基于支持向量机的MSPC方法及其应用

针对传统多变量统计过程控制（MSPC）方法在故障检测、故障原因分析和故障识别中的难点，提出了多元特征提取方法与基于支持向量机（SVM）的一类分类器设计、特征选择以及多类分类器设计方法相结合的一种完整的MSPC新方法.该方法在故障检测中可去除特征满足特定分布的假设前提，并可确定多个统计量的控制限；在故障原因分析中综合考虑故障对于各个变量大小的影响以及变量变化对于故障分类的重要性，提高了关键变量选择的准确性；并且故障识别是基于SVM对故障特征分类的优良特性，避免了传统判别法中经验准则的引入.上述方法在标准仿真平台Tennessee Eastman过程上结合主元分析（PCA）进行了应用，结果显示了其优越性.     

补偿电网单相接地故障的数值仿真研究

本文介绍了MATLAB建立电力系统模型的方法,并利用其仿真平台,仿真某10kV电网在中性点采用经消弧线圈接地方式时各种补偿情况（过补偿、欠补偿、全补偿）下,发生单相接地故障后的中性点电压以及故障线路和非故障线路的零序电流的变化情况,指出了利用MATLAB仿真平台有助于电力系统分析应用人员形象直观地理解系统的运行特性,还可用于研究各种消弧线圈的特性及运行方式对系统的影响。     

基于系统SOC理论的直流运行方式及控制参数分析

为了研究直流输电对交直流系统自组织临界性（SOC）的影响,提出包含系统完整动态特性的连锁故障动态仿真模型,计及了紧急控制保护装置及直流系统的概率动作特性.应用该模型对2010年华东电网实际系统进行连锁故障蒙特卡洛仿真,在不同的直流运行方式及控制参数下,计算系统的停电功率-停电概率幂律曲线,分析直流运行方式及控制参数对系统自组织临界性的影响.结果表明,在某些情况下选取合适的直流运行方式及控制参数可以有效防范连锁故障及大停电的发生.     

系统的控制策略对多变量统计监控性能的影响

为分析系统控制策略对复杂工业过程多变量统计监控的影响,以模拟实际复杂系统特征的标准问题Tennessee Eastman（TE）过程为测试对象,在基本控制、分散控制和厂级控制3种典型控制策略下,比较了各种控制策略的异同及其对于故障的抑制能力.采用故障检出率作为监控性能指标,详细分析了不同控制策略对基于主元分析（PCA）和基于数据相异度的两种具有代表性的多变量统计监控方法的影响.对TE过程20种故障的仿真结果表明,控制策略对监控方法性能的影响十分明显,针对控制策略的特点来选择合适的建模变量和模型参数能有效地提高故障检出率.     

圆柱壳裂纹故障的计算机仿真分析

应用有限元仿真法和断裂力学理论，对门座起重机筒形支柱（壳体）结构上出现的裂纹故障进行了动力仿真分析，得到了裂纹发生的位置、扩展方向、开裂角及断口的形状．结果表明，采用此种方法对结构裂纹故障进行扩展过程的仿真再现是可行的     

故障限流器对系统暂态稳定性影响的仿真分析

根据故障限流器（FCL）按其旁路阻抗性质可分为电抗型、电阻型和阻抗型三种类型. 针对单机无穷大系统,推导出了在输电线路发生短路故障时,投入故障限流器后的总转移阻抗和发电机的输出功率表达式. 并仿真研究了含故障限流器的单机无穷大系统的功角特性. 结果表明,故障限流器可以减小系统在暂态时域内的发电机转子的加速面积,提高系统的暂态稳定性.     

基于容错逆变器的永磁同步电机直接转矩控制

提出一种具有容错能力的最小开关逆变器，对采用该容错逆变器取代常规六开关逆变器的永磁同步电机（PMSM）直接转矩控制（DTC）系统进行了深入研究.当容错逆变器的开关器件发生故障或电机发生故障时，此逆变器可重构为2种四开关逆变器.进一步建立了四开关逆变器的模型，提出了针对故障隔离后四开关逆变器供电的PMSM系统的新型DTC策略.对正常及故障状态下容错逆变器供电的PMSM DTC系统进行了仿真研究和实验验证.结果表明，基于容错逆变器的PMSM系统在故障状态下采用新型逆变器拓扑结构以及新型DTC策略后，可持续稳定运行，并保持了良好的动态性能.     

