二维三组元液体系统声子晶体带结构研究

基于平面波展开法,研究了水-四氯化碳/水银和四氯化碳-水/水银两种体系的二维三组元结构的声波带隙,结果表明,在相同填充率下,圆柱形插入体比正方柱形插入体更易得到较高频率范围内的完全带隙;无论插入体的形状为方柱或圆柱,第一带隙相对宽度的变化都是稳定的,但对第二带隙相对宽度的影响较大;圆柱形插入体的第一完全带隙的相对宽度变窄的速率比正方形插入体的快。该文提出通过散射体横切面积的几何形状来控制带隙频率。这对设计液体系统的声子晶体有实际意义。     

地下电力电缆温度场及载流量的数值计算

对地下电力电缆温度场和载流量进行了研究。基于有限差分法,采用直角坐标和极坐标相结合的思想,对计算区域进行不均匀网格的划分。对电缆及其周围土壤的温度场进行迭代,并进行两种坐标系之间的插值计算,得到一个收敛的温度场。多次循环后电缆缆芯达到上限温度值,可得电缆的载流量。     

管道内填充导热介质提高电缆载流量

电力电缆排管敷设时,因预埋管中空气热阻较大,使其载流量比直埋方式的载流量有显著下降。为提高预埋管敷设方式下电缆输送能力,可向管道内填充导热介质以改善管道的散热状况。采用基于坐标组合的有限差分法,编制了电缆排管敷设温度场和载流量通用计算程序。程序计算结果与模拟试验及现场试验结果相符。计算结果表明,单回路电缆填充导热介质可提高载流量约5.6%,降低缆芯温度约7°C。多回路电缆由于电缆间的互热效应,填充导热介质对提高载流量的作用显著减小。管道内填充导热介质,可降低电缆运行温度,提高电缆输送能力。     

交联电缆集群敷设载流量的数值计算

在人口稠密的大城市,电力通常通过直埋电力电缆集群来传输。电缆载流量是电缆设计和运行中的一个重要参数。IEC 60287标准给出了单一媒质即均匀土壤中电缆群稳态载流量的计算方法,并给出了有回填土的非单一媒质中电缆群的载流量修正计算方法。为给电缆工程的设计与运行提供科学依据,采用基于场路结合的有限差分法,提出了非单一媒质中电缆群的载流量数值计算方法,深入研究了不均匀土壤中的电缆载流量及其影响因素。计算结果表明,IEC外部热阻修正计算方法的计算精度与回填土热阻系数有关。回填土热阻系数较大时,IEC计算载流量显著偏低。     

地下电力电缆集群的不等间距优化设计

电缆载流量是电缆设计和运行中的一个重要参数。电缆集群等间距敷设时,互热效应使得敷设区域中央电缆的温度高于边缘电缆的温度。为提高地下电缆集群的输送能力,以电缆集群载流量最大为目标函数,以每根电缆温度低于其最高额定温度为约束条件,采用等值热路法和有限差分法分别求解了均匀土壤和不均匀土壤中电缆集群的载流量,并采用人工鱼群算法确定电缆的最优位置。计算结果表明,不等间距优化布置策略提高电缆群载流量的效率随回路数的增加和回填土热阻系数的增加而增加。不等间距优化设计提高了电缆群的载流量。     

地下电缆集群的优化运行

电力电缆载流量是决定电缆输送能力的一个重要参数,其值可采用IEC60287标准进行计算。因电缆集群在统一的载流量下运行,没有充分挖掘电缆的输送能力。为提高地下电缆集群的总体输送能力,在IEC60287标准基础上,以电缆群电流之和最大为目标函数,以每根电缆温度低于其最高额定温度为约束条件,采用障碍函数法和改进牛顿法求解极值,确定每一回路的优化运行电流。计算结果表明,优化运行策略可以提高电缆群输送电流约5%～6%,显著地提高了电缆的使用效率。     

基于熵权TOPSIS法的输电网规划综合决策

解决输电网规划方案综合决策问题的两种主要方法层次分析法和模糊综合评价方法依赖专家评判确定指标权重,主观随意性大,并且层次分析法的评分规则很难被规划人员掌握并在评价过程中准确运用,模糊综合评价法中隶属度函数选取困难,限制了两种方法在实际工程实践中的应用。针对上述不足,将熵权TOPSIS法应用于输电网规划方案综合决策,通过构造理想解与负理想解,以方案指标向量靠近理想解远离负理想解为判据确定方案的优劣,并采用熵权法确定加权决策矩阵中的指标权重,降低了评价过程中的主观因素和不确定因素。最后结合算例详细介绍了采用熵权TOPSIS法求解输电网规划方案综合决策问题的具体步骤。算例结果证明熵权TOPSIS法决策过程科学,决策结果合理、可信。