采用分子动力学模拟技术研究聚乙烯/脲醛树脂复合材料中水分的扩散

以脲醛树脂(PUF)作为壁材,双环戊二烯(DCPD)作为芯材的微胶囊掺杂进聚乙烯(PE)材料,可实现材料的自修复功能,但掺杂微胶囊会影响PE材料的性能。采用分子动力学模拟技术设计了3个不同PUF浓度的PE/PUF掺杂模型和1个嵌入纳米SiO_2的掺杂模型,经分子动力学计算分析其密度、自由体积分数,以及水分在材料内部的均方位移和扩散系数。结果表明:随着PUF掺杂浓度的增加,PE/PUF复合材料的密度逐渐增大,自由体积分数逐渐减小,且水分扩散逐渐加快;掺杂纳米SiO_2可以抑制PE/PUF复合材料中水分的扩散。     

基于广义S变换和QPSO-SVM的水电机组振动故障诊断方法

提出一套完整的水电机组振动故障模式识别方法。首先,基于广义S变换提出一种能反映频谱特性的频带能量谱特征向量提取方法,并对其进行归一化处理后作为诊断模型的输入变量;然后,在分析量子粒子群算法（QPSO）和支持向量机算法（SVM）的基础上,利用QPSO算法对SVM算法中的核函数参数g和惩罚系数C进行寻优以提高SVM算法模型的诊断精度,提出一种基于QPSO-SVM算法的故障分类方法;最后,通过对比仿真和实例应用表明,该方法具有学习能力强、诊断精度高、鲁棒性好等优点,是一种有效的方法。     

纳米SiO2增强脲醛树脂机械性能的分子模拟研究

介电材料广泛应用于现代电网,但容易出现开裂现象,引起局部放电、电树枝等危害。将芯材为双环戊二烯,壁材为脲醛树脂(PUF)的自修复微胶囊掺杂进介电材料,可实现材料的自修复。但PUF微胶囊硬度不足,其机械性能需要增强。文中采用分子模拟方法建立3组模型,每组分别包括一个纯PUF模型和一个掺杂纳米SiO2的PUF模型,经过计算后分析其密度、自由体积分数、机械性能,建立PUF/SiO2界面相互作用模型以挖掘其内部机理。结果发现,掺杂纳米SiO2有利于增大PUF材料的密度,减小自由体积分数、增强其机械性能。原因是PUF链上的极性原子和纳米SiO2表面的羟基、O原子之间存在氢键相互作用。文中采用分子模拟技术揭示了纳米SiO2增强PUF机械性能的内部机理。     

基于分布式电源电流变化率的主动配电网单相断线保护方法

分布式电源的应用,改变了配电网断线故障的特征,加剧了断线故障的威胁。但是目前不仅缺乏含分布式电源(DG)的配电网断线故障保护方法,甚至电网断线故障下DG的输出特性也不清晰。基于主动配电网的可观测性,提出了一种根据DG电流变化率识别配电网断线故障的新思想。首先,分析了配电网单相断线故障下DG的输出特性,并建立了DG的等值模型。然后,建立了含DG的配电网单相断线故障等效电路,推导了故障前后DG输出电流的表达式。随后,分析了故障前后DG输出电流的变化特征,建立了基于DG电流变化率的辐射状配电网单相断线故障保护判据。仿真表明,所提单相断线故障保护方法能够迅速识别断线故障并准确定位。     

风机中参数变化对变流器直流侧电容可靠性的影响分析

以风电机组功率变流器可靠性评估为背景,给出了一种直流侧电容的可靠性评估方法。基于电容的损耗计算方法,结合热网络结构,构建了直流侧电容的可靠性分析流程。综合考虑电容的可靠性影响因素,分析了环境温度、风速、电容等效串联电阻及热阻的变化对直流侧电容可靠性的影响。以某风电场2 MW双馈风电机组结合实际风速、气温数据为例进行验证,实例结果验证了理论分析的正确性。讨论了当风电变流器实际工作时,利用优化变流器直流侧设计或电容的散热环境等措施提高直流侧电容的可靠性,结果表明了所提方案的可行性。     

