基于遗传算法的接地网腐蚀故障诊断研究

为了对接地网的腐蚀故障进行准确定位和判断,将遗传算法应用于接地网腐蚀故障诊断中。实际的接地网腐蚀故障诊断有电压法和电阻法两种思路,笔者分别根据这两种思路建立了适应度评价函数,并编制了相应的MATLAB程序。采用多层减维技术对程序进行优化,以解决接地网腐蚀故障诊断中支路变量维数多、算法后期收敛速度慢的问题。最后以一个60条支路、36个节点的接地网为例检验和对比了电压法和电阻法的诊断效果。仿真实验结果表明,在经过5层遗传算法迭代后,两种方法腐蚀诊断的误诊率和漏诊率均为0。电阻法的诊断效果略优于电压法,但其运算时间要高于电压法。     

超高压输电线下建筑物临近区域三维电场仿真

计算超高压输电线路在建筑物附近所产生工频电场时,由于建筑物相对输电线路所处位置复杂多变,二维计算模型已经不能够准确的描述其电场分布情况。笔者综合考虑档距、弧垂等因素,基于模拟电荷法建立能够准确描述建筑物相对输电线路所处位置的三维计算模型,采用线电荷单元模型计算输电线附近存在建筑物时的三维电场,且与增大建筑物棱边曲率半径后的电场分布对比得出:建筑物上方的电场强度大于附近其余区域,与无建筑物时相比电场发生明显畸变;增大建筑物棱边曲率半径对建筑物附近电磁环境有较好改善作用。     

雾凇覆冰对导线表面场强影响研究

中国雾凇冰灾极其频发且引起输电线路事故最多,覆冰后的导线表面由于冰树枝的生长变得极为粗糙,冰树枝尖端会使得导线表面电场发生严重畸变进而增大表面场强;为研究雾凇覆冰后的导线表面电场分布规律,在多功能人工气候室内完成了对钢芯铝绞线雾凇覆冰的参数测量,根据冰树枝尖端形态建立相应的电场分布模型,再利用有限元法对尖端场强进行计算。结果表明:雾凇冰树枝尖端严重增大导线表面电场,但随着覆冰厚度的增加,导线表面场强会逐渐减小且减小速度逐渐变慢;所得结论可为雾凇频发地区的输电线路设计和选型提供理论依据。     

采用冲激脉冲辐射天线实现皮秒脉冲电场生物组织聚焦的仿真分析

为实现高强度ps脉冲电场在生物组织中的良好聚焦,仿真研究了冲激脉冲辐射天线(impulse radiatingantenna,IRA)的聚焦效果。结合前期研究成果,利用CST Microwave Studio软件建立了长椭球形IRA模型,仿真分析了其聚焦后电场在简易乳房组织模型中的传播规律。在此基础上,引入锥形天线模型,研究经锥形天线抵消主路径后IRA在生物组织中的聚焦特性。仿真结果表明:在具有低电导率的乳房组织模型中,天线在焦点处可以实现良好聚焦;当乳房组织的电导率增至0.5S/m时,其聚焦特性完全消失;引入锥形天线,当其距离生物组织边界为5cm时,可以实现IRA在较高电导率生物组织中的最优聚焦。     

基于云理论和核向量空间模型的电力变压器套管绝缘状态评估

为了解决电力变压器套管绝缘状态评估中存在不确定性因素的问题,提出了一种新的状态评估方法。该方法全面考虑评估指标等级分类边界的随机性和模糊性,采用由云推理确定指标客观权重,由未确知理论确定主观权重的组合赋权法。建立了核向量空间模型,利用核函数将样本映射到高维特征空间的方法,在高维特征空间定义样本数据的指标有向线段和变压器套管绝缘等级标准的理想指标有向线段。进而通过计算两线段之间的夹角加权余弦获得样本与标准模式的贴近度,将绝缘评估问题转化为向量空间的模式识别问题,最终得出变压器套管所处的绝缘状态。实际算例表明该套管在第1次测试时,其绝缘状态贴近正常的贴近度最大即处于正常状态;第2次和第3次测试时,贴近故障的贴近度最大即处于故障状态。     

