电力变压器的动态数字实时仿真模型

在电力系统动态数字实时仿真研究中,变压器模型应该被精确描述。文中提出了一个三相、双绕组、Y0/△-11电力变压器(由3个单相变压器组成)的数字实时仿真模型,对该变压器空载合闸的合闸涌流的电磁暂态过程及匝间短路故障运行过程进行了仿真。仿真实例在PC机系统上的运行结果表明,所提出的模型和选用的数字积分方法是正确的,并且能实时实现。     

电力变压器的动态数字实时仿真模型

在电力系统动态数字实时仿真研究中,变压器模型应该被精确描述.文中提出了一个三相、双绕组、Y0/△-11电力变压器(由3个单相变压器组成)的数字实时仿真模型,对该变压器空载合闸的合闸涌流的电磁暂态过程及匝间短路故障运行过程进行了仿真.仿真实例在PC机系统上的运行结果表明,所提出的模型和选用的数字积分方法是正确的,并且能实时实现.     

电力系统负载数字实时仿真

本文提出了适合于实时仿真的综合负载模型，给出了合适的数字积分方法，并对综合负载的起动过程、电压发生两相短路故障及三相短路故障时的机电暂态过程进行了仿真。仿真实例在Ｐｅｎｔｉｕｍ机上的运行结果表明，该模型是正确的，所选用的数字积分方法是适用于实时仿真的。     

电力系统的多模块耦合模型的计算机仿真

电力系统数字实时仿真中已广泛应用了多模块并行处理技术，针对单机带负载传输线正常运行状态提出了多模块耦合模型，并给出了数字积分方法。通过对一个具体电力系统的仿真，在Pentium Ⅲ计算机上进行仿真，结果表明所提出的耦合模型是正确的，所选用的数字积分法是适合于实时仿真的。     

电力系统耦合双回路数学建模及仿真

对短距离电力系统数字仿真时，可按物理设备对系统分块，将电力传输线、同步发电机、变压器、综合负载分别作为独立模块建模，各模块连接处用解耦电压源替代，这样各模块可平行地进行数字积分。本文用集总参数建立了双回线而且考虑两回线之间以及每回线各相之间都分别存在着耦合的双回传输线模块数字实时仿真模型，并在已知同步发电机与综合负载模型的基础上，给出了相应的数值积分方法。     

基于数字孪生和卷积神经网络的变压器故障诊断

为了满足电力系统中变压器对故障诊断的实时性、高精度、误差小等要求,提出了一种基于数字孪生的CNN变压器故障诊断方法。论文根据变压器的机理模型和数据模型建立基于数字孪生的故障诊断模型,将特征气体作为1D-CNN网络中的输入,经过卷积层和池化层训练、优化模型,进行故障诊断。实验结果表明,论文提出的故障诊断模型的正确率和效率表现更优,结合数字孪生技术,能够保障电力系统的安全可靠运转。     

基于Modleica的操纵稳定性实时仿真方法研究

针对传统汽车操纵稳定性设计中缺少经验导致参数匹配不合理、数字仿真分析模型建立过程复杂、数字仿真模型与实时仿真验证模型不一致等问题,在汽车操纵稳定性原理分析基础上,建立了基于刚体力学理论的三自由度操纵稳定性数学模型;采用Modelica语言的陈述式建模方法建立了其数字仿真模型,简化了建模过程;通过Simu-link中Modelica模型导入接口,建立了其实时仿真模型,实现了数字仿真模型直接转换为实时仿真模型,为操纵稳定性实时仿真验证提供了技术支持,并以某型号车辆操纵稳定性分析为对象,对该方法进行了应用验证。     

信息物理系统在变压器稳压调节控制中的应用研究

考虑到现有变压器电压调节方法受调压档位限制,且电压调整判断依据为调度部门确定的电压曲线,难以实现灵活、高效、高精度的变压器输出电压稳定调节,提出一种基于信息物理融合系统的稳压动态调节方法以更好地解决变压器运行过程中出现的电压偏移问题。建立变压器的物理模型与信息模型,通过物理参数与信息属性的相互映射,利用动态链接对物理模型与信息模型在统一仿真平台上进行整合,建立变压器的信息物理融合系统模型,通过信息量对物理量的实时反馈作用机制,控制变压器原副线圈匝数比的自动调节,实现变压器输出稳压。仿真实验结果表明信息物理融合方法在变压器输出电压稳定调节应用中具有一定的有效性。     

