电气工程及其自动化专业建设与创新人才培养

总结了哈尔滨工业大学电气工程及其自动化专业建设的情况,重点阐述了培养方案制定的指导思想和特点以及在课程建设与改革中所取得的成果。在创新人才培养方面采取重大举措,将科研成果引入教学,由教授和博导开出创新研修课,培养本科生的科学精神和科研能力。建立学生科技创新中心,利用第二课堂,为学生进行自主学习提供条件,并取得丰硕成果。文中还对进一步的专业建设进行了总体规划。

中外大学电气工程专业课程体系的对比与分析

本文对电气工程专业本科生的课程体系进行了梳理。分别选取了国内和国外三所名校的方案作为参照,详细进行了课程类别、课程内容、总学分、总学时的对比,分析了国内外高校的各自特点,给出了关于课程体系修订的一些建议。本文对教学研究和管理人员具有很好的参考价值。

基于电气剖分信息的风电系统有功调度与控制

针对风速的随机性和间歇性对电力系统调度与控制带来的困难,提出一种风电系统有功调度的二层结构调控策略,即在在线调度周期内,借助系统内常规发电机组的配合对预调度周期内的发电计划进行再校正以及在自动控制时间级内通过与风电机组紧密关联的自动发电控制(automationgenerationcontrol,AGC)机组的实时偏差调控对在线调度计划外的功率波动进行调整的策略。利用与风电机组、相关非风电机组及其供电负荷等有关的网络源流路径电气剖分信息,计算非风电机组参与发电计划再校正的功率调整因子及参与风电实时功率波动控制的关联AGC机组之间的负荷分配因子。算例表明,二层结构的调控策略可以有效跟踪风电与负荷功率的波动或预测偏差,从而提高整个系统的运行质量。

基于GPRS的电气化铁路线索张力监测系统

针对我国电气化铁路地域分布广、"空窗"时间短从而导致接触网线索张力采集困难这一问题,设计了基于GPRS的电气化铁路线索张力监测系统,分析了数据在通信网络中的传输过程,比较了GPRS模块与监测主机建立连接的不同方案,给出了监测系统的软硬件设计方案,并进行了相关测试。测试结果表明:该系统工作稳定,实时性好,可以满足铁路系统线索张力监测的应用需求。

基于实时量测数据的10kV配电网线损自动化管理系统

介绍了基于实时量测数据的10kV配电网线损自动化管理系统,包括系统层次设计,组织结构,各模块功能及数据来源与接口设计,并就其中的线损管理问题进行了详细阐述。该系统在业务模型驱动模式的业务架构平台上将配电网线损的理论和统计计算、报表和分析集成于一体,利用科学的线损计算、比较、分析手段,为实际生产决策提供技术支持,是一种能够有效提高数据准确性和工作效率的科学的线损管理平台。

基于Profibus/Profinet的气源自动化监控系统

风洞工程中气源的品质直接影响风洞试验的精确性,鉴于气源系统的庞大和复杂性,为提高气源生产的安全性,以提供优质可靠的高压气体提出了一种基于Profibus/Profinet的气源自动化监控方案;通过设立若干个S7-200 PLC从站解决了系统节点较多的问题,根据监控系统不同分工建立了2个S7-300 PLC主站;由于现场设备的多样性,综合利用Modbus,Profibus-DP,Profinet等多种通讯协议,组建了气源工业控制网络。在此基础上,系统实现了远程监控、现场监控以及气体流量计量等功能;实际运行结果表明,设计与实现的气源自动化监控系统达到预期目的,具有很好的监控效果。

交流支路的电气剖分方法——(二)移相器支路的剖分

目前，电力市场环境下的潮流控制辅助服务评估方法主要侧重于经济学规律的应用，而对电气特性重视不够。以移相器为例，借鉴电气剖分的思想，将受到移相器调控影响的各种网络源流间的路径进行电气剖分，并构造出3类剖分方法，由这些方法可以准确掌握网络源流沿移相器剖分子路径传输的电气量的性质和数量，且剖分子路径与原移相器支路具有电气上的等效性，并严格满足电力网络的基本电气规律。算例表明，移相器支路的电气剖分方法简单正确，既可为进一步定量评估移相器的辅助服务水平提供准确的电气信息，又可为研究包含其他潮流控制设备的电气剖分方法提供参考。

