Geometric Parameterization Technique for Continuation Power Flow Based on Quadratic Curve

The electricity sector, especially in emerging countries, has experienced several transformations, mainly resulting from the increase of electricity demand. This encourages more investment in the generation sector and causes increasing concerns with the development and improvement of tools for static voltage stability analysis of electrical power systems. This paper presents a new geometric parameterization technique for continuation power flow (CPF) that works based on the addition of a parabola that passes through three points in the plane formed by the variables of total real power losses and loading factor. This technique eliminates the Jacobian matrix singularity at the maximum loading point, which allows obtaining the solution trajectory (P–V curve) without any need to change the parameter, which is a very common procedure in the currently available CPFs. Intending to define a simple and efficient step size control procedure, the total real power losses values are normalized by its base case value. The results obtained by applying the proposed technique to the IEEE-300 bus system and two real large systems of 638 and 787 buses show its effectiveness.     

基于G2-熵权法的低压配网台区状态特性评估

从低压配网台区的线路特征、运行特征2个主要方面的指标对低压配网台区状态特性进行评估。首先从上述2个方面建立评估指标体系;其次对指标进行一致化和无量纲处理;然后采用基于功能驱动的G_2法(唯一参照物法)加入专家经验求得各指标的主观权重,同时采用基于数据差异驱动的熵权法求得各指标的客观权重;最后利用拉格朗日最优乘子法综合主客观权重求得各指标的综合权重,得到低压配网台区状态特性的评估函数,根据评估函数值对低压配网台区状态特性做出评估。通过对某地的若干个低压配网台区进行实例分析,验证了该评估方法的有效性和可行性。     

基于等效的视在功率计算新方法

在电力系统电压、电流波形畸变和不对称的条件下,目前视在功率求解还没有一种认可的方法,导致功率因数计算数值不一致。针对该问题,首先详细分析影响电能传输的因素,然后采用拉格朗日乘数法推导分析一种单等效视在功率计算方法,最后在考虑影响电能传输的不同因素条件下将所提方法分别与矢量视在功率、算数视在功率、双等效视在功率进行对比分析,以研究不同视在功率实际应用特性。算例结果表明,所提方法能够体现不同不利因素对电能传输的影响,且影响程度越大,功率因数越小。     

微光学系统矢量衍射成像中畸变的衍射机理与计算

用瑞利—索末菲矢量衍射公式导出微光学系统矢量衍射像点光强分布的计算式,探讨矢量衍射成像中畸变的衍射机理与计算。模拟试验表明微光学系统矢量衍射成像不但要考虑横向场还要考虑纵向场,畸变校正要进行位置校正,光强也要做适当校正,有利于微光学成像系统的像差分析与处理。     

基于跨孔电阻率CT的地铁盾构区间孤石探测方法及物理模型试验研究

跨孔电阻率CT方法在地铁盾构区间孤石探测方面具有一定优势,但仍然存在孤石定位精度低、小尺寸孤石难以识别等工程实际难题。首先,提出了电阻率CT不等式约束反演成像方法和偏导数矩阵的并行解析快速求解方法,从施加先验信息约束和提高反演精度两个方面共同改善了电阻率CT反演的多解性与成像效果。在此基础上,通过大量常规观测模式的成像效果对比试验,提出了一种组合式观测模式,可以综合多种常规观测模式的探测优势并增加采集的数据量,从而提高对异常体的识别能力。针对影响探测效果的两个因素——孔距和电极间距进行了数值模拟试验研究,获得了在组合式观测模式下的有效孔距范围和合理的电极间距参数,并进一步检验了对小粒径孤石的识别效果。在此基础上,提出了地面物探普查与电阻率CT详查相结合的孤石探测方案。最后,开展了物理模型试验研究进行验证,探测结果与实际情况比较一致,具有较好的应用前景。     

