基于支持向量机的电力二次设备继电保护装置故障检测方法

为进一步提高电力设备故障的检测效果,基于支持向量机设计了电力二次设备继电保护装置故障检测方法。该方法以隐藏故障为研究对象,采集互感器信号,绘制信号波形;基于支持向量机建立电力二次设备继电隐藏故障判定函数,得到高压侧的三相电流计算值,从而计算高压侧平衡系数,得到保护断路器的动作期望集合;通过设置最优超平面的分类决策函数,获取广义最优分类面的判别函数。实验结果显示,该故障检测方法的检测精度为9997%,平均响应时间为0034 s,检测效果较好。     

基于半桥MMC特征信号注入的柔性直流线路频变参数辨识

柔性直流电网故障电流上升速度快与电力电子器件过流能力弱形成突出矛盾,线路保护需要在数毫秒级完成故障判别,输电线路精确参数的获取对于提升继电保护的性能至关重要。然而直流系统中缺乏稳定基频,导致输电线路相关参数难以获取、保护实现较为困难。针对柔性直流线路频变参数难以获取的问题,提出基于半桥模块化多电平换流器(half bridge modular multilevel converter, HB-MMC)特征信号注入的柔性直流线路频变参数辨识方法。首先通过换流器控制在线路中注入特定频率信号,然后利用快速傅里叶分解提取不同频率的信号并计算指定频率下的线路参数,最后依据不同线路参数的频变特性拟合出对应的幅频特性曲线。仿真表明,所提参数辨识方法可以准确拟合保护所需直流线路频变参数,参数辨识频段内相对误差小于1.5%。     

基于数字孪生的柔性直流电网纵联保护原理

随着柔性直流输电技术的发展,直流电网越来越受到关注。但是,直流电网故障电流上升速度快,与电力电子的弱过流能力形成突出矛盾。直流线路保护需在数毫秒级完成故障判别,同时还需兼顾选择性、可靠性、灵敏性,极具挑战性。该文提出了基于数字孪生的柔性直流输电系统纵联保护原理,在考虑直流线路参数频变的基础上,建立精确的直流线路数字孪生模型,利用状态估计的冗余特征提升了保护的可靠性,通过比较测量值与估计值之间的差异判别故障。仿真表明,所提保护方法可快速可靠地判别区内、外故障,并具有较好的耐受过渡电阻和抗干扰的能力。     

真双极柔性直流系统单极接地故障熄弧时刻识别策略

自适应重合闸不仅应具备区分故障类型的能力,还应进一步对瞬时性故障重合闸时间进行优化,这就需要对故障熄弧时刻进行识别。首先,通过分析接地故障电弧的动态特性,实现故障电弧非线性特征及熄弧时刻的自适应模拟。其次,分析真双极柔直线路故障极端电压熄弧前后的暂态和稳态特性,揭示出熄弧前故障极端电压变化趋势主要取决于零输入响应分量,呈现衰减趋势,而熄弧后故障极端电压主要取决于零状态响应分量,呈现上升趋势。最后,提出一种积分比算法,有效提取故障极端电压在熄弧前后的特征差异,若在循环判断时间内积分比始终不低于阈值,则判断故障已熄弧,并将首次超过阈值的时刻输出为检测熄弧时刻。PSCAD/EMTDC仿真结果验证了所提策略的有效性和可靠性。     

基于模型校核的柔性直流输电线路自适应重合闸方案

为解决柔性直流输电线路常规自动重合闸盲目合闸的问题,有必要研究断路器合闸前识别故障性质及熄弧时刻的自适应重合闸方案。首先,考虑线路分布式参数及参数的频变特性,在分析Marti模型的基础上,得到线路两端电压电流与行波间的时域表达;其次,基于模型校核思想,将无故障模型作为计算模型,当故障消失时实际模型与计算模型相匹配,而故障未消失时实际模型与计算模型不匹配;最后,利用Pearson相关性对上述差异进行提取,提出一种适用于柔性直流输电线路的自适应重合闸方案。PSCAD/EMTDC仿真结果验证了所提方案的有效性,以及相较于自动重合闸方案和现有自适应重合闸方案的优越性。     

