输电导线舞动仿真的虚拟再现技术研究

结合输电导线舞动仿真分析与计算系统的要求,并综合考虑线路工程应用中的实际环境,构建输电导线舞动仿真的虚拟现实再现的总体框架,开发并实现了基于虚拟现实技术的输电线路舞动仿真场景、节点运动轨迹的实时仿真再现场景、舞动全过程振型再现场景,以及节点振幅的全时间历程场景,并对不同防舞装置和不同防舞方案的设计开发了相应的虚拟现实应用界面,具有良好的人机互动,操作简单,使用方便.     

基于扭振激发机理的输电导线新型防舞模型研究

输电导线舞动对输电线路的安全运行构成重大的威胁,因此,防治舞动具有十分重大的经济意义和社会意义。论文通过对导线舞动的O.Nigol形成机理的传统防舞装置失谐摆的优缺点的分析,提出一种基于扭振激发机理的新型输电导线防舞动方法,建立了动力学模型,推导了模型参数的计算方法。该模型能够起到控制导线扭转自激振动的作用,可以在横向削弱舞动振幅。将该模型应用于某110kV实际线路,并运用仿真软件进行了该线路安装防舞模型的仿真分析,结果表明该模型对抑制导线舞动具有稳定与良好的效果。     

扇形覆冰导线舞动特性数值模拟分析

以基于输电线路档间舞动为正弦半波的假设,考虑气动力与导线运动的速度耦合,利用DAlembert原理建立的扇形覆冰输电导线三自由度舞动方程,并依据工程实例中的相关参数,使用MATLAB软件对覆冰导线进行数值模拟分析,研究导线起舞的风速条件下,不同攻角对扇形覆冰导线舞动特性的影响。结果表明,利用水平、垂直及轴向3个方向上的舞动振幅判断输电导线舞动临界条件与实测结果比较接近,符合Nigol舞动机理。     

舞动研究现状及发展趋势

舞动是一种非对称覆冰导线在风作用下引起的低频率、大振幅的导线振动现象。振动的振幅很大,可以导致相间闪络、金具损坏、跳闸停电、拉倒杆塔、导线折断等严重事故,造成重大经济损失。我国很多地区都具备发生舞动的条件,并已发生过多次舞动事故,对输电线路的安全运行造成了巨大的危害。目前对于舞动的研究还处于初级阶段,远不能满足工程实际的需要。对导线舞动的概念及其危害,舞动研究的国内外发展现状作了介绍,并对舞动研究的发展方向作了探讨。着重提出了一种用于舞动研究的新工具———计算机仿真。     

架空输电线舞动的计算机仿真

为建立导线舞动的计算机仿真模型,研究导线舞动以及制定防舞措施,利用目前比较全面反映导线舞动特性的三自由度(3DOF)线路舞动模型,同时通过计算流体力学研究了典型覆冰导线的空气动力特性并得出其空气动力特性典线。基于上述导线动力模型和空气动力典线,设计了导线舞动的仿真计算程序。利用该程序对4分裂导线(包括子导线间隔棒)建立模型并进行舞动的动态仿真,同时输出导线舞动仿真的三维图像,从中可以形象直观地看到舞动的发展过程,为舞动特性研究以及防舞装置、防舞措施的研究提供了一个有力工具。通过该程序的扩展模块还可对各种防舞装置的防舞效果进行动态仿真。     

架空输电导线机械起舞受力与频率关系的理论计算

导线舞动严重威胁输电线路正常工作,为了更深入研究架空输电导线舞动运动规律,根据输电导线舞动时导线做椭圆运动特点,计算得到利用机械数控设备模拟输电导线舞动时需要的力与频率和振幅的关系,绘制出架空输电导线舞动时所需外力与频率变化关系的曲线图,计算了档距100 m的单导线和双分裂导线在舞动频率从0.1 Hz变化到1 Hz范围时所受的外力大小。计算结果为利用人工机械的方法使架空输电导线产生椭圆轨道舞动提供理论依据。机械数控设备模拟输电导线舞动可以测量输电导线舞动时耐张串的扭转情况。由于条件所限,尚未完成耐张串扭转角的测量工作。     

架空输电线路三相导线间安培力分析

研究输电导线的舞动及仿真时,需要计及多种激励因素。在不同传输功率时,导线电流产生的安培力在导线舞动仿真中是否计及、如何计及等问题需要回答。从基本电磁场理论出发,推导了通用输电线安培力计算表达式、画出了安培力随时间变化的轨迹图。由于导线质量较大、安培力较小且其方向与大小随电网频率相同、导线舞动频率与电网电流频率相比很低,对导线舞动的激励可以忽略,在仿真计算中不计及其作用。     