二层水平介质球面波正反演联用与震源定位

二层水平介质中原几何平均震源定位方法,无法直接确定震源的水平坐标,推广至任意水平层状介质时,包含震源深度的定位参数难以确定和修正,且难以确定震源所在层。根据将水平和铅垂坐标分离、并去根号的走时方程,反演出发震时刻,并合理修正,根据水平层状体系中球面波波阵面的正演方法,得到含震源空间坐标的非线性方程组,求解可得震源的水平和铅垂坐标。各种定位条件下的定位计算表明,正反演联合运用法的水平和铅垂坐标误差的较大值,均不大于几何平均法的震源深度计算误差,且正反演联用法比几何平均法更适合于深震源定位。对参数敏感性的分析表明,发震时刻对定位参数不敏感,震源位置误差对波速、波速比的敏感性介于几何平均法和经典线性法之间。正反演联用法不能改进几何平均法不适应较大水平竖直距离比和较大、较小埋深比的缺点,仍建议在地(矿)震易发区布置台站,并与经典线性法结合使用。正反演联用法不需要确定和修正含震源深度的定位参数,且便于逐层排除和确定震源所在层,因此将比几何平均法更适合于任意水平层状介质中的震源定位。     

砂土中锚板拉拔模型试验及其抗拔力计算

锚板基础因其具有良好的抗拔特性而广泛应用于各类岩土工程问题中。在不同密实程度砂土中采用不同几何形状的锚板进行小比尺拉拔模型试验,分析锚板型式及尺寸对上拔承载特性的影响。试验结果表明,相同直径和埋深比的螺旋锚与平板锚上拔承载特性无明显差别;相同埋深比时,直径为50 mm的锚板上拔承载力系数略小于直径为20mm锚板的上拔承载力系数,而其上拔破坏位移比明显高于小直径锚板。进一步根据破坏位移比与埋深比关系曲线确定中密及密砂中浅、深破坏模式的临界埋深比,同时结合已有试验结果假设两种破坏模式的滑裂面,利用极限平衡分析推导并给出两种破坏模式下上拔承载力公式;通过与41个拉拔试验数据进行比较,验证了所提理论公式的适用性及准确性。     

基于灰色关联度分析理论的底板破坏深度预测

在对影响底板破坏因素力学分析的基础上,利用灰色关联度分析理论对各主要影响因素进行求解,得出各因素与底板破坏深度关联度排序,各因素对底板破坏的影响程度排序为：工作面斜长＞倾角>底板抗破坏能力＞埋深＞采厚。基于各因素与底板破坏的关系选定线性与非线性2种基函数类型,利用Matlab软件进行拟合得出新型底板破坏深度公式;分析构造因素、工作面推进速度、特殊顶板管理方式对底板破坏的影响,考虑到预测结果的离散性以及特殊顶板管理方式对底板破坏的影响机制较为明确,选取特殊顶板管理方式因素对底板破坏深度公式进行修正,得出修正公式。研究成果补充与完善了现行的经验公式体系,工程实例验算表明公式预测精度较高。     

考虑多场耦合的活性炭再生过程数值仿真计算

针对目前活性炭再生过程中的温度场、流场、化学反应等仿真计算研究相对不足的现状,基于计算流体动力学（CFD）软件,提出改进的Lagrange方法对颗粒轨迹进行描述,由此考虑温度场、流场以及化学反应等之间的耦合作用,提高了炉内活性炭再生过程的模拟精度。利用改进的Lagrange方法,对某再生炉内活性炭再生过程进行了仿真计算,计算结果表明：活性炭颗粒在炉中的流动速度、停留时间及温度分布均与实际相符,说明使用该方法对复杂的移动床再生炉进行仿真的合理性。     

气动干扰下的Hex-Rotor无人飞行器控制器及其飞行实验

分析了气流扰动、翼间干扰等因素对飞行中的无人飞行器的控制精度和效果产生的影响,并给出了相应的解决方法。建立了Hex-Rotor飞行器的动力学模型,分析了升力因子不确定性导致飞行器控制效果下降的影响因素。设计了反演滑模控制器来控制飞行器的空间六自由度运动,同时考虑升力因子的不确定性采用超螺旋非线性观测器观测各个旋翼的升力因子来克服气动干扰的影响。通过原型机验证了提出的方法,结果显示:Hex-Rotor飞行器在气动干扰较大的外部环境中飞行时,水平位移跟踪误差不超过±4.5m,高度误差不超过±2.5m,姿态角度误差保持在±2°内,较大地增强了飞行器的抗扰能力。结果表明:采用本文的方法可以有效地估计各个旋翼的升力因子,从而提高Hex-Rotor飞行器的控制精度和效果。