变频器输出RLC正弦波滤波器的工程设计

根据常见变频器调制方式下的谐波特性,并基于RLC滤波器的高低频等效电路,提出了一种变频器输出正弦波滤波器的工程设计方法。在该方法中,考虑了滤波器对变频器和电机的影响,以及开关时滞和过调制对滤波器设计的影响,将该方法应用于西门子变频器系统,给出了设计实例。仿真及试验结果表明了该设计方法的实用性。

交流支路的电气剖分方法(一)普通支路的剖分

用传统的电力网络分析方法很难准确得到网络源流沿交流支路传输的路径剖分信息。针对此问题,从电力网络的基本原理出发,给出了交流支路3类电气剖分的定义,构造了3类电气剖分的方法,归纳出相应的电气剖分定理。由这些方法和定理可以准确地掌握网络源流沿剖分子路径传输的电气量的性质和数量,且剖分子路径与原支路具有电气上的等效性,并严格满足电力网络的基本电气规律。算例结果显示了所提出的方法和定理的正确性。最后,简述了电气剖分的优点及进一步工作的重点,并就相关问题进行了讨论。

交流支路和节点的联合电气剖分

交流支路和节点的联合电气剖分对于正确掌握源流定量供求信息具有至关重要的作用。分析了电气剖分应该遵循的基本原则及其具体细则;分别针对交流支路和节点的特殊构成情形与一般构成情形,提出了交流支路和节点的联合电气剖分方法。该方法解决了电力网络节点多个不同源流在交流支路中如何流动和在相关交流节点内如何交换的问题,为全面解决电力网络的电气剖分问题提供了理论与方法支持。

基于负荷受电路径电气剖分信息的配电网重构算法

大规模配网重构问题的非线性组合优化特点对计算方法的效率造成了极大困难。该文应用交流支路电气剖分方法,由负荷受电剖分路径电气距离指标构造一种新的物理寻优方法。该方法在合环操作形成的闭环中根据电气距离为负荷分配供电路径,从而确定应断开的支路,使损耗降到最低。同时,根据定义的单位功耗以及物理规则确定需计算电气距离的负荷节点以减少运算量,并通过优化待处理分段开关的顺序以保证能寻找到更优良的解。由于算法属于物理寻优方式,避免了不收敛或者难收敛的情况。IEEE69系统分析表明,算法具有快速求得优良解的特性,能够应用到大型配电网络重构问题。

基于交流支路和节点联合电气剖分的功率损耗分摊问题分析

不同种类的电力网络损耗分摊方法对相同的具体问题往往难以求得相同的分析结果。究其原因,在于这些方法在对问题本质的认识存在分歧和不统一,处理问题时考虑的条件和因素各有侧重,导致方法本身存在不同程度的理论缺陷,使应用效果难以一致。基于对问题影响因素的分析和思考,提出损耗分摊问题的本质是电气分析、问题存在具有伴随网络状态的唯一解、检验分摊结果正确与否的标准是电力网络的电气原理和电气规律的观点。在这些观点的指导下,通过对支路损耗功率分摊3类特殊问题的思考与对策研究,提出支路损耗功率分摊一般性问题的解决对策和求解方法。对策与方法的理论核心是交流支路和节点的联合电气剖分,剖分结果完全满足电力网络的各种基本电气原理和电气规律。通过算例说明所提方法的电气正确性,为寻找损耗分摊问题的唯一解、进一步论证非线性与损耗分摊问题解的存在性之间的关系提供了分析手段。

基于交流支路和节点联合电气剖分的节点电气量分配原则

比例共享原则是目前最具权威和最常用的界定节点电气量分配关系的基本原则,许多学者将它视为研究其它若干问题的理论基础。然而,研究表明,此原则对电力网络分析而言并不完备,由此原则分析获得的结论在不同场合并不完全一致。针对此现状,从交流支路和节点联合电气剖分的角度对节点电气量分配关系进行论证,并对比例共享原则的不完备性进行分析,指出单纯由比例共享原则分析获得的结果在不同场合并不完全一致的原因。结论表明,节点电气量的分配关系虽满足比例共享原则,但仅限于分析节点上的电气交换关系,对交流支路及交流电力网络源流间的电气交换关系,则需从交流支路和节点联合电气剖分的关系入手进行。

