构建医院科研保障体系的探索与思考

通过分析医院科研保障工作的定位和科研保障的现状,提出构建相对完善的医院科研保障体系的意义和重要性,从服务保障职能的角度探索医院科研保障的方法,探索构建了集激励机制保障、政策措施保障、制度完善保障、服务职能保障、成果转化保障、绩效管理保障于一体的医院医疗保障体系。

电气设备曲线数据库的自动生成

提出了一种利用VBA技术自动生成曲线数据库的新方法 ,使用该数据库可以方便地生成目标曲线的拟合函数 ,用于电气设备设计和优化中 。

2020年电气学科国家自然科学基金项目申请资助情况与学科动态

基于对2020年国家自然科学基金项目数据的统计和分析,给出了电气领域国家自然科学基金项目申请和资助情况。介绍了2020年电气学科在重大研究计划、双清论坛和“十四五”规划等几项重要工作的开展情况。给出了电气学科资助研究方向的具体调整情况。对电气领域专家学者在国家自然科学基金项目方面给出了建议。

基于建构主义的电磁场虚拟仿真实验教学设计与实践

电磁场是电气工程专业的基础课程,在实际教学过程中,存在实验课程与理论课程脱节、脱离工程实际、教学效果不理想的问题。根据国家一流课程建设“两性一度”要求,该文结合建构主义和教育心理学教学方法将虚拟仿真技术应用于电磁场教学,建设虚拟仿真实验平台,讨论教育建构主义的电磁场虚拟仿真实验教学设计与教学方法,突破实验教学对客观条件的依赖性,激发学生的学习兴趣和探索求知的热情,提升高校实验教学水平和人才培养质量。

等离子体医学研究进展

大气压非平衡等离子体(atmospheric pressure nonequilibrium plasma,APNP)能够在产生多种活性成分的同时保持较低甚至常温的气体温度,这使得它在生物医学方面有着巨大的应用前景,因此等离子体医学成为一个备受关注的新兴研究领域。自1996年第一篇等离子体医学研究论文发表以来,等离子体医学领域取得了蓬勃的发展,但也面临着一些核心科学问题亟需解决。文中对等离子体医学的研究进展进行了综述,探讨了该领域面临的核心科学问题和等离子体的生物安全性。此外,还简要介绍了等离子体医学在微生物消杀、伤口愈合、癌症治疗、经皮给药和皮肤病治疗等重要应用方面取得的成果。对于制定等离子体医学的标准和规范、建立第三方检测平台以及共享数据库和标准装置等问题,也进行了初步的讨论。最后,对等离子体医学的未来进行了展望。

基于光纤漏磁场测量的变压器磁平衡保护研究

针对变压器绕组变形、轻微匝间故障等早期故障,传统的保护方案一般难以进行有效的诊断,根据变压器绕组漏磁场变化可以灵敏地检测出绕组的早期故障,但缺乏适用于工程应用的绕组漏磁场分析的解析方法和在线测量方案。针对这些问题,该文计算了简化模型下的变压器绕组漏磁场分布,通过测量绕组上、下表面和中部的漏磁感应强度,提出故障分量磁平衡保护的整定方法和判别逻辑。最后,建立了Ansys的仿真模型和动模实验模型,验证了保护方案具有不受负荷变化及不受励磁涌流的影响,并且区内故障检测灵敏度高的优点。

新能源接入下配电系统混合储能选址定容优化策略研究

为实现含分布式电源配电系统混合储能的选址定容,构建一种考虑混合储能特点的双层优化模型,从而提升配电网运行经济性和稳定性。首先,选取蓄电池和超级电容器构成混合储能系统接入配电系统,充分发挥混合储能的高效充放电和高能量吞吐;其次,提出考虑混合储能特点的混合储能选址定容双层优化模型。上层优化以混合储能全寿命周期成本最小为目标,以配置容量和接入位置为优化变量,其中运行维护成本需由下层计算;下层优化以网损最小为目标,建立混合整数二阶锥潮流优化模型,并将规划结果反馈上层。最后,以IEEE 33节点配电系统为例,结果表明相较于单一储能,所提的混合储能形式及其优化配置策略能在保证配电网运行经济性的同时,提高配电网在可再生能源高比例接入下的运行稳定性。