基于DVR的感应电动机柔性快速再启动方法

对感应电动机失电后存在的残压影响及其再启动的问题进行了研究,提出利用动态电压恢复器补偿一个幅值和相位逐渐变化的"柔性电压",保证电动机的供电电压在再启动初始时刻和残压相等,随后幅值逐渐增大、相位逐渐移动直到和电源电压相等,使得感应电动机可以快速再启动,同时可以大幅减小再启动过程中的冲击电流和冲击转矩。提出了一种无静差地跟踪"柔性电压"的控制方法,通过对比分析,说明所提控制方法具有简单、可靠、快速的特点;通过理论分析及软件仿真,证明了所提控制方法的有效性以及动态电压恢复器在感应电动机再启动方面应用的可行性。     

基于一致性算法的微网分布式有功均衡控制

为实现微网内可控型分布式电源(distributed generator,DG)按有功容量分配负荷以避免其过载,建立了基于一致性算法的分布式有功均衡控制模型。不依赖于中央控制器,而是通过Agent与邻居Agent之间的局部通信,根据自身信息及获取到的邻居信息来实时更新自己的信息,作为可控DG的指令以实时调整自身有功输出。此外,建立了考虑通信延时的有功均衡控制模型。基于Matlab/Simulink仿真验证了所提均衡控制策略可以达到有功均衡的效果,解决了部分DG过载的问题,且系统电压和频率稳定。另外,讨论了延时对系统的影响,验证了延时过大会使系统均衡精度变差。     

一种计及地线影响的输电线路可靠性动态评估方法

雷击、冰灾等极端气象事件是导致输电线路故障的主要原因,输电线路的架空地线在夏季的防雷作用以及冬季更易覆冰的特点直接影响线路的可靠性水平。因此有必要研究地线对输电线路可靠性的影响及分析方法,并提出一种计及地线影响的输电线路可靠性动态评估方法。以“月份”作为时间尺度,对地线自身和输电导线逐月故障率分别统计并进行拟合。分析夏季、冬季地线状态对输电导线可靠性的影响,并引入相应的修正系数对输电导线故障率进行修正。利用全概率公式对线路停运概率进行计算,得到了与地线及导线故障率有关的线路全年逐月停运概率函数。算例验证了所提方法的可行性。     

一种基于离散观测器的DC/DC变换器参数在线辨识方法

针对功率变换器参数在线辨识问题,提出了一种新的基于离散观测器的DC/DC变换器主电路参数非侵入式在线辨识方法。基于Lyapunov函数提出了一种用于离散系统参数辨识的观测器算法,进一步引入模型噪声估计使得观测器能够适用于经低速采样离散化的混杂系统的参数辨识。为将提出的观测器应用到DC/DC变换器参数辨识中,以Buck变换器为例给出了DC/DC变换器离散模型的建立方法。在此基础上,设计了用于Buck变换器主电路参数辨识的离散观测器。观测器根据电感电流、输出电压以及控制器输出即可对滤波电感及其等效串联电阻、滤波电容及其等效串联电阻、负载等效电阻等多个参数进行在线辨识。仿真和实验结果验证了该方法的有效性。     

基于动态邻居拓扑结构的变电站接地网重构

文中引入动态拓扑结构思想对接地网的未知拓扑结构进行重构,得到一系列满足一定距离阀值dij的拓扑可行解,再通过邻居互连规则进行筛选、优化从而得到接地网的最优拓扑结构。为验证重构效果,笔者对一个重构的小型接地网进行了分析,结果表明,在满足接地网导体等间距分布的前提下,当接地引下线发生偏移时,重构所得可及节点电压值的均方差更小,同时由异常的节点电压值还可推测出异常的接地引下线。