PMSM的自适应滑模观测器无传感器控制

提出一种具有容错能力的最小开关逆变器，对采用该容错逆变器取代常规六开关逆变器的永磁同步电机（PMSM）直接转矩控制（DTC）系统进行了深入研究.当容错逆变器的开关器件发生故障或电机发生故障时，此逆变器可重构为2种四开关逆变器.进一步建立了四开关逆变器的模型，提出了针对故障隔离后四开关逆变器供电的PMSM系统的新型DTC策略.对正常及故障状态下容错逆变器供电的PMSM DTC系统进行了仿真研究和实验验证.结果表明，基于容错逆变器的PMSM系统在故障状态下采用新型逆变器拓扑结构以及新型DTC策略后，可持续稳定运行，并保持了良好的动态性能.     

基于MCUSUM-ICA-PCA的微小故障检测

针对过程中难以检测到的微小、缓变故障的检测问题，以及过程中普遍存在的非高斯信息，提出一种新的多变量统计过程监测方法.把传统的单变量累计和控制图（CUSUM）扩展为多变量的形式，并与独立成分分析（ICA）和传统的主元分析（PCA）方法相结合，构成新的MCUSUM-ICA-PCA方法，采用 ICA-PCA两步信息提取策略，完整地提取出过程的非高斯和高斯信息，重新构造统计量并建立其对应的统计限.通过对Tennessee Eastman（TE）过程的仿真研究，验证了该方法的可行性和有效性，改善了该过程微小故障的检测效果，从而更好地保证过程运行的安全、稳定性.     

基于DCM-PCA和GA-BP的逆变器故障诊断

针对光伏并网三相电压型逆变器开关管的开路故障,提出深度级联模型（deep cascade mode,DCM）-主成分分析（principal component analysis,PCA）与遗传算法（genetic algorithm,GA）优化的BP神经网络结合的故障诊断方法。首先对逆变器的开路故障进行分析和仿真,确定三相电流作为故障信号,选择22类故障状态作为诊断对象,通过以稀疏表示分类（sparse representation based classififier,SRC）为基本操作单元的深度级联模型提取故障特征,DCM根据层次学习特性将故障特征分层,再由SRC部分得到不同故障的编码系数,并采用t分布—随机近邻嵌入（t-distributed stochastic neighbor embedding,t-SNE）方法验证了DCM具有较好的特征提取能力,通过PCA降低故障特征的冗余度、保留有价值的主成分提高网络映射能力,最后将故障特征向量作为GA-BP神经网络的输入信号实现对故障的诊断识别。通过仿真实验得到该方法的故障诊断准确率为95.64%,与DCM-PCA-BP、FFT-G...     

大规模风电接入对电力系统暂态稳定性影响机理研究

根据双馈风机的暂态特性,详细分析将双馈风机视为恒功率源的可行性,并提出相关限制条件。分析风电机组接入引起潮流分布和系统惯量变化的2种情景,即通过减少同步机出力以平衡新增风电、停运部分同步机组平衡风电;并在此基础上,基于直流潮流模型和等面积定则,分析风电接入后对电力系统暂态稳定性的影响机理。最后,通过仿真分析验证该暂态稳定机理的正确性。     

蓄电池故障引发辅助强励系统误动的风险分析

发电机是电力系统中最重要的电气主设备之一,其运行状态直接影响着电力系统的安全与稳定。针对某发电厂蓄电池故障、绝缘监测仪烧毁、励磁电流示值多次出现异常突变的真实事件,对励磁系统误动风险进行了分析。利用PSCAD/EMTDC电力系统仿真软件建立了发电机励磁系统及蓄电池系统的联动模型,对发电厂高阻接地、悬浮系统中单点接地和两点接地等多种故障风险进行了仿真分析,确定了提高发电厂蓄电池供电可靠性的技术原则和措施,为容量为500 MW以上的发电厂发电机现场运行以及故障分析提供了参考。     