Hypersim在密集节点独立电力系统实时仿真中的应用

多节点、密集结构是舰船独立电力系统的特有结构,对此类电力系统,目前还没有可行的实时仿真方法。该文通过讨论电力系统全数字实时仿真软件Hypersim的特性,提出了以Hypersim为平台,解决密集节点独立电力系统实时仿真问题的方案,即采用解耦元件将整个任务分解为若干子任务,各子任务由不同的CPU单元分开处理,彼此间交换数据,亦即将一个完整的数学描述矩阵分为小矩阵以提高运算速度。基于多节点、密集结构独立电力系统的经典模型,通过对其静态和动态过程的仿真结果与EMTP对比分析,论证了Hypersim全数字实时仿真系统的实时性、正确性及其应用于区域配电自动化的可行性,从而为该类系统的实时数字仿真提供了一个可资借鉴的途径。     

基于数字孪生技术在发电行业应急调度方向应用研究

随着电力行业技术的快速发展,更多的发电形式出现在了我们的日常生活中。由于传统的调控措施已经无法满足现有的发电行业,研究将数字孪生技术应用到发电行业中,利用数字孪生技术中的多级仿真构建模型,对发电机变压器的温度、损耗进行分析。经过模拟实验,模型方法分别比传统方法低2.85 MVA和2.51 MVA。同时在主变压器和备用变压器热寿命损失中,模型方法分别比传统方法提升了72 min和44 min;在主变压器和备用变压器的综合负载损耗中,模型方法分别比传统方法降低了312 kW·h和139 kW·h。结果表明模型方法对变压器的温度、热寿命和综合负载损耗都具有较高的计算准确率,同时还能根据实际情况降低部分能耗,从而降低实际的运行成本,验证了模型方法具有较高的应用价值。     

高压静电场非线性电路数值模型分析及信号仿真

由于高压静电场本体回路具有明显的非线性特性,这使得传统面向线性电路系统的分析方法不适用于分析高压静电场主回路.通过电路分时等效特性分析,本文利用了高压静电场工作过程三阶段线性特点建立主回路的非线性系统数值模型,并应用Duhamel积分原理建立高压静电场输出电压信号离散化模型.仿真实验结果表明,本系统数值模型与仿真方法能正确模拟出高压静电场二次侧电压信号完整工作过程中的时域变化特点,具有一定的科学性和新颖性.     

外弹道可视化仿真研究与实现

当前对于炮弹外弹道的研究主要以数据处理分析为主,缺乏以动态实时直观的仿真方式对外弹道进行分析和处理。在介绍了外弹道数学模型,分析了各种数值仿真方法的基础上,通过构建基于OpenGL的三维视景仿真环境和基于Matlab的二、三维坐标轴,实现了基于数值仿真实时驱动的弹道可视化仿真平台,借助此平台对炮弹的飞行轨迹、实时运动姿态及落点散布进行了仿真验证和分析,得到了不同风速对炮弹飞行轨迹的影响程度。     

A solution method for dynamic contact problems

An efficient method is presented for analyzing the transient dynamic contact problems of elastic bodies in this paper. This approach exploits the Lagrange multiplier concept and a special time integration algorithm. Due to the introduced high-frequency dissipation in this time integration algorithm, this method can lead to the effective analysis of real response of elastic bodies with dynamic surface contact constraints. The results of numerical examples show that this method can avoid the weakness of the classical Lagrange multiplier method in dealing with dynamic contact problems with relatively high inertial forces. Stable results can be provided when the time integration step size is small. The properties of this method have also been discussed in this paper.     