采用模糊控制的推力测量系统自动校验装置

介绍了一种新型的采用步进电机作为推力加载执行部件发动机测试台推力自动校验装置。阐述了该系统的结构、工作原理和软硬件设计方法。在分析影响推力加载精度和稳定性的因素基础上,采用了一种适于在PLC上实现的变尺度因子间歇式模糊控制方法,实现了快速和精确加载。试验数据表明,该装置在测量和加载控制方面都具有很好的性能。

用于电气变速器双轴速差的直接测量方法(英文)

一种用于混合动力电动汽车(HEV)传动系中的具有新型双转子结构的电气变速器(EVT)被提出,为实现对其内电机的矢量控制,必须实时检测该双转子电机两转轴的速度差。本文给出一种基于凸极式外转子结构的变磁阻式(VR)旋转变压器配合环形变压器的测量直接方法,并研制了基于AD2S1200的轴角变换电路(RDC),用于系统控制。该方法避免了用两个传感器分别测量双轴转速后再求差带来的时滞与误差积累等缺陷,理论分析、仿真与实验结果证明该方法可以用于EVT调速系统。

使用两端电气量故障测距算法的研究

以分布参数作为高压输电线路的模型，提出了利用线路一端电压电流和另一端电流（或电压）的测距方法。根据故障类型可求出两端数据采样不同步角δ，可对不对称短路故障进行准确测距。其测距精度不受对侧系统运行方式变化的影响。仿真计算表明，该方法有效。

混合动力汽车用永磁式电气变速器的构建(英文)

提出了一种用于混合动力汽车(HEV)动力传动系统的新型结构的永磁式电气变速器(PM-EVT)。PM-EVT是一种与Toyota Prius混合动力汽车功能相似的串并联HEV传动系统,但是功能更加集成,结构更加简单,省去了用于功率分配的行星齿轮机构。分析了PM-EVT的4种可能的机械结构组合和永磁体配置,并选择其中最简单的一种作为最终方案:具有一个外定子、一个内转子、一个外转子;外定子和内转子分别有独立的三相绕组;永磁体分布在外转子上。分析结果表明:不同的永磁体配置形式具有不同的电机性能和控制性能。

面向工程教育的“电工学”课程建设与实践

目前国际全球经济一体化势必要求一个国家的高等工程教育进入世界经济的大循环中,这对高等工程教育提出了更高的要求,并推动着高等工程教育不断改革与创新。在这种情形下,"电工学"课程必须要适应这一发展需求,以其为相关专业顺利通过工程教育专业认证提供保障。如何建设好面向工程教育的"电工学"课程体系及内容成为从事这方面教学研究者关注的热点。哈工大"电工学"课程以其强理论、重实践、抓创新为其特征,在课程建设过程中积累了一定经验,取得了一些实践成果。

中小型电站动态稳定分析模型及其工程应用

在分析中小型电站的主接线特点、给出不同主接线方式下同步发电机定子电流统一表达式的基础上建立了中小型多机电站的动态稳定分析模型 ,这一模型可用于包括扩大发电机—变压器组单元接线在内的多种主接线方式多机电站的动态稳定分析 ,扩展了常规Phillips -HeffronK1～K6模型的应用范围。基于该模型采用特征根方法 ,对某水电站单机运行稳定 ,双机运行时出现地区性低频振荡进行了分析 ,所得结果与现场实际情况相一致。

基于量测的DID线损自动化管理

对供电企业而言,线损管理是一项重要的工作,线损率是衡量企业综合管理水平的一项重要经济技术指标。分析了线损的组成,根据对线损电量进行微分、积分和差分分析,确定管理线损中无表用电部分,为查找窃电提供依据。基于量测信息,采用配电潮流方法计算理论线损,所得结果准确,可靠,具有工程应用价值。