电磁场边值问题求解的径向基函数方法

为了解决网格法在电磁场计算中面临的网格剖分和场函数不连续问题,引径向基函数插值方法入电磁场边值问题计算,形成基于径向基函数的配点型无网格解法,它在求解中仅需节点信息,彻底摆脱了网格对求解的制约;在径向基函数插值原理基础上给出电磁场边值问题的径向基函数求解方法,建立了相应的离散模型。在1维和2维边值问题求解中,径向基函数法和网格法(有限差分法)对比表明:径向基函数方法不仅在配置点处有更高的计算精度,而且插值函数光滑性更好,对准确解的逼近能力更强。该方法结合了无网格和径向函数的特点,具有实施方便灵活、精度高和易于处理高维问题的优势。     

径向基函数-虚边界法在电磁计算中的应用

借助弹性力学中"虚边界"的概念,将径向基函数方法和传统的边界元法结合,形成了径向基函数-虚边界法,并将其应用于电磁场的数值计算中。该方法利用RBF插值精度高和无网格的特点,解决了传统边界元法中边界场量的逼近依赖网格、插值函数精度低的问题;虚边界的引入使得积分点和积分源点分别位于不同的边界上,从而使该方法有效的避免了奇异积分和边界层效应;通过选用圆形虚边界使得该方法的边界积分可以无需背景网格支持,从而使整个求解过程完全摆脱了对网格的依赖,是一种真正的边界型无网格法。论文计算和分析结果表明:相比于传统边界元法,该方法的求解精度有了显著的提高。     

利用径向基函数神经网络处理水轮机综合特性曲线

介绍了利用径向基函数神经网络进行水轮机综合特性曲线数据处理的方法。这种方法无须建立具体的函数关系表达式,即可对已知离散数据进行拟合,并结合边界约束条件对未知区域内的数据进行预测,从而提高了水轮机综合特性曲线数据处理的工作效率和数据精度。     

二维电磁场-流体-温度场耦合仿真节点数据映射算法研究

在二维电磁场-流体-温度场耦合分析中,针对电磁场计算域与流体-温度场仿真域网格不匹配的情况,需要引入异构网格节点数据映射算法来实现数据的传递。为将电磁场损耗准确映射到流体-温度场的相关网格单元和节点上,提出快速映射法和径向基函数法,并结合两种方法的优点提出异构网格节点数据映射的混合算法。结合具有解析解的算例和换流变压器铁心漏磁场映射的实例,验证三种算法的可行性;讨论网格疏密对映射算法精度的影响;分析比较径向基函数法、快速映射法和混合算法的映射精度,并从计算效率方面对径向基函数法和快速映射法进行对比。结果表明:快速映射法、径向基函数法和混合算法各具优缺点,对不同算例,需要根据其模型和网格特点选择适当的映射算法,以满足精度要求,为二维电磁场-流体-温度场耦合仿真奠定了基础。     

B样条有限元法

本文以矩形单元上的B样条函数为形状函数,将样条函数理论应用于有限元法,构造了B样条有限元法,为二维规则场域中电磁场的分析与计算提供了一种理想的数值计算方法。本方法与通常的有限元法相比,基于样条插值的内在特性,不仅可得更高精度的位函数数值解,而且场量也充分逼近其真值。此外,计算量和所需计算机存贮容量都显著减少。文中成功地引用B样条重节点理论,解决了多种媒质场域内电磁场求解问题,并采用变形的B样条函数基解决了强加边界条件的处理。方法的实际应用由典型示例的解析解予以验证。     

电磁场数值分析中棱单元矢量插值函数的研究

针对电磁场数值分析中较常用的Whitney型和Mur型两类棱边有限元矢量插值函数 ,通过研究目前文献中这两类矢量插值函数的各种形式和它们的性质以及与节点元插值函数的关系 ,指出了虽然Whitney型和Mur型棱单元矢量插值函数形式各异 ,但其导出机理是一致的 ,文中给出了统一的导出方法     

应用矩量法的变电站内工频电磁场计算及实测

首先介绍矩量法的计算原理,推导相应的计算公式,然后利用该方法对佛山市110 kV桂城变电站110 kV配电区的电磁环境做了相应的计算,并与现场实测结果进行对比,结果表明,该方法能够准确计算变电站内电磁场。接着给出了佛山地区其他110~500 kV变电站现场测量数据,有的变电站内部分区域的工频电场强度和磁感应强度超过其限值。为此,分析变电站内架空线路高度、间距、线径和大地电阻率对电磁场分布的影响,以供相关人士参考。     

