Research on the Differential Protection Algorithm of Multi-Tap Special Transformer

Compared with conventional transformers, the rectiformer is special in connection mode, which is multi-tap and not equipped with the differential protection. In this paper, the differential protection algorithm for Multi-tap special transformer was derived. The regulating methods for the rectiformer were studied first, and then the rectiformer model of one electrolytic aluminium plant was built by PSCAD/EMTDC, characteristics of the rectiformer bank were also analyzed. The algorithm was derived on the basis of the per-unit system, and the processing methods of the regulating transformer’s tap position information were proposed. Finally, a contrast of differential protection algorithm between the multi-tap special transformer and the conventional transformer was made.

一种共址平台装备的射频干扰抑制系统设计方法

在共址平台场景下,大功率发射装备工作时辐射的信号会对其附近的高灵敏度接收机造成严重干扰。针对这一问题,采用一种多抽头射频干扰对消系统,通过控制系统中的时延、幅度和衰减的权值,使得产生的参考信号与干扰信号等幅反向,从而实现干扰信号的对消。为了获得最优的干扰对消性能,提出了一种基于优化算法获取多抽头最优控制权值的方法。与传统获取控制权值的方法相比,所提方法具有抽头支路少、干扰抑制性能高和对数字控制电路要求低等优点。

基于SiGe工艺多抽头电感结构的紧凑型Wilkinson功分器

为了解决传统Wilkinson功分器损耗高、尺寸大的问题,从功分器的理论分析出发,将传统的微带线结构和LC集总式结构进行改进,在隔离电阻处引入频率补偿电容,设计一种新型的多抽头电感结构的紧凑型宽带二等分功分器。所设计的功分器基于0.18μm SiGe BiCMOS工艺。射频/微波电磁仿真显示,在8~16 GHz的频带范围内,功分器的分配损耗小于0.8 dB,隔离度大于20 dB,端口回波损耗大于15 dB,核心电路版图面积仅为0.30 mm×0.25 mm,可满足宽带功分器低损耗、小型化、高隔离度的设计要求。

新型TAP完井多级分层压裂工艺在低渗气藏的应用

针对苏里格气田现有的分层压裂工艺在薄而多气层段井有效开发上存在的局限性,长庆油田通过与斯伦贝谢公司合作在桃X井开展了国内第1口TAP完井多级分层压裂试验。该技术打破了常规套管射孔、油管连入分层工具完成3~4层的多层压裂的工艺思路,提出了将多个针对不同产层的TAP阀体与套管入井,一起固井,然后通过套管注入进行多层改造的一种完井分层改造工艺理念,其最大优势在于改造层数最高可达40级,可最大限度地增大储层纵向动用程度,同时可减少多层射孔费用,有效降低整井射孔费用。2009年该技术在长庆油田成功实施,取得了很好的效果,为国内低压、低产、多层系气田开采提供了一定的借鉴。

基于多尺度特征提取-改进天鹰算法-长短时神经网络的有载分接开关故障诊断方法

为实现有载分接开关(on-load tap changer)在复合故障下的精准故障诊断,提出一种基于多尺度特征提取与改进天鹰算法(improved aquila optimizer,IAO)和长短时记忆神经网络(long short-term memory networks,LSTM)的变压器OLTC故障诊断方法。首先提取OLTC振动信号时域尺度、频域尺度和能量熵尺度特征组成特征向量;通过混合初始化策略和精英解保留策略对天鹰优化算法(aquila optimizer,AO)进行改进,以提高收敛性;利用改进天鹰算法对LSTM的隐含层节点数和学习率进行优化,得到最优LSTM模型;以单一故障和复合故障融合特征向量为输入,以故障状态作为输出,在最优网络模型中训练,完成后进行故障诊断。结果表明,文中所述方法平均准确率达97.2%,适用于OLTC的故障诊断。

不确定环境下基于多智能体Q学习的海上风电输电工程电压调整降损优化

为了达到海上风电输电工程降损的目的,该文首先详细推导海上风电输电工程海缆传输效率函数,分析海缆传输效率影响因素和有载变压器分接头挡位优化降损原理,建立海缆输电工程日损耗优化模型;其次,考虑降损优化中风电场出力及并网点电压的波动,鉴于随机变量时间序列自相关性分析,提出一种基于预测数据驱动的高维凸包不确定集合建模方法,获得极限场景,降低决策保守性的同时提升计算效率;然后,采用Q学习算法进行训练,并结合多智能体系统优化方法求解优化模型,分接头挡位优化和调整时刻优化交替进行,智能体在动作策略与风电场运行状态的交互中不断学习,形成海上风电场日最佳分接头挡位及分接头挡位最佳调整时刻策略。最后,通过对某一海上风电场220 kV交流海缆输电工程的仿真分析,验证所提模型的合理性以及方法的有效性。

