制作用。通过仿真信号与变转速工况下轴承故障信号验证了所提出的MSBCT算法的有效性。结果表明,MSBCT算法能够非线性IF轨迹进行精细化表征,并通过与其他时频表征方法验证了其优势性。

利用运行状态信息的机床刀具可靠性预测方法

针对数控机床类退化失效型设备,提出了一种基于设备运行状态信息的可靠性预测方法,主要包括状态特征指标选取、瞬时可靠度计算以及神经网络预测模型的建立和应用.其中,瞬时可靠度计算是准确预测的关键,结合Bayes方法和KM估计器思想提出的基于状态特征指标比例关联关系的瞬时可靠度算法简单高效.针对刀具加工过程中的磨损量时变数据,以可靠度为评价标准,正确预测出了刀具的失效时间,该过程表明设备状态信息用于可靠性预测的可行性和有效性,是未来可靠性发展的一个重要方向.

基于瞬时无功理论的单相逆变电源并联控制技术

提出了一种适用于光伏发电系统或大容量UPS系统的高性能逆变器并联的控制方案。该控制技术利用FPGA产生各并联逆变器SPWM调制波的频率和相位,并确保输出电压同步。把单相交流电压、电流构造成三相交流电压、电流,根据瞬时无功理论计算方法变换成2个直流分量,再用同步d-q变换得到有功电流和无功电流,利用DSP使2台逆变器并联的瞬时有功、无功功率相等,从而实现2台逆变器输出电流的均流。实验结果表明,该控制方法能达到功率均分,逆变电源之间的环流很小。

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TK能量的峰值瞬时频率在薄互层预测中的应用

砂泥岩薄互层厚度预测一直是薄互层油气勘探的难点之一。将分析单频信号局部非线性能量密度比较有效的Teager-Kaiser能量算子和具有多尺度分辨属性的连续小波变换相结合,可以使频谱能量分析结果具有更高的时间聚焦性,有助于分辨薄互层。在此基础上通过在薄互层的时间窗内求取最大峰值瞬时频率,继而根据测井目的层段的薄互层厚度和最大瞬时峰值频率拟合关系进行砂泥岩薄互层厚度的定量预测。理论和实际资料分析表明,该方法可以有效地对薄互层进行定量预测,最大峰值瞬时频率和实际测井上的薄互层厚度有着很好的对应关系,预测的薄互层厚度图和测井厚度等值线图基本一致。结合预测的厚度平面图和已有测井资料可以更好地对研究区的沉积特征进行描述。

变速运行的定子双绕组感应电机发电系统控制技术研究

针对宽转速运行的定子双绕组感应电机(dual stator winding induction generator,DWIG)发电系统的电压控制机理进行研究。基于瞬时功率理论,推导出按控制绕组磁场定向时控制绕组的瞬时功率,在此基础上分析了带整流桥负载的定子双绕组感应电机发电系统在宽转速运行时的电压调节机理,即:控制绕组电流在控制绕组磁场及其法线上的分量,分别决定着发电系统功率绕组整流桥直流侧电压和控制绕组静止励磁控制器(static excitation controller,SEC)直流侧电压,据此提出宽转速运行时DWIG发电系统电压控制策略。对一台18kW定子双绕组感应电机发电系统进行了仿真和实验研究,证明了理论分析和控制策略的有效性。

一种改进的光流场计算方法

本文在基本约束方程和平滑性约束条件下，提出了一种改进的瞬时位置速度估计方法．这种方法不仅能够克服Ｈｏｒｎ方法在计算临近边界的非运动点速度“漂移”问题，而且能加快算法的收敛速度，提高预测的准确性．通过对２Ｄ运动图像光流场计算、恢复和峰值信噪比（ＰＳＮＲ）的实验研究表明：这一新方法是有效的。

基于瞬时状态概率的保护系统短期可靠性评估

电力系统短期可靠性评估中,设备状态概率和不可用率随时间变化较大,采用稳态不可用率抽样随机故障,可能引起较大误差。建立瞬时状态概率的解析算法,提出用评估周期内平均不可用率代替稳态不可用率。将根据历史状态和当前状态得到的平均不可用率概率加权,以反映历史状态转移的影响。建立包括拒动、误动、后备、修复、检修等的继电保护系统状态转移空间,研究了短期不可用率与可靠性参数的关系。结果表明,瞬时状态概率与短期不可用率与其稳态值存在较大差异,从不同初始状态向稳态值振荡或单调收敛。

一种单绕组无轴承开关磁阻电机绕组开路故障容错控制策略

无轴承开关磁阻电机(BSRM)具有双凸极结构,转矩脉动大是制约其运行性能和应用范围的主要因素之一,而采用直接瞬时转矩控制和直接悬浮力控制(DITC&DFC)方法可以有效抑制其转矩脉动。基于这种控制方法,该文针对12/8极单绕组BSRM的绕组开路故障,提出一种容错控制策略,实现了电机单齿极绕组开路故障容错运行时的稳定悬浮。首先阐述了单绕组BSRM的悬浮原理及DITC&DFC的工作原理,然后对绕组开路故障下的悬浮力缺失进行补偿,重新构造容错运行时的电压符号选择表。最后通过Matlab/Simulink模型仿真及原理样机实验,验证了该控制策略在单绕组BSRM绕组故障容错运行时具有良好的控制性能。