变电站噪声预测和仿真分析

随着社会的发展,变电站噪声越来越受到人们的关注,因此有必要对变电站噪声进行研究。首先利用声级计对重庆和尚山110kV变电站的噪声进行测量,并利用灰色GM(1,1)方法对变电站噪声进行预测,可以得到每月噪声的变化情况;然后利用径向基函数(radical basis function,RBF)神经网络对不同温度、距离的噪声进行预测。最后利用RBF神经网络对不同温度和变压器运行负荷时的噪声进行计算,为新建变电站的设计提供参考。     

RBF神经网络在中长期负荷预测中的应用

根据电力系统中长期负荷的特点和径向基函数(RBF)神经网络的非线性辨识功能,将RBF神经网络应用于中长期负荷预测的数据预处理,具体讨论了空缺数据的补全以及失真数据的查找和修正,并提出了一种改进的基于RBF神经网络的中长期负荷预测模型。实际算例的分析表明,所提出的基于RBF神经网络的缺损数据处理方法和改进的中长期负荷预测模型是可行和有效的。     

变电站噪声预测和仿真分析

随着社会的发展,变电站噪声越来越受到人们的关注,因此有必要对变电站噪声进行研究。首先利用声级计对重庆和尚山110 kV变电站的噪声进行测量,并利用灰色GM(1,1)方法对变电站噪声进行预测,可以得到每月噪声的变化情况;然后利用径向基函数(radical basis function, RBF)神经网络对不同温度、距离的噪声进行预测。最后利用RBF神经网络对不同温度和变压器运行负荷时的噪声进行计算,为新建变电站的设计提供参考。     

微风速流场数据采集与融合方法研究

在微风速(0～1 m/s)空间流场测量中,对传感器精度要求高,实时在线仪表数据精度不够,数据采集滞后性大;考虑采用多个传感器测量提高精度,但也存在数据融合的问题.针对微风速流场测量,提出基于K均值RBF神经网络的数据采集预处理软测量模型,首先选取中间变量(电流值),运用K均值聚类,用RBF网络训练得到单个传感器数据;提出基于相关性kalman滤波的传感器数据融合算法,剔除无效数据点,并融合得到精确风速预测值.测量实验和数据结果表明该方法处理的数据结果滞后性小,处理速度快,数据精度高.     

ANSYS软件在永磁同步发电机空载磁场分析中的应用

介绍了有限元件软件ANSYS在电磁场分析中的应用。通过1个设计实例,介绍了AN-SYS软件在永磁同步发电机空载磁场分析中的应用,并通过ANSYS强大的后处理功能得出了磁力线分布图和磁感应强度分布云图,使电磁场抽象的概念更加清晰,设计更加准确直观。     

基于电子式互感器的数字保护接口技术研究

在新一代数字化变电站自动化系统中,电子式互感器取代了传统的电磁式互感器,由合并单元与保护装置接口,完全改变了以往的数据采集方式,由此带来了保护装置设计中的新问题。文章研究了基于电子式互感器输出的信号处理及调理技术,采用PLL(phase-locked loop)同步锁相技术、基于插值的采样值计算方法,根据精确的频率测量算法实时调整与电子式互感器进行数字接口的采样频率,理论分析和工程试验结果表明,该方法可有效地对电子式互感器的数据按要求进行高精度的同步采集,可广泛应用于各类数字保护的开发和试验中。     

电磁阀电磁场有限元计算软件

针对电磁阀计算的手工演算程序和基于磁路方法的不足,根据工程需求情况,选择了简单、成熟的二维有限元法,提出了电磁阀的二维电磁场有限元计算模型,为利用已有的计算程序,对外施电压约束采取了迭代计算的处理方法。软件界面采用易于掌握的VB编程,计算结果的后处理则利用了Manab的强大功能。该方法有效地解决了常用的基于磁路方法无法处理涡流场问题,并减少了设计、开发的工作量。     

高频电磁水处理器处理腔的电磁场仿真分析及实验

处理腔是高频电磁水处理器的重要组成部件,为了确定何种处理腔结构对高频电磁阻垢除垢具有更佳的效果,利用准静态学方法对2种常见的处理腔即同轴式处理腔和螺线管式处理腔进行了电磁场分析,得到了同轴式处理腔主导场为电场、螺线管式处理腔主导场为磁场的结论;利用Ansoft Maxwell软件建立了有限元模型,仿真分析其内部的电磁场...     