预估型氨法脱硫控制系统研究

燃煤发电系统中氨法脱硫控制系统具有时变、大延时、大惯性的特点。针对典型的大延迟系统,文中提出基于Smith预估器的脱硫控制系统,通过抵消系统被控对象中的纯滞后环节来提高系统的实时性。Smith预估器依赖准确的PID模型,系统中PID参数整定仍存在不确定性。利用SOA算法对PID参数进行整定,将绝对误差积分ITAE作为适应度函数,通过对适应度值的不断寻优,找到最佳的比例积分微分系数组合。仿真结果表明,相较于Smith预估器控制下的脱硫系统,基于SOA的Smith预估PID控制系统跟随性好且反应迅速,调节时间缩小为原来的9%,峰值时间缩小为原来的5%,具有较小的超调量,系统的实时性和稳定性得到保证。上述结果证明该算法对工程控制系统有效,并具有良好的应用前景。     

热交换器式热量表中热交换器的优化设计研究

在热交换器式热量表中,热交换器相当于流量计,只需测量热交换器进出口温度,就可以计算出流量和热量,有效避免了由于水质问题引起的流量计丧失准确性及损坏问题;但是由于热交换器模型比较复杂,很难用解析法得到流量与温度之间的关系式,对热交换器结构的设计和优化造成了困难;针对上述问题,借助CFD数值模拟软件,建立热交换器的三维模型,在并行计算平台上进行了求解,从而得到了热交换器流量和温差比的关系,并结合模式搜索法对热交换器的结构进行了优化;仿真结果表明,采用该优化方法后,热交换器的性能评价指标R2得到了有效的提高;参照优化后的模型参数,设计和加工了热交换器,并进行了实验验证,实验结果表明,执交换器的R2为0.989,与仿直结果0.987吻合的很好,表明了该优化方法的有效性,且具有较好的实用性和推广价值.     

高性能分布式论证仿真支撑环境分析

为获得能满足论证仿真需要的具有超实时运算能力的高性能仿真支撑环境,根据高性能分布式仿真的需求特点,研究以高层体系结构(HLA)为核心的高性能分布式仿真集成开发与运行管理环境的软件组成和体系结构,主要包括集成开发环境和运行与监控管理环境,为高性能分布式仿真应用的开发、测试、集成、初始化、运行、监控、管理等提供一体化的支撑.重点研究基于高性能计算机的分布仿真支撑环境HPC-RTI的功能设计和关键技术.基于该环境进行了某装备体系仿真实验,实验结果表明,大规模仿真系统的运行效率提高了17.8倍.     

基于LS-DYNA的传动轴偶合动力学分析

为精确评价传动轴偶合时的轴线偏差对设备运行的影响,通过建立了传动轴偶合动力学模型的方式,采用显式动力学的分析方法,在施加符合实际工况载荷和约束的条件下,对不同偶合偏差下传动轴动力学的特性进行研究,实现了传动轴运行过程中的实时故障诊断。结果表明:在0～0.42s内在无偶合偏差的情况下,随着时间的推移,等效应力呈缓慢的线性增长趋势;当存在偶合偏差时,等效应力成正弦波的周期性变化,最大应变主要集中在电机轴一端的键槽和联轴器轴毂的接触面处。并且传动轴上节点振动能量显著增加,当峭度值增幅较大且明显超过3时,表明存在较大的偶合偏差,应停机检修,避免故障。     

基于RBF神经网络的FeO-MnO渣系ZGMn13堆焊焊条的设计

为设计一种ZGMn13堆焊焊条,提出了一种基于RBF神经网络的FeO-MnO渣系焊条配方优化设计方法.利用试验采集的数据对网络进行训练,以加工硬化后的硬度为优化目标,得到最优的焊条配方.试验结果表明:优化后熔敷金属的动载加工硬化性能和静载加工硬化性能良好.