考虑配电变压器变比误差的配电网多断面联合状态估计

量测配置薄弱一直是困扰配电网状态估计精度的重要原因。台区智能融合终端的广泛应用丰富了量测配置,并使配电网状态估计范围延伸到配电变压器低压侧,客观上对配电变压器参数的准确性提出了更高的要求。配电变压器数量多,参数维护工作量大,参数准确性目前仍难以得到有效保证,变比参数错误是导致配电网状态估计精度低的关键因素。利用配电变压器普遍采用无载调压抽头、变比变化频率较低的特点,提出考虑配电变压器变比误差的配电网多断面联合状态估计方法。通过建立直角坐标系下基于二次型的配电网多断面联合状态估计模型,并采用正交变换法求解,实现对配电变压器变比的准确估计。IEEE 33节点修正系统及某实际配电网的算例分析结果表明,所提方法能够对配电变压器变比给出较为准确的估计,有助于及时发现并修正变比参数错误,减轻参数维护工作量,提升配电网状态估计精度。

海上稠油油藏特高含水率期调剖选井及应用

Q油田已进入特高含水率期,剩余油分散,测试资料显示纵向吸水严重不均,急切需要通过调剖改善油田纵向注水矛盾。本次研究在传统的PI决策选井基础上,对斜率值进行了修正,修正后的斜率值可用于调剖选井分析。根据研究结果将注水井下步措施分为调剖井、维持现状井、增注井三类,基于研究成果在渤海Q油田开展调剖选井。现场实践证明,Q27、Q30、Q17、Q31井开展多井组合调剖,调剖后5口周边油井控水稳油效果明显,实现日增油30 m^(3)。该方法资料易于获取,能够指导油田后期调整挖潜,对其他海上注水油田具有较强的应用及参考价值。

多抽头结构的宽带射频干扰对消及优化设计

多抽头对消结构可用于抑制大功率发射机产生的宽带噪声干扰,抽头数目和抽头延时间隔的选取直接影响干扰抑制效果,但是现有文献缺少其选取策略及对多抽头干扰对消系统性能的影响分析。针对此问题,建立了多抽头数模混合对消系统的理论模型,求解了抽头权值的最优值,首次得到了抽头数目和抽头延时间隔与对消比、收敛速度之间的解析关系。针对权值估计复杂的问题,提出了指数形式的迭代加权方法,有效提高了权值的估计精度和干扰对消比。针对抽头数目和抽头延时间隔的选取策略,提出了对消比最高、收敛速度最快的选取准则,大大降低了费效比,可用于指导多抽头对消结构中抽头数目和延时间隔的选择。结果表明,对于带宽为30 MHz的信号,系统优化后的对消比不低于33 dB,有效解决了宽带干扰问题。

基于虚拟现实技术的气动式多轴数控攻丝机虚拟仿真教学系统开发

随着虚拟现实技术的成熟,人们开始认识到基于虚拟现实技术的虚拟平台在教育领域的应用价值,结合高校虚拟仿真实验教学资源开发现状,借助3ds Max、Solidworks等软件建模,然后将模型导入科明365快速开发平台开发出新型气动式多轴数控攻丝机虚拟仿真教学系统。系统通过虚拟现实技术将新型气动式多轴数控攻丝机“真实”地呈现在学生面前,使学生能够深入理解数控攻丝机的内涵。让学生不受时间与场地的约束,对数控攻丝机的结构进行拆分与学习,加深学生对数控攻丝机理论知识的理解及实验过程中安全意识的建立,将基础知识教育与综合能力培养,理论与实践相结合,助力培养高质量创新应用型人才。

光伏高渗透配电网分层调压控制策略

光伏(photovoltaic,PV)的接入改变了配电网的结构,给传统的调压方式带来了很大影响。为此提出PV高渗透配电网分层调压控制策略,该策略利用有载调压变压器(on-load tap changer,OLTC)与逆变器对网络电压进行分层调节,实现了时间和空间上的解耦。在日前进行集中控制,采用基于OLTC的最优分接头控制(optimal tap control,OTC)方法,在控制周期内进行时段划分,降低分接头动作频率;在实时进行本地控制,利用逆变器剩余的无功调节能力来修正日前预测造成的误差。以IEEE33节点系统为例进行了仿真,结果表明,所提策略可保证电压不越限的同时有效地提升PV的渗透率。

调匝式消弧线圈自动调谐新方法

对调匝式消弧线圈的自动调谐,提出了利用谐振法结合曲线拟合法测量电容电流的新方法: 找出谐振点左右的3点,代入拟合曲线方程,求出谐振点的感抗值(等于系统容抗),由此求出电容 电流。该方法具有状态识别功能,能区分线路投切状态和调谐状态,无需相互通信便可实现变电站 内部和变电站之间的多台消弧线圈的自动并联。模拟电网试验和现场运行试验结果令人满意。

新型高压输电线路低下限死区大功率在线取能装置

为解决覆冰在线监测系统供能问题,研制了一种低下限死区、大功率输出的取能线圈。采用初始磁导率较高的纳米晶材料铁芯,且铁芯的二次绕组有多个抽头输出,利用逻辑控制固态继电器在不同变比间切换,实现在不同的电流范围选取不同的匝数。试验发现,在母线电流为2 A时,取能线圈输出功率可>0.5 W;母线电流达到100 A时,取能线圈饱和程度低;母线电流达到1 000 A时,铁芯被保护不达到磁饱和状态。试验结果表明,特制的取能线圈能够在较低的电流下限取得较大的输出功率,在母线大电流时不致深度饱和损坏铁芯。