基于卡尔曼滤波的电磁流量计信号处理

针对电磁流量计在强干扰条件下测量精度不高的问题,提出了基于残差的卡尔曼滤波方法提高电磁流量计的精度。 采 用滑动平均滤波器对实验数据进行预处理,降低测量时电磁流量计测量时受到强干扰噪声的影响。 分析电磁流量计在固井过 程中的受干扰情况,提出基于残差的卡尔曼滤波的方法,实现过程噪声协方差 Q 随流量变化快速切换,提高卡尔曼滤波的响应 速度。 实验结果表明,经过上述算法处理后定流量下的不确定度降低了 14. 6% ~ 22. 6%,流量发生变化时的响应时间减少 5 ~ 18 s,同时测量累积排量精度达到 0. 12%,满足固井工程施工要求。 本文所设计的滤波算法有效降低噪声影响,使测量结果更 加稳定可靠。     

数字化变电站合并单元插值误差对于电能计量的影响

作为电子式互感器与二次设备之间的纽带,合并单元负责为变电站全站提供统一的电压电流数据来源。然而,采样值数据在采样、处理和传输的各个环节中产生的粗大数据、通信延时和丢包等问题都会对合并单元的插值处理带来影响,并最终影响到对电能的计量。文章就以上典型问题对合并单元插值算法及其对电能计量误差的影响进行了仿真分析,并搭建了数字化变电站电能计量装置误差测试系统对仿真结果进行了实验验证。结果表明,这些典型问题对合并单元的插值算法以及电能计量误差是有重大影响的,且采用不同的插值算法其影响结果不同。文章的研究为数字化变电站合并单元插值算法的优化设计提供了定量参考。     

超高压交流输电线路跨越农业大棚区的电磁环境研究

为评估超高压交流输电线路跨越农业大棚区的电磁环境,对辽宁省境内500kV交流输电线路跨越农业大棚区的工频电场强度和磁感应强度进行了现场测量,然后基于模拟电荷法、模拟电流法原理编制了可计算各种交流输电线路下方工频电磁场分布的软件包,最后应用此软件计算了农业大棚区的工频电磁场强度并与现场测量结果进行了比较。结果表明,农业大棚区的工频电场和工频磁场现场测量值均未超过标准规定的10kV/m和0.1mT;农业大棚对电场分布产生了一定的影响,但对工频磁场影响不大;对于农业大棚区的工频电场和工频磁场,数值计算结果与现场测量结果规律所呈现的基本一致。工频电磁场计算软件可为高压交流输电线路跨越农业大棚区的电磁环境评估提供参考。     

基于压缩感知与分段 Hermite 插值的 二维温度场重构方法

在遥感测绘、爆炸场测试和物流安全等领域,往往需要高精度测量二维温度场信息。由于测量面积较大或者监测设备有限,经常导致温度场测试精度和分辨率较低。为此,本文结合压缩感知与分段Hermite插值理论提出一种二维温度场压缩重构方法。该方法首先对温度场进行随机欠采样;然后对采样结果进行分段Hermite插值以提高采样率;最后利用插值结果进行OMP高概率重构。该方法可以有效降低二维温度场测试的测量点数量。试验表明,在压缩率为75%情况下,二维温度场的重建误差不大于6.5%。     

基于汉宁窗的配电网同步相量测量装置算法及应用

配电网量测环境复杂、恶劣,输电网的传统同步相量算法难以满足要求。分析了常用窗函数下傅立叶算法的谐波抑制能力,利用3个等间隔的加汉宁窗离散傅立叶变换（FFT）推导出定间隔采样下同步相量测量算法,在理论上消除了非额定频率下的频率泄露影响,能满足高精度的相位测量要求,具有很好的谐波/间谐波抑制能力。针对多个信号同时存在时频谱泄露影响计算精度问题,分析比较了加汉宁窗FFT插值算法相对其他窗函数的优势。理论分析和实际测试表明,采用上述方案后,提升了相量、谐波/间谐波等量值的测量精度。