兰新高铁大风区段接触网附加导线新型三角防舞器有效性分析

为防止兰新高铁接触网附加导线易在大风条件下发生剧烈舞动现象,提出一种适用于该线路的新型三角防舞器。通过ANSYS有限元软件对附加导线进行建模,采用谐波叠加法(weightedamplitudewavesuperposition method,WAWS)模拟接触网附加导线处的随机风场,并对导线模型施加风荷载,仿真分析附加导线安装三角防舞器前后的舞动响应。结果表明：三角防舞器可以同时抑制全档距内两条导线的舞动,在不同风速下附加导线垂向振幅的降低率超过57.14%,水平振幅的降低率超过65.24%,该防舞器大幅降低了导线舞动引起的动态张力,防舞效果显著。同时证明了三角防舞器对附加导线的舞动幅值和对于挡风墙牵引力的抑制效果均优于单支斜拉绝缘子,进一步体现了三角防舞器的有效性和优越性。研究成果可为兰新高铁大风区段接触网附加导线舞动防治提供更加有效的解决方案。     

覆冰导线舞动特性及其引起的导线动态张力

建立了覆冰导线舞动的三自由度物理模型,采用Fluent软件对覆冰导线的空气动力参数进行了数值仿真,在此基础上利用Simulink仿真模块进行了覆冰舞动的动态模拟,得到了覆冰导线舞动的基本特性。根据舞动引起的导线长度变化,计算了舞动引起的导线张力变化,分析了舞动幅值、半波数及线路档距等参数对张力变化量的影响。结果表明:舞动达稳定状态时,垂直方向和水平方向振动波形近似为简谐波;舞动轨迹近似斜椭圆;导线水平张力、悬挂点竖向张力分量变化量都随着舞动幅值增加、档距缩短、弧垂增加而增大;单个半波的舞动导致的导线张力变化范围最大,最易使导线损伤;舞动半波数的奇偶性对张力变化百分比有较大影响。     

舞动研究现状及发展趋势

舞动是一种非对称覆冰导线在风作用下引起的低频率、大振幅的导线振动现象。振动的振幅很大,可以导致相同闪络、金具损坏、跳闸停电、拉倒杆塔、导线折断等严重事故,造成重大经济损失。我国很多地区都具备发生舞动的条件,并已发生过多次舞动事故,对输电线路的安全运行造成了巨大的危害。目前对于舞动的研究还处于初级阶段,远不能满足工程实际的需要。对导线舞动的概念及其危害,舞动研究的国内外发展现状作了介绍,并对舞动研究     

光器件金线图像高光区域的检测与去除

针对视觉检测过程中光器件金线表面出现的高光现象,提出一种光器件金线图像高光区域的检测与去除方法。首先,根据采集的金线图像进行特征分析,利用OTSU算法分割高光区域;其次,调用MATLAB中的bwareaopen()函数删除小面积对象,即高光闭合区域,并通过图像的差值运算提取高光区域图像;最后,采用八邻域像素平均值的方法更新高光区域像素值,该方法既可以去除高光区域,又可以保证此区域像素值在图像中的均衡分布。通过仿真实验结果分析,验证了金线图像高光区域检测与去除方法的有效性和可行性,同时为后续金线的质量检测提供有力保障。     

Digital Application of Second Order Generalized Integrator Based Grid Estimator Under Unbalanced and Distorted Voltage Conditions

Abstract

Frequency, amplitude, and phase information of the grid voltage are the main constraints for constructing a robust controller algorithm for grid connected applications under unbalanced and distorted voltage conditions. This paper narrates a simple, robust, straight forward method to estimate the instantaneous positive and negative sequence voltage components under unbalanced and distorted voltage circumstances. A second order generalized integrator (SOGI) is encapsulated to filter out the distorted voltage as well as to generate orthogonal voltage components for the three phases of AC grid. Furthermore, these filtered and orthogonal components are accounted for the calculation of instantaneous symmetrical components. Developed technique is more frequency adaptive compared to conventional phase locked loop (PLL) techniques. A set of test outcome results are provided in this paper based on MATLAB/Simulink simulations with real grid data captured from an industrial plant. Moreover, SOGI based estimator is digitally implemented by using dSPACE ds1103 digital controller to validate the numerical simulation results in accordance with the developed theoretical prediction.     