基于多变量时空融合网络的风机数据缺失值插补研究

风电场数据的完整性会因恶劣天气、输入信号丢失、传感器故障等原因遭到破坏,而大面积的数据缺失将给风机设备的运行和维护带来严峻考验.因此,提出一个多变量时空融合网络(Multivariate spatiotemporal integration network,MSIN)来解决缺失数据问题.首先,提出包含缺失值定位−指引机制的MSIN结构,揭示缺失部分数据的潜在信息,确保插补数据符合真实分布.其次,在网络中设计多视角时空卷积模块,捕捉同一风机多个变量与多个风机同一变量之间的局部空间和全局时间相关性,用于提高插补数据的真实性.接着,提出网络实时自更新机制,根据风电场实时变化情况实现在线调整,能够提升网络泛化能力,由此弥补重新训练模型的时间和空间成本高的缺陷.最后,通过真实的风机数据验证所提网络的有效性和优越性.相关分析结果表明,相较于MissForest等传统数据插补方法的插补性能,平均绝对误差(Mean absolute error,MAE)、平均绝对百分比误差(Mean absolute percentage error,MAPE)和均方根误差(Root mean square error,RMSE)分别下降18.54%、41.00%和3.15%以上.

基于自适应超螺旋滑模观测器的三相Vienna整流器无模型预测电流控制

三相Vienna整流器具有不需要考虑开关死区、可靠性高等优点,但参数易受外部扰动影响而导致控制性能下降。针对这些问题,该文提出一种基于自适应超螺旋滑模观测器的无模型预测电流控制策略(ASTSMO-MFPCC)。首先,通过分析三相Vienna整流器参数失配数学模型,构建不依赖系统物理参数的超局部模型。其次,设计超螺旋滑模观测器估计超局部模型中的动态部分,有效抑制系统扰动影响。同时,设计自适应增益,动态调整超螺旋滑模观测器参数,解决增益选择难题。最后,构建离散化预测模型和成本函数,实现无模型预测电流控制算法。仿真与实验结果表明,所提策略具有良好的鲁棒性和动稳态性能。

矩形波激励对纳米晶合金高频磁化过程的微观影响机理

高频变压器工作时会面临占空比变化的激励情况,由于存在磁弛豫现象,矩形波占空比能通过改变铁心用材料纳米晶合金磁化时间,影响高频变压器能否达到饱和工作点。建立纳米晶合金微磁学模型,对该模型分别施加不同占空比D的矩形波激励,并定义了磁化速率v,从磁滞损耗P_(v)、v及磁矩偏转角速度ω三方面分析D对磁化过程的影响。结果表明,D=0.5时P_(v)最小,增大或减小D,都会导致P_(v)的增加,且满足两组不同占空比和为1的矩形波激励下,材料产生的P_(v)相同。若激励磁场处在上升沿,D=0.1时的v与ω最小,D=0.9时的v与ω最大;若处在下降沿,D=0.9时的v与ω最小,D=0.1时的v与ω最大。D会影响材料磁化时间,由于磁弛豫现象,改变磁化时间可决定材料能否达到饱和磁化状态,因此存在一个临界状态,该文将其定义为临界占空比D_(c)。结果表明,当D<0.5时D_(c1)的范围应处在0.2~0.21,D>0.5时D_(c2)的范围应处在0.8~0.81,为不同工况下高频变压器工作点的选取提供了参考依据。

基于声波逆时偏移成像的海上风电基础冲刷坑监测方法

海上风电基础冲刷是目前海上风电基础面临的普遍问题,冲刷坑的探测与监测对保障桩基安全十分重要。针对现有探测方法存在成本高、无法准确描述冲刷坑发展和形态等缺陷,提出一种基于声波逆时偏移的监测方法,首先采用有限差分方法求解声波方程模拟在海上风电桩基上布置震源的声波传播过程,分析冲刷坑界面反射波的波场特征;在此基础上,提出一种线性观测系统用于监测冲刷坑发展过程,并提出基于逆时偏移的冲刷坑表面成像方法,通过多组数值模拟试验验证该方法对不同规模和形态的冲刷坑都有良好的成像效果,最大冲刷深度误差均在10%以内。最后采用沙坑模型试验进一步证明提出冲刷坑监测方法的有效性。

