一维水沙耦合模型参数敏感性分析——以2020年黄河下游洪水演进为例北大核心CSCD

一维水沙输移及河床冲淤模型中有较多理论上尚未解决的参数,而这些参数对一维模型精度的影响缺少定量分析。本文首先介绍了一维水沙耦合动力学模型,并将其应用于2020年汛期黄河下游的水沙过程模拟。计算结果表明:该模型能准确模拟水位和流量的变化,纳什效率系数基本大于0.85,均方根误差比相应的实测特征值小一个量级;计算沙峰虽然偏大,但计算的含沙量过程与实测过程整体符合,且模型计算的分河段冲淤量与断面地形法实测值较为接近。为分析模型中经验参数对模型计算结果的影响,以水文断面特征水沙参数的纳什效率系数作为目标函数,采用Sobol全局敏感性分析方法计算了各经验参数的敏感度指标。计算结果表明:糙率的总敏感度指标较高,是模型的高敏感参数;目标函数的选取对参数敏感度分析有一定影响,以含沙量纳什效率系数为目标函数时,挟沙力公式的系数及淤积时恢复饱和系数公式中指数的一阶敏感度和总敏感度指标较高;各参数组合对不同目标函数的影响差别较大,但对于同一目标函数存在影响作用相似的参数组合。全局敏感性分析方法刻画了模型参数的敏感性特征,有助于优化水沙数学模型参数取值。     

电网能量流-经济流耦合分析

依托于同一电力网络的电气源流间的能流信息和市场主体间的交易信息,存在某种天然耦合关系。若不能正确处理,则易导致相关经济流分布信息掌握失准,从而影响系统运行的效能和市场运作的公正性。为此,基于电力网络电能追踪方法正确提供的实时能流信息,考虑上述耦合特性,分析了沿网络源-流对电能配送路径链分布的经济流信息,建立了核算各项费用的实时电价关系式;针对链首和链末2种能量计费方式,提出了具有广泛指导性的费用核算一致性原理,并指出：若不考虑电网实时运行状态影响而直接以上网价、过网价和政府性基金价之和作为下网电价核算相关费用,则会出现不完全满足一致性原理的现象。最后,针对典型交易模式及与其关联的多个网络源-流对,给出了量化其经济流分布的关系式。算例表明,基于考虑耦合特性的实时电价信号分析的经济流,符合核算一致性原理,可为进一步揭示交叉补贴内因提供理论依据。     

短路电动力作用下变压器低压绕组变形研究

电力变压器短路时会产生巨大的短路电动力,当短路电动力过大时会导致变压器绕组变形.为研究三相三绕组变压器短路时的电动力分布和绕组变形情况,本文以一台50MV·A/110kV的三相三绕组变压器为例,计算变压器发生短路时的短路电流,将该短路电流作为激励,通过有限元软件计算绕组的短路电动力,采用磁-结构耦合的方式计算在最大短路电动力作用下的绕组变形和应力分布.结果表明,短路时低压绕组受到向内压缩的辐向电动力和向中间压缩的轴向电动力,绕组中间部分受到的短路电动力大于两端,导致绕组中部的变形程度大于两端.研究结果对研究变压器绕组变形具有一定实际意义.     

车用永磁同步电机不同冷却水道分析*

新能源汽车的永磁同步电机单位体积内损耗过大或冷却性能较差都可能造成温升过高,使得汽车的安全性及可靠性面临挑战,所以精准计算各项损耗并设计合理水道结构十分必要。针对额定功率为30 kW的永磁同步电机,利用流固耦合方法进行热仿真,分析螺旋形、轴向Z形、径向Z形及周向形四种水道的流速、压差、温升,探究电机冷却效果受不同冷却结构的影响及水泵功率的要求,为冷却结构的设计提供参考。     

一种双边LCC补偿无线电能传输变换器谐振网络设计方法

针对双边LCC补偿方式的无线电能传输变换器,提出了一种谐振网络设计方法：基于抑制谐波电流、压缩磁元件体积以及在最大传输距离与最大横向偏移状态传输功率可接近额定功率的考虑,依据额定传输功率、开关频率等约束条件,确定谐振网络全部元件(包括松耦合变压器)的电参数。在此基础上提出了一种相应的带磁芯平面螺旋线圈松耦合变压器尺寸设计方案：依据松耦合变压器处于最大传输距离、最大横向偏移状态时的互感值,从理论上估算出其尺寸范围,再以少量有限元仿真搜索到其最佳尺寸。设计并制作了一台额定输出功率为4.5 kW的样机,验证了所提设计方法的正确性。     

计及虚拟惯量与下垂控制的风火耦合系统小扰动稳定分析

风火耦合系统在我国北方电网中普遍存在。为了构建电网友好型风电场,主动频率支撑控制被引入风电功率外环,然而该控制可能会影响耦合系统的稳定特性。已有研究主要关注主动频率支撑控制对火电机组主导的机电振荡特性的影响,对风电机组主导的次同步振荡特性影响的研究不多。基于此,建立考虑主动频率支撑控制的风火耦合系统模型,分析在不同风电渗透率和不同锁相环阻尼系数下主动频率支撑控制对耦合系统中火电机组主导的机电振荡模态以及风电机组中锁相环主导的次同步振荡模态的影响,确定耦合系统中锁相环主导的次同步振荡模态的主要影响因素。为了探究主动频率支撑控制影响锁相环主导的次同步振荡的失稳机理,推导了耦合系统计及主动频率支撑控制时锁相环小扰动等效模型,通过复转矩法分析了主动频率支撑控制对锁相环主导的次同步振荡模态的影响。通过时域仿真验证了主动频率支撑控制参数对耦合系统稳定性的影响。     

饱和水土壤电阻率温度特性及对直流接地极温升的影响

针对土壤含水量较高的区域直流接地极温升特性不明的问题,对不同类型的土壤进行了水饱和温升电阻率测量。并在此基础上建立了饱和水土壤接地极的电热耦合有限元模型。通过算例与未考虑含水饱和土壤电阻率温升效应的仿真结果进行对比,发现其温升结果明显偏低,随着电流注入时间的增加,电极温升曲线的饱和度变得更加明显。最后进行了饱和水土壤垂直电极的温升试验,验证了耦合模型的可靠性。实验和仿真结果表明,考虑饱和水土壤温度特性可使计算误差降低31.84%。因此,结合饱和水土壤电阻率温度特性对接地极进行温升计算,能更大程度的保证计算的准确性。     

计及UPFC的主动配电网日前-实时优化策略

针对统一潮流控制器使优化策略模型非线性化,实时阶段计及模型时序耦合特性增加了智能算法求解维度,不利于优化的问题,提出了日前-实时优化策略。日前优化为不考虑统一潮流控制器的线性模型,确定实时优化的微型燃气轮机调节幅度上、下限,以保证模型收敛;针对统一潮流控制器使网损下降及新能源出力、负荷预测偏差,在实时阶段调整日前优化策略,通过消除时序耦合实现计及统一潮流控制器的单时段优化以降低求解维度。最后,通过算例分析验证了所提模型的有效性。     

第二代北斗客户端用射频声表面波滤波器的研制

介绍了一种可满足第二代北斗客户端用B3波段载频滤波的声表面波(SAW)射频滤波器。该滤波器采用