基于IPOA-LSSVM模型的高压直流输电线路故障定位

故障定位在长距离高压直流输电系统中起着至关重要的作用.针对线路衰减系数计算不准和二次波头难以捕捉的问题,提出了一种改进鹈鹕优化算法(IPOA)优化最小二乘支持向量(LSSVM)的故障定位模型.根据行波衰减原理,推导故障距离和线路两端线模分量模极大值比的计算公式,发现二者具有非线性关系.使用LSSVM泛化二者之间的关系,将改进后的POA算法对LSSVM的关键参数进行寻优,建立IPOA-LSSVM故障定位模型.通过在两端采集故障信号,对其进行小波变换得到首波头幅值比作为模型的输入量,故障距离作为输出量进行仿真验证.仿真结果表明,该模型不受过渡电阻和故障类型的影响,能够可靠准确地定位.

比值控制系统电磁阀故障诊断与容错控制

目的:提出一种基于数据驱动的比值控制系统电磁阀故障诊断与容错控制方法。方法:将正常信号波动变化率作为故障检测的依据,利用比值系统故障传播的滞后特性建立故障定位算法。利用故障发生前后信号的差值及比值建立故障估计算法。利用故障调节区间内的响应超调量建立故障分离算法。根据故障诊断结果重构控制信号实现容错控制。结果:该方法故障检测准确率、定位准确率和分离准确率分别为96%,98.6%和96%,故障估计误差小于0.06%,容错补偿误差小于0.5%、结论:该方法可应用于一般比值系统电磁阀的故障诊断和容错控制,对于微弱故障能实现精准诊断和逆补偿,具有实时性强、运算量少及诊断精度高等优点。

双闭环比值控制系统传感器故障诊断方法

双闭环比值控制系统由于主从回路滞后效应和闭环回路调节作用,使其故障诊断较为复杂。针对该系统传感器故障难以识别的问题,通过分析反映系统动态特性的实时数据,提出一种基于数据驱动的故障诊断方法。利用拉伊达准则标定检测阈值建立故障检测模型;利用传感器故障传播的滞后特性建立故障定位模型;利用突变故障的幅值特性建立了故障估计模型;利用故障调节动态过程的变化趋势建立了故障分离模型;通过在线数据标定获得了故障诊断动态模型。通过实验验证该方法的有效性和高精度。研究结果表明,所提方法适用于一般双闭环比值控制系统传感器的实时故障诊断,其中故障检测准确率可达98.5%,故障定位准确率可达98.5%,故障估计准确率可达99.28%,故障分离准确率可达98%。

具有容错结构的高可用计算机双系统研究

为了确保高的可用性 ,在重大工程实践中往往采用具有容错结构的计算机双系统。双系统处理得到两个结果的异同性 ,历来是研究双系统容错的技术重点和难点。文章在双系统可用性分析、结果判错与选择、以及双工切换技术方面都有突破性的进展 ,并在重点工程中得以实现 。

应用B样条理论改进的变压器三比值故障诊断方法

为了解决三比值法在变压器故障诊断应用中存在的问题,提出一种基于B样条理论改进的方法。该方法在对三比值法进行空间几何分析的基础上,采用B样条曲面表示故障特征区域间的分界面,通过柔性自适应地调整分界面的形状,可将误诊样本对应的故障特征纳入到正确的故障特征区域内,从而提高诊断精度。方法突破了原三比值法固定区域边界的限制,为故障诊断问题求解提供了一种新的解决思路。实例分析表明,改进后的方法既保留了三比值法对大多数样本能够准确识别的特点,又使三比值法具备了学习能力,其学习过程具有可视性,且学习效果是可控的。

交流不对称故障下的LCC-MMC混合直流系统输送功率提升策略研究

将常规两端直流输电系统逆变站的电网换相换流器(LCC)替换为模块化多电平换流器(MMC)所构成的混合直流输电系统,可结合两种换流器的优点而具有广阔的应用前景。在研究其基本稳态控制特性的基础上,重点分析了交流电网不对称故障引起的直流输送功率下降及中断问题。通过分析混合直流系统的交流故障特征,发现交流不对称故障发生在整流侧时易引起直流电压下降甚至输送功率的中断,发生在逆变侧时易引起直流系统电压异常。鉴于此,提出了基于MMC典型控制的附加直流电压控制策略,在其调制范围内通过降低故障时逆变侧的参考直流电压以提高直流系统的输送能力。若检测到本站直流电压的交流分量大小超过限定值,则附加控制策略自动投入,无需依靠换流站间的通信。最后,通过PSCAD/EMTDC电磁暂态仿真验证了所提控制策略的可行性。