交流调磁型永磁同步电机磁通协同调控最大转矩铜耗比控制

电动汽车驱动系统不仅需要拥有宽广的调速范围和恒功率运行区域,还应具备高效率、低损耗的优点,以实现续航的最大化。针对这些技术特点,该文研究了一种调磁性能优越的交流调磁型永磁同步电机(ACFR-PMSM),分别建立其等效磁路模型和稳态数学模型。并以该电机特殊的径向-轴向结构为基础,研究了其电感特性和转矩输出特性,从理论的角度论证了实现最大转矩铜耗比(MTPCL)控制的可行性。另外,分别采用拉格朗日乘子法和电流选择穷举法,获得了MTPCL控制的径-轴向定子绕组最佳电流选择方案。最后,实现了所提出控制策略的计算机仿真和样机测试,验证了其良好的动态控制性能,详细对比了经典id=0控制和所提出MTPCL控制的实施效果并计算了运行铜耗。

基于pix2pixHD图像修复的光伏电站秒级功率预测方法

云团遮挡导致地面辐照度发生瞬变是光伏电站出力剧烈波动的根本原因,为提高在云团遮挡情况下光伏功率预测的精度,提出一种基于pix2pix HD图像修复的光伏电站秒级功率预测方法。首先,依据光伏电站光伏组件的参数、内部光伏阵列的排列结构和布局,推导光伏电站精细化模型;其次,深入挖掘逆变器集群输出的光伏功率数据特征,剖析光伏功率与辐照度的映射关系,构建能够描述云团形状、厚度和运动方向的虚拟云图用以表征云团遮挡(功率缺失)情况;随后,提出生成对抗网络的pix2pixHD图像修复算法对缺损的虚拟云图进行修复,融合最近5s的修复云图,提高对云团性质的精确表达;最后,依据光伏功率、辐照度、虚拟云图像素值三者之间的线性关系,实现高精度的光伏电站秒级功率预测;以山东某地市的实际光伏电站为例,仿真结果表明所提pix2pixHD图像修复的预测模型能够有效提高秒级光伏功率预测精度。

基于超局部化时间序列的永磁同步电机无模型预测电流滑模控制策略

在复杂环境、多变负载工况中,由于时变电感参数、磁场耦合、铁心饱和等影响,电机控制精度及可靠性下降。为解决以上问题,该文充分利用时间序列模型反映电机电压、电流等状态变量之间关系,消除传统参数化建模的影响,提出基于超局部化时间序列的无模型预测电流滑模控制(SMC)方法。该方法将时间序列数据驱动模型超局部化,提升传统超局部模型精度,并采用递归最小二乘法(RLS)在线估计和更新模型中全部待定系数,实时精准响应当前系统工作状态。在此基础上,结合超局部时间序列模型,生成滑模控制函数,并设计Lyapunov方法验证函数趋近条件。实验结果表明,与传统控制方法相比,提出方法具有更强的鲁棒性、更优的电流质量和较低的系统噪声。

新型电力系统电磁暂态并行仿真关键技术及展望

在“碳达峰、碳中和”战略目标驱动下,电力系统逐渐发展成为高比例新能源并网和高比例电力电子设备接入的新型电力系统,其电源结构、电网形态和运行特征发生了显著变化。电磁暂态仿真由于能够全面、精确刻画电力系统的高频动态特性,已成为掌握新型电力系统运行特性的关键手段。然而,传统串行计算模式下的电磁暂态仿真技术在仿真效率上无法应对新能源大规模并网、交直流复杂耦合的仿真场景,亟需从高效并行算法和硬件加速角度出发,开展并行计算模式下的电磁暂态仿真相关研究。为此,首先概括了新型电力系统对电磁暂态仿真的新需求;其次,介绍了电磁暂态仿真的分网并行算法;再次,介绍了能够进一步提升电磁暂态仿真效率的多速率仿真方法;接着,介绍了基于并行计算设备的并行仿真实现方案;最后,梳理了国内外电磁暂态仿真平台的并行策略,总结指出算法硬件深度融合的仿真平台是未来的发展方向,并对其中的关键技术进行分析和展望。