双馈风力发电机故障穿越改进控制策略

提出一种基于并网双馈风力发电机的多机电力系统中DFIG功角概念,揭示所定义的功角与DFIG端电压跌落的关系;并提出改进的磁通幅值相角控制即IFMAC策略.相比于磁通幅值相角控制(FMAC),所提控制方案可以在系统故障时期更好地支撑DFIG的端电压.大规模电力系统计算实例验证了IFMAC的有效性及其相比于FMAC的优越性...     

大规模风电外送中的次同步振荡问题

目前,中国正在建设7个千万kW级风电基地,大规模风电外送成为必然.串补交流输电和高压直流输电作为风电外送的2种重要方式可能会诱发次同步振荡问题.分析鼠笼异步型、双馈感应型和永磁同步型风电机组的结构特点,论述次同步谐振、装置引起的次同步振荡以及风电机组控制器引起的次同步振荡,并分析总结不同类型风电机组可能发生的次同步振荡类型.最后,指出亟待研究解决的问题.     

改进的双馈风电机组低电压穿越能力研究

针对风电机组低电压穿越能力的要求,在分析Crowbar电路和串联制动电阻(SDBR)保护原理的基础上,提出利用两种方式结合的方法来改善双馈风电机组的低电压穿越能力。利用Matlab/Simulink仿真平台建立基于双馈风力发电机的风电系统仿真模型,并将仿真结果同不加任何保护装置的风电系统各参数进行对比。结果表明,改进的保护措施能有效保护风电机组,提高机组的低电压穿越能力。     

直驱式永磁同步风力发电最佳风能跟踪控制与实验研究

研究了永磁同步风力发电系统,对风力机、发电机部分分别进行建模,提出了一种最佳转速给定的发电机最佳风能跟踪控制策略,通过对风力机和发电机特性分析,给定永磁同步发电机最佳转速值,实现系统最大功率追踪.在实验室环境下搭建了基于TMS320F28335系列DSP的永磁同步风力发电实验平台,通过实验研究验证了该控制策略的有效性.     

同步发电机PSS与励磁系统的仿真研究

电力系统稳定器(PSS)是目前抑制电力系统低频振荡最有效的方法之一.在分析了同步发电机励磁控制系统及其模型的基础上,研究了以PSS为辅助控制的同步发电机励磁控制方式,基于Matlab构建了改进的PSS励磁控制系统的仿真模型.在三相短路以及断线故障情况下对单机无穷大系统进行仿真测试,结果表明:加装PSS的励磁控制系统的各方面性能优越于无PSS的励磁控制系统,为励磁系统的设计提供了依据.     

基于FAIMS的高场非对称方波电源系统设计

设计了一种用于FAIMS（高场非对称波形离子迁移谱）系统的高场高频非对称方波电源。电源由驱动电路、脉冲成型电路、高通滤波器和补偿电压电路四部分组成。选用半桥结构产生脉冲电压,利用高通滤波器滤除高频方波中的直流分量,把正脉冲变成正负面积相等的非对称脉冲。建立了电路模型,通过实验验证了高场非对称脉冲电源模型建立的正确性。该电路能够输出峰峰值电压为1000V,方波频率为500kHz。     

高噪声背景下故障信号自适应检测

为尽早发现电厂锅炉潜在故障,以研究高噪音背景下故障自适应检测系统为途径,提出了高噪音背景下故障信号检测的算法。传统的倒谱分析是对信号基于FFT（Fast Fourier Transformation）变换,而该算法对其进行改进,基于CZT（Chirp Z-Transform）变换进行求逆,得到的故障特征曲线更稳定、更可靠。通过实验证明,该计算方法快速有效,故障报出的正确率在99%以上。