CF3I/N2混合气体局部放电特性实验研究

CF3I气体是SF6气体的一种可能替代,然而其较高的液化温度使其难以用在气体绝缘设备中。为此,将CF3I气体和氮气混合,通过实验研究了压强、电负性气体(CF3I或SF6气体)与混合气体的气压比值(混合比)、电极距离3个因素对CF3I/N2混合气体局部放电起始电压的影响,并与相同情况下SF6/N2混合气体的局部放电起始电压进行了对比。实验结果表明:随着混合比和电极距离的增大,CF3I/N2混合气体与SF6/N2混合气体局放起始电压的比值呈现增长趋势;气压的变化对2种混合气体局放起始电压的影响大致相同;N2能较大程度地改善纯CF3I气体对不均匀电场的敏感程度,且N2体积分数为20%的CF3I/N2混合气体液化温度为-22.35～-18.35°C,其局放起始电压为纯SF6气体的0.7倍左右。因此从局放特性角度看,混合比为20%的CF3I/N2混合气体有可能代替SF6气体被用于气体绝缘设备。     

交流电场对220kV复合绝缘子覆冰及其闪络特性的影响

为补充完善高电压等级复合绝缘子带电覆冰的研究,以复合绝缘子FXBW-220/100为试品,在大型人工气候实验室对其进行了带电与不带电人工覆冰试验。利用试验结果分析了电场对复合绝缘子覆冰及闪络特性的影响,并针对试验现象给出了合理的解释。结果表明:电场对覆冰绝缘子覆冰的影响主要为电场的极化作用和几种常规放电等带来的热效应;电场的强度、场线的均匀性对复合绝缘子覆冰也有重要影响。带电情况下绝缘子覆冰的其它结论包括:带均压环的绝缘子的高压端不易发生桥接;复合绝缘子大部分伞面覆冰冰层结构密实、光滑、透明;带电情况下雨凇冰棱密度小于不带电情况下雨凇冰棱密度,且随着外加电压的提高而减小;均压环冰棱密度随着外加电压的提高而增加;绝缘子覆冰质量随着外加电压的提高呈先上升后降低的趋势;绝缘子50%闪络电压随着外加电压的提高呈先降低后升高的趋势。     

电动汽车充储放电站可逆充电机控制策略

为充分发挥电动汽车充储放电站与电网的能量双向流动特性,对站内可逆充电机进行建模,并提出相应的控制策略研究。可逆充电机由PWM整流器和双向DC/DC变换器构成,其中可逆PWM整流器采用前馈解耦的电压电流双闭环控制;为延长电池寿命,双向DC/DC变换器充电采用先电流再电压闭环的二阶段控制,而放电则采用电流闭环控制策略。通过可逆充电机建模以及充、放电过程的仿真表明,提出的控制策略能实现低谐波的能量双向流动,且具有抗负载波动的鲁棒性以及较高的电池充放电速度。     

考虑多热源耦合的风电变流器IGBT模块结温评估模型

为了更准确地描述大功率风电机组变流器IGBT模块内并联芯片的结温,提出一种考虑多热源耦合影响的变流器功率模块结温评估改进模型。从实际2 MW双馈风电机组变流器IGBT模块内部结构和材料参数出发,利用有限元方法分析IGBT模块内多芯片的结温分布和稳态热耦合影响。引入等效耦合热阻抗概念,推导功率模块芯片间热阻抗关系矩阵,并建立考虑多芯片热源影响的IGBT模块改进热网络模型。以某H93-2MW双馈风电机组为例,对比分析了不同功率损耗下改进模型的芯片结温计算结果与有限元和常规热网络模型结果。结果表明了考虑多热源耦合影响的风电变流器功率模块内部芯片结温计算的必要性和有效性,且热耦合影响程度与不同的芯片间距密切相关,需重点关注非边缘位置芯片的热分布。     

步进电机SPWM细分驱动输出电压的谐波分析

对三相步进电机SPWM细分驱动输出电压进行了数学推导和计算,在matlab中用图形的方式对基波及各次谐波做了直观的表达,并对各次谐波做了定量的分析.分析表明输出电压各次谐波分量与载波频率和电压调制比有密切关系,SPWM调制方式相比其他PWM方式,基本可以消除所有载波频率以下的低次谐波,有效降低步进电机的转速脉动及功率损耗.工程应用中可以采用分段同步调制和改进的SPWM调制方式,微机控制简单,谐波抑制效果较好.