Duffing方程的辛精细积分方法研究

辛精细积分方法汲取了辛几何算法保持动力学系统辛结构的优点和精细积分方法高精度的数值优点,其实现过程中涉及到大量矩阵求逆运算.为减小辛精细积分方法的运算量,本文在辛精细积分算法之前先将非齐次方程近似齐次化,使得矩阵求逆部分不显含时间,降低矩阵求逆计算量,并将这一方法应用于无阻尼Duffing方程的数值分析.通过与经典四阶Runge-Kutta格式及精细积分方法对比,发现辛精细积分方法在数值精度、计算耗时、保持系统能量等方面明显优于Runge-Kutta格式.此外,与精细积分方法相比,辛精细积分方法在保持系统能量方面存在明显优势.     

基于Simulink配电变压器模型的建立及仿真

在电力系统Simulink仿真环境下,本文提出了一种新的变压器模块参数设置方法。在一定假设条件下,采用等效电路法,求取10kV配变参数,搭建配变模型,并设计出变压器空载和短路试验仿真系统,对配变模型进行仿真。通过对仿真结果的分析,证明了本方法的正确性和有效性。     

实时容错调度算法的自动模拟系统模型与设计

实时容错技术是实时系统中的关键技术之一,而实时容错调度算法则是实时容错研究领域中需要重点研究的问题.传统的实时容错调度算法的性能模拟是通过手工完成的,如果采用自动模拟方法,可以提高模拟实验的效率和准确性.首先给出一个实时容错调度算法的自动模拟系统模型,该模型定义了自动模拟系统中的关键参数.然后,提出了实时容错调度自动模拟算法.最后,研究了该自动模拟系统的软件结构.文章研究的自动模拟系统具重要的指导意义,可以参考该系统设计其他类型的调度算法的自动模拟系统.该系统的实现可大大节省用于研究实时容错调度算法的时间和费用.     

Real‐Time Subspace Integration for Example‐Based Elastic Material

Example‐based material allows simulating complex material behaviors in an art‐directed way. This paper presents a method for fast subspace integration for example‐based elastic material, which is suitable for real‐time simulation in computer graphics. At the core of the method is the formulation of a new potential using example‐based Green strain tensors. By using this potential, the deformation can be attracted towards the example‐based deformation feature space, the example weights can be explicitly obtained and the internal force can be decomposed into the conventional one and an additional one induced by the examples. The real‐time subspace integration is then developed with subspace integration costs independent of geometric complexity, and both the reduced conventional internal force and additional one being cubic polynomials in reduced coordinates. Experiments demonstrate that our method can achieve real‐time simulation while providing comparable quality with the prior art.     

飞行仿真系统中三维大气紊流模型仿真研究

为提高飞机飞行动力学系统的仿真逼真度,提出1种新的大气紊流模型,并研究出在实时飞行仿真系统中的实现技术。改变了以前基于Dryden模型的建模方法,对不能直接用于仿真模拟的Von．Karman大气紊流模型进行有理化处理,得出逼近于Von．Karman模型的新的紊流模型,确定新的滤波器参数,从而在时域内实时生成大气紊流。通过频域上的分析比较,结果表明该模型生成的紊流比以往的Dryden模型更好地符合了大气数理统计特性,并解决了Von．Karman的仿真实现问题。最后,将提出的数值模拟算法直接应用于某型飞机飞行仿真系统中,从而使飞机在风场中的模拟更加真实,对模拟器的研制具有实际意义。     

Issues of numerical accuracy and stability in inverse simulation

Inverse simulation algorithms based on integration have been widely applied to predict the control input time histories required for aircraft to follow ideally defined manoeuvres. Several different inverse simulation algorithms are available but these different methods are all subject to a number of numerical and stability problems, such as high frequency oscillation effects and also lower frequency oscillatory phenomena termed “constraint oscillations”. Difficulties can also arise in applications involving discontinuous manoeuvres, discontinuities within the model or input constraints involving actuator saturation. This paper has shown that the dynamic response properties of the internal system are the cause of the so-called “constraint oscillation” phenomenon. In addition, a new inverse simulation approach based on the constrained derivative-free Nelder–Mead search-based optimisation method has been developed to eliminate problems of discontinuities and saturation. Simulation studies involving nonlinear ship models suggest that this new approach leads to improved properties in terms of convergence and numerical stability.