深远海全直流风电汇集网络故障控制与恢复方案

针对全直流海上风场汇集网络故障处理问题,首先研究直流风电机组的故障控制策略,通过机侧换流器故障控制与卸荷电路配合的方式提高机组的安全性;其次,设计一种改进风电机组网侧DC/DC变换器拓扑,通过控制DC/DC变换器网侧电容脉冲放电进行行波测距,从而定位故障区段;最后,提出基于直流断路器的汇集网故障控制与恢复方案。利用PSCAD搭建全直流海上风电场模型,多种故障场景下的仿真验证了所提故障控制与恢复方案的有效性。

计及叶轮不平衡的差动调速风电机组变桨距控制

为保证差动调速型风电机组在全风速区间内运行的能量效率及稳定性,在考虑叶轮不平衡、风剪切及塔影效应的影响下,提出了一种基于径向基(RBF)神经网络的滑模变结构控制(SMVSC)方法,以完成差动调速型风力机桨距的准确、快速调节。该方法将滑模误差引入其控制的自适应率中,通过在线调整RBF神经网络的权值和中心值来有效地抑制抖振效应。搭建了1.5 MW差动调速型风电机组仿真模型,在利用物理试验平台对仿真模型进行原理验证后,对所提RBF-SMVSC方法的控制效果进行了对比验证。研究结果表明:相较于PI和传统滑模控制独立变桨方法,在不同的风速条件下,所提控制方法不仅可以更加快速、精确地调节风力机转速和功率输出,还可以有效提高机组的能量捕获效率,减小不平衡载荷。

基于模型预测控制的风储联合电场参与电网二次调频策略

随着风力发电在电网中渗透率不断增加,需要风储联合电场参与电网调频服务,维持电网的频率稳定.针对中高风速下的风储联合电场,通过分析风力发电机的机械特性和储能系统的运行特性,确定了减载运行方式下风力发电机桨距角的控制方式,提出一种基于模型预测控制的风储联合电场参与电网二次调频的控制策略.建立风电场桨距角控制的预测模型和电化学储能系统的预测模型,优化风力发电机和储能系统的有功功率输出,在调频基础上更好地减少了风能损失.根据上级系统的有功功率指令值和风力发电机实际输出功率之间的差值对桨距角控制进行进一步修正,使得风力发电机在二次调频期间能够更好地追踪到上级系统的功率指令值,迅速响应频率变化值,减小动态频率偏差,完成二次调频任务.仿真结果表明,该控制策略综合考虑了风力发电机可控的二次调频能力和电化学储能系统响应快速、跟踪精确的特性,使风储联合电场能够主动响应系统频率的变化,更好地跟踪上级系统下发的有功功率指令值,参与电网二次调频.

基于无线传感技术的变电站开关柜故障自动化监测系统

为可靠掌握变电站开关柜的运行状态,保证变电站的稳定运行,该文设计基于无线传感技术的变电站开关柜故障自动化监测系统。传感节点采集开关柜运行数据,组建分层分簇的无线传感网络,结合能量-周期更新机制,采用双簇头的传输方式传输采集的开关柜运行数据,利用概率神经网络实现开关柜故障自动化诊断,输出故障类别结果。测试结果显示,无线传感网络中节点覆盖率以及网络区域连通率均在93.34%以上,各个节点接收功率的热力分布情况均匀,可以实现开关柜故障的频率可视化。

面向新型电力系统的实时仿真平台综述与展望

伴随高比例新能源并网和大规模电力电子装置渗透,电力系统电源结构、电网形态、运行机理和控制基础深刻变革,电网规模和复杂程度前所未有,对仿真技术提出了新的要求。电力系统实时仿真作为支撑大规模电力系统仿真加速、开展控保设备半实物测试、推动电力系统数智化转型的重要手段,近年来得到越来越多的关注。为此,首先梳理了新型电力系统对实时仿真步长、规模等方面的新需求。接着,对比了10种主流商业化实时仿真平台,详细探讨了国内外平台在实时机制、硬件架构、高效算法、仿真软件4方面的技术现状。然后,针对新型电力系统电源侧和电网侧,综述了实时仿真平台构建方案的研究进展。最后,归纳提出了新型电力系统视域下实时仿真平台未来的发展方向。