同时同频全双工宽带射频自干扰抵消性能分析

针对同时同频全双工场景中,宽带射频自干扰抵消方案缺乏性能分析这一问题,以多抽头射频域自干扰抵消结构为基础,以最小化剩余自干扰信号功率为准则,讨论了该结构中各抽头参数的最优解,进而分析了可实现的最佳自干扰抑制效果。数值与仿真结果表明,多抽头射频域自干扰抵消结构最佳的自干扰抑制性能与自干扰信号带宽、载波频率以及抽头时延与自干扰信道多径时延之差有关。信号带宽越大,或抽头时延与自干扰信道多径时延之差越大,干扰抑制性能越差;干扰抑制效果随载波频率的增加近似呈周期性振荡。

调匝式消弧线圈自动调谐新方法

针对调匝式消弧线圈现有的调谐方法测量准确度差、不能适应在牵手变电站中并联运行的问题,提出了利用谐振法结合曲线拟合法来调谐测量系统电容电流的新方法。新方法测量准确度高,调挡数目少,能自动并联,无需相互通信,适合在各种场合并联运行。模拟电网试验和现场运行试验结果令人满意。

多抽头延迟设置与幅相误差对全双工射频自干扰消除的影响

对于多径自干扰信道场景下同时同频全双工(CCFD)无线通信系统,考虑射频域多抽头自干扰抵消技术,现有研究多集中于实验验证,缺少抽头个数与延迟设置、幅度和相位等参数对自干扰抵消性能的影响分析,不利于工程参数的选取。针对此问题,在已知抽头个数和延迟设置的情况下,该文给出各个抽头幅度和相位的求解方法,并推导了幅度和相位误差对自干扰抵消性能影响的理论表达式。分析与仿真表明,对于特定抽头个数,当最大抽头延迟小于自干扰信号主径延迟时,自干扰抵消值随着最大抽头延迟的增加而增加,而当最大抽头延迟大于约两倍自干扰信号主径延迟时,自干扰抵消值随着最大抽头延迟的增加而减少;对于特定抽头延迟范围,当抽头个数增加或自干扰信号带宽减少时,自干扰抵消值随之变大;对于特定的延迟设置,随着幅度或相位误差的增加,自干扰抵消值越来越小。

消弧线圈响应时间的探讨

谐振接地系统中,消弧线圈的响应时间对快速熄灭电弧,保障人身和设备安全有着重要的意义,而少数厂家的误导对用户产生了错误的影响。为此通过对影响消弧线圈响应时间的各种因素进行详细分析,指出响应时间受系统参数影响,且与接地随机参数有关,主要取决于暂态励磁电流的衰减速度快慢。同时澄清了现有一些对响应时间的错误观点,并对目前应用最为广泛的调匝式和高短路阻抗变压器式(简称高阻抗式)两种形式消弧线圈分别提出了如何提高响应时间的措施。对于调匝式消弧线圈可以采用延时短接阻尼电阻的方式提高系统的阻尼率,加快暂态电流的衰减;对于高阻抗式可以采用可控硅不对称控制方式调节输出电流,提高响应时间。

一种新的双馈风力发电机的低电压穿越方案研究

结合励磁控制策略和硬件装置,提出一种新的双馈风力发电机低电压穿越运行方案。首先,通过分析双馈风力发电机系统模型的无源性,引入并改进无源性控制策略,提高转子电流的控制性能以应对电网电压小值跌落故障;然后在双馈风力发电机定子侧串入多抽头变压器,根据电网电压跌落程度检测,设计多路选择开关,保证发电机机侧电压始终维持在小值跌落范围内,从而提高双馈风力发电机的低电压穿越的能力。仿真结果表明:该方案既能改善电网电压小值跌落时对转子过电流控制性能,也能应对电网电压出现较严重的跌落情况。

调匝式自动补偿消弧装置调谐测量原理研究

针对调匝式自动补偿消弧装置现有调谐方法测量精度差、不能适应在牵手变电站中并联运行等问题,提出了利用谐振法结合曲线拟合法测量系统电容电流的方法。该方法测量精度高,调档数目少,能自动并联,无需相互通信,适合在各种场合并联运行。模拟电网试验和现场运行试验结果令人满意。

多目标跟踪在红外制导系统中的应用

为实现远距离对可疑目标的跟踪功能,提高红外制导的引导精度,提出了一种多抽头流水线架构的多目标跟踪方式。该方法将图像预处理、图像分割和目标检测等算法均在FPGA内部通过卷积运算实现,通过提高卷积运算速度达到实时处理的效果。试验结果表明,该方法与其他跟踪算法相比,可以自适应调整窗口大小、改变跟踪策略和自动分配窗口,提高了跟踪的多样性和可选性。该方法可以引导红外制导系统对多个目标同时进行跟踪,最终给出判据对威胁等级高的目标进行打击,具有实际应用前景。