交流侧单相短路时直流系统提供短路电流的特性分析

随着直流输电系统的迅速发展,能否忽略直流系统对短路电流的贡献成为一个亟待研究的问题。文章基于实际直流工程的详细电磁暂态模型,对交流侧发生单相短路故障时直流系统提供短路电流的特性进行研究。通过分析故障后直流输电系统的暂态特性,提出针对短路电流计算关键值,提取并分析直流系统提供短路电流的对应分量;通过对大量仿真结果的统计分析,明确了直流系统提供短路电流的特性及其对短路电流计算的影响,得出结论:直流系统提供的短路电流会使短路电流计算中的工频短路电流初始值、对称开断短路电流的幅值减小,而短路电流峰值增大,且工程应用中短路电流计算可以不考虑直流系统。通过基于实际电网的短路电流对比计算,验证了以上结论。

实时操作系统CPU使用率监测的软件容错研究

在硬件实时操作系统中,系统CPU的使用率是系统性能的一项重要指标,如果任务占据了系统的全部CPU,其它任务将无法继续运行,给系统带来灾难性后果。通过分析实时操作系统中软件运行的特点,系统设计需要采取一定容错策略,以提高系统可靠性和容错能力。在μC/OS-Ⅱ实时操作系统下对飞行控制软件中的任务进行实时监测。首先给出在μC/OS-Ⅱ实时操作系统下CPU使用率的计算方法,合理提出CPU的监测周期。其次,给出对CPU使用率异常的故障检测算法,对故障进行故障处置,提高系统的容错能力。最后,通过在MPC5674飞行控制计算机中编写嵌入式飞行控制软件来验证四种对CPU使用率异常的处置方法。仿真结果表明,实时操作系统中CPU的软件容错方法可以有效提高系统可靠性和容错能力。

声场简正波分解算法及其适应性

采用海洋声学数据库（ＯＡＬＩＢ）提供的多种模拟测试数据和新西兰Ｈｕｄｓｏｎ海峡实验数据，全面地考察了声场简正波分解迭代算法的能力，包括抗白色噪声和有色噪声的能力、环境参数失配时的宽容度以及能否检测和跟踪实际声源目标。同时，针对该算法的特点，在低信噪比条件下，讨论不同阵型的短垂直阵和稀阵元垂直阵的定位性能。值得庆幸的是，算法顺利地经受了考验。

联于弱交流系统的HVDC故障恢复特性仿真分析

交流系统的强度会影响到高压直流输电(HVDC)的故障恢复速度,而不同的无功补偿方式对交流系统强度有不同的影响程度。文章对目前广泛使用的无功补偿设备,如固定电容(FC)、同步调相机(SC)、静止无功补偿器(SVC)及静止无功电源(SVG)在HVDC故障恢复过程中的作用进行了仿真分析。仿真结果表明SC及SVG能够增强交流系统,因此故障切除后HVDC可以较快地恢复;但SVC在故障恢复期间减弱了交流系统的强度,因此会延缓整个系统的恢复过程,甚至有可能引起后继的换相失败。

基于CBR的飞机引气系统故障诊断案例库构造

为快速准确排除飞机引气系统故障,引入CBR方法进行故障诊断。将来自运营方的历史故障经验与生产方的专家知识相结合而构造案例库。首先设计了不同类型知识的表示方法,然后重点研究了案例检索中的相似度,针对k-NN算法相似度作为参考的不足,提出了动态失效比的概念,并以此形成参考度,给出了计算模型。应用示例表明该案例库构造可准确定位故障,为高效的案例推理算法提供基础。

基于故障诊断二叉树的内燃机车故障诊断专家系统

根据内燃机车的故障特点,研究故障诊断流程的二叉树化。将知识库分解为故障现象、故障原因和故障诊断规则3个即相互独立又互为关联的数据库,在知识库管理模块的控制下,分别从故障现象库和故障原因库中选取相应的知识构成故障诊断规则的前件和后件,并以IF……THEN……的形式存储在故障诊断规则库中。采用基于故障匹配率的启发式搜索机制,结合专家的经验与故障发生的概率,通过修改估价函数,实现对较大概率故障的优先搜索,以提高系统的故障诊断效率。目前,以故障诊断二叉树分析法为基础的内燃机车故障诊断专家系统已在南昌铁路局各下属机务段成功装车运用,达到了预期目标。

时延反馈EVG系统随机共振特性研究及轴承故障诊断

随机共振是应用在微弱信号检测中的一种重要的技术,以微弱周期信号和加性高斯白噪声驱动的时延反馈生态植被生长(EVG)系统为模型,对其展开了详细的随机共振现象分析,并将其应用到微弱信号检测和轴承故障诊断中。首先,利用福柯普朗克方程推算出等效势函数以进一步得到系统信噪比的表达式,然后通过曲线图具体分析不同的系统参数对势函数和信噪比的影响。研究结果表明,通过调节系统参数、信号幅值、噪声强度均可诱导时延反馈EVG系统产生随机共振现象。最后,通过调节参数利用时延反馈EVG系统随机共振方法成功检测到微弱信号目标频率f=0. 01 Hz幅值为2 978,且在轴承内、外圈故障特征频率处检测出明显的峰值。