矿山供电中监视线保护的抗干扰措施

分析了监视线保护的重要性,指出了造成监视线保护误动的原因,在此基础上提出了基于正交变换的监视线保护原理,并给出了实验数据。     

不平衡工况下电网电压序分量快速提取方法

快速准确地获取三相不平衡电网电压的序分量(即正、负、零序分量)是实现高性能并网逆变器控制的基本要求。文中提出了一种实用的瞬时序分量提取方法,可提高不平衡电网电压序分量的提取速度。首先,使用虚拟正交信号构建法和单相锁相运算获得虚拟三相电压相量,之后利用对称分量法和单相锁相逆运算,即可快速获得序分量的幅值和实时相位。该方法仅需电网电压及其虚拟正交信号,即可直接获得瞬时电压序分量,无需闭环检测方法中的参数设计和调试过程,且计算精度能够满足工程要求。通过MATLAB/Simulink实时仿真平台验证了该方法的正确性。     

基于迭代学习的配料电机振幅控制

针对具有较强重复性的工业配料称量过程,提出采用迭代学习算法对电振机的振幅进行控制。设计了电振机振幅控制的迭代学习控制器,并分析了控制算法的收敛性。该方法控制器的设计不需要系统的模型信息,利用配料过程的重复性通过学习可以实现给料速度的精确控制。仿真实验由电振机实验装置与MATLAB仿真软件平台组成,仿真结果表明,与PID控制相比ILC控制器不但可以获得较好的跟踪效果,而且还可以有效抑制负载扰动的作用,具有较强鲁棒性。该方法计算量较小、便于实现,适合工业实际控制系统的应用。     

配电变压器中点接地线断线危害分析

配电变压器是配电系统的重要组成部分,其安全、可靠运行直接影响着电能质量。重点分析了配电变压器中点接地线断线对中点电压偏移、零序电流保护和线路损耗的影响,基于MATLAB软件搭建模型,对分析结果进行仿真验证,并提出了预防中点接地线断线的方法,对配电变压器的运行维护管理、满足日益提高的电能质量要求和提高供电可靠性具有指导意义。     

异步电机在一相对电机中点短路运行下的计算机仿真

异步电机运行在一相对电机中点短路的情况下 ,利用MATLAB/SIMULINK仿真功能建立d -q -n静止坐标系线性化仿真模型 ,并给出仿真实例。     

基于时间-电流曲线的变压器剩磁检测方法研究

文章从铁磁材料固有的磁滞现象角度分析了变压器剩磁产生的原因,提出了基于时间-电流曲线的变压器剩磁检测的方法。通过对电力变压器原边加载幅值相同的正负恒压源对变压器进行充放电,得到变压器的"时间-电流"曲线以判定变压器中有无剩磁及剩磁的极性。仿真及实验结果表明,基于时间-电流曲线的剩磁检测方法能够准确测量变压器是否存在剩磁及剩磁的极性,为变压器合理投切及抑制励磁涌流提供了参考依据。     

基于反Park变换的不平衡锁相环设计研究

为实现不平衡电网下正序基波电压相位和幅值的快速、准确获取,本文提出一种基于反Park变换的三相锁相环设计方案。首先,提出一种基于反Park变换的正交信号发生器实现方案;然后,对前述方案进行了详细的数学分析,从理论上证明了所提方案可以有效进行信号正交处理,并给出其关键参数的设计方法;接着,以该正交信号发生器为基础,构建适用于电网不平衡条件下的三相锁相环;最后,通过搭建PSCAD仿真模型在多种电网环境下对本文所设计锁相环进行性能测试,仿真结果表明该锁相环具有良好的适应性,能快速、准确地锁定正序基波电压的相位和幅值。     

一种基于比例谐振控制的三相四线PWM整流器研究

对于三相四线制整流器系统,当电网电压和负载电流不平衡或者存在畸变时,应用d-q坐标变换后,传统的基于比例-积分（PI）控制器的矢量控制系统无法获得零稳态误差.鉴于比例-谐振（proportional-resonant）控制器在交流信号输入调节上具有良好的性能,本文提出了基于比例-谐振（PR）控制器来实现三相四线PWM整流控制策略,简化了控制系统的结构,在输入电压畸变以及不平衡情况下能实现电压跟踪运行.针对串联电容均压问题,本文从理论上分析了两组电容电压不平衡的原因,提出了相应的抑制方法.最后在MATLAB上建立了相应的仿真模型,仿真结果表明该控制方法有效性.