三点对称差分能量算子与经验小波变换在轴承故障诊断中的应用

实际应用中研究机械系统的工作状态时,通常会对其所产的信号进行研究分析,从而得出相关结论。这些由机械系统产生的信号一般含有多种不同波动的混合成分,为了得出可靠的结论,必须从复合信号和背景噪声中分离出有物理意义的成分。因此引入一种新的故障提取方法,首先利用一种较新的模态分解算法——经验小波变换,将一组信号分解成多个具有紧支撑傅里叶频谱的调幅-调频(AM-FM)分量;然后利用K-L散度值挑选出具有物理意义的分量;最后将挑选出的分量通过三点对称差分能量算子运算,得到其能量谱的同时也能得到瞬时频率,从而提取出故障特征。将该方法用于模拟信号和实际轴承故障信号,并且同之前的方法进行对比。结论表明,该方法不仅能很好的提取轴承故障特征,而且证明该方法具有更好的优越性。

曲波域瞬时衰减能量属性在储层识别中的应用研究

地震波在含油气储层中传播时,主频降低,振幅出现明显的衰减异常,为油气检测提供了有效信息。利用曲波变换的多尺度特性,提出了曲波域衰减能量属性识别储层的方法,首先利用曲波变换对地震数据进行分频处理,然后在曲波域应用扩展的2DTeager-Kaiser能量算子(TEO),得到突出地震信号急剧变化的多尺度数据子体,实现对气、水层的区分。实际地震资料的应用效果表明,曲波域衰减能量属性能够有效地识别含不同流体储层的强振幅异常,与基于常规时频分析技术计算的衰减能量属性相比,可以更为准确地预测含气储层。

运行风险评估中的变压器时变停运模型(二)基于延迟半马尔可夫过程的变压器时变停运模型

建立了用于电力系统运行风险评估的变压器时变停运模型。首先,根据变压器事故停运的特性,将其状态划分为运行状态、内部潜伏性故障状态和外部附件故障状态。然后,建立了基于延迟半马尔可夫过程的变压器时变停运模型。该模型既能够反映变压器内部故障和外部故障在修复时间上的区别,又能够反映变压器内部潜伏性故障在维修前后故障率的变化。最后,利用数值算例验证了所提出的模型的科学性。

摆线针轮行星传动的运动平稳性分析

分析了摆线轮有加工误差或修正的齿廓与针轮针齿的啮合的关系 ,建立了摆线针轮行星传动瞬时传动比的计算式。根据计算所得的瞬时传动比变化曲线可看出 ,这种传动因加工误差或齿廓修正将导致传动出现运动不平稳性 。

基于Sage-Husa卡尔曼滤波的三相电压暂降检测

针对三相三线制系统,提出一种检测三相电压暂降的新方法。通过瞬时对称分量法在αβ静止坐标系下建立离散检测模型,引入90°超前移相算子,解耦了暂降电压正序、负序分量的检测;采用Sage-Husa卡尔曼滤波算法实现移相算子,产生正交分量,同时表现出算法自身的滤波功能;引入欧氏空间距离定位故障发生及恢复时刻,并重置卡尔曼滤波器参数,加快检测响应速度。仿真结果表明,所述方法在响应速度和稳态精度方面具有优越性,证明了该方法的可行性和有效性。

电机重启动的控制策略

提出了一种高压大容量变频调速异步电机瞬时失电后重启动的控制策略。该方法基于异步电机数学模型,利用瞬时无功功率理论,在高压变频器失电后重新上电时,能够快速可靠地辨识出电机运行工况,从而快速恢复变频调速系统的正常运行。说明了实现该控制策略的控制器设计计算方法,指出了应用中要解决的一些问题。在工业现场的实际应用验证了该方法的有效性。

利用故障分量瞬时值的电流纵差保护新判据

GPS时钟同步技术在电流纵差保护中的成功应用 ,为利用瞬时值进行动作判定提供了条件。针对工频相量差动判据存在的问题 ,提出一种基于故障分量瞬时值的电流纵差保护新判据。该判据在保证区外故障稳定性的基础上 ,对区内故障特别是高阻故障具有很强的反应能力和较快的动作速度。基于 EMTP的数字仿真结果和动模试验均验证了该判据的正确性。

基于瞬时无功理论的分散式UPS并联技术

提出了一种基于瞬时无功理论的分散式并联方法,给出了并联算法和实现手段,得出了稳态和动态实验结果,实验结果证明该方法是一种性能优良的控制方法,具有良好的稳定性和负载适应性,适于产品化应用.