改进弗留格尔公式用于汽轮机故障诊断

汽轮机作为动力机械广泛应用于电力、化工等多个行业,汽轮机故障诊断也愈来愈受到人们的重视。气路通流面积作为汽轮机故障诊断的重点,能够通过弗留格尔公式计算得到。由于该公式假设条件是汽轮机有无穷级,故在实际应用中该公式的精度不高。笔者对弗留格尔公式进行改进并将其应用于汽轮机通流部分故障诊断,以此来提高诊断精度。

基于键合图模型的机车制动系统故障检测与隔离

针对机车制动机列车管压力控制模块,采用键合图理论开展了动态建模分析,由建立的故障键合图模型推导出相应的解析冗余关系,提取出完整的故障特征矩阵.利用序贯概率比检验方法对采集的监测数据进行连续判读,实时跟踪识别工况下的系统异常状况,并将得到的残差状态向量同故障特征矩阵进行匹配,实现对故障部件的检测与隔离.仿真实例验证了建议方法的技术可行性.

模极大值均方根比在配网暂态接地故障选线中的应用研究

针对小电流接地系统单相接地故障暂态量电流特征,给出一种以零模电流模极大值均方根比值为判据的接地故障暂态选线方法。利用小波包分析和奇异性检测理论对故障线路与非故障线路零模暂态电流奇异性差异进行分析,计算选线频带内各线路零模电流的模极大值序列及模极大值的均方根值,并根据均方根比值确定故障线路。理论分析和EMTP大量仿真试验结果表明,该方法能适应工程应用中可能存在的影响因素,具有灵敏度高、自适应能力强、选线准确等特点。

基于DWT-PNN的柔性直流输电系统故障检测方法

柔性直流输电系统故障极大地影响了电力系统的稳定性。现有输电线路故障检测方法存在阈值选取困难、对过渡电阻阻值变化敏感、检测时间长等问题。提出一种基于小波能量占比的使用概率型神经网络(PNN)进行故障类型检测与位置判别的方法。通过对不同故障类型下的母线和线路测量电压进行快速傅里叶分析得出暂态电压频率特性,再利用离散小波变换(DWT)求得不同尺度下的小波能量特性,通过大量的离线仿真数据对PNN进行训练,根据PNN的输出结果实现故障类型与故障位置的精确判定。在PSCAD/EMTDC仿真环境下搭建了四端柔性直流电网电磁暂态模型进行仿真验证,结果表明所提方法可以准确地对高阻接地故障的故障类型与位置判别进行检测,不受过渡电阻阻值影响。

构建基于零序电流差异化指标的灵活接地系统单相接地故障选线方法

针对配电网非有效接地系统发生故障接地电阻大时故障信号弱、故障线路的选取效果不理想的难题,提出了一种构建基于零序电流差异化指标的灵活接地系统单相接地故障选线方法。针对发生单相接地故障时并联电阻投入前、投入后同一母线上的正常运行线路和故障线路的零序电流以及系统的零序电压特征进行分析,发现:正常运行线路在并联电阻投入前后,零序电流幅值减小,并且在零序电压方向的投影差为零;故障线路零序电流幅值增大,并且在零序电压方向的投影较大,据此引入比值法与相位法相结合的选线方法,可以可靠、准确地判断出故障线路。分析结果表明,此方法能够适用于过渡电阻在3000Ω以内的高阻接地故障。利用PSCAD建模仿真,验证了所提故障选线方法的准确性及可靠性。

改进势函数随机共振在轴承故障检测中的应用

针对经典双稳随机共振(CBSR)系统的输出饱和性与参数难以独立调节的问题,在势函数随机共振(PSR)系统基础上,叠加一个线性项,提出了改进PSR(IPSR)系统。可更加灵活的改变势函数形状,获得更好的检测效果。以输出信噪比为衡量指标,探究了系统参数a、f以及噪声强度D对系统输出的作用规律;针对大频率输入信号,先进行预处理,再通过自适应算法对参数寻优。仿真结果表明,IPSR系统检测效果优于PSR与CBSR系统。将IPSR系统应用于轴承故障检测并与PSR系统的检测效果进行对比,实验结果显示,在外圈故障检测中,输出信噪比高出2.113 5 dB;在内圈故障检测中,输出信噪比高出1.474 5 dB,有着更好的检测效果。

基于零序电流比值变化的小电流接地选线方法

在小电流接地电网发生单相接地故障时,由于消弧线圈的补偿,接地残流过小,难以准确选线。分析现有小电流选线原理和方法,总结提出零序电流比值选线法。它根据消弧线圈容量变化前后,零序电流比值变化趋势不同,确定接地故障线路。对该方法进行理论分析,推导出零序电流比值关系式。并利用Matlab工具进行仿真分析,结果符合理论推导。此方法不需要延缓切除阻尼电阻,有足够快的响应速度,算法简单,实现容易,对配电网当前状态和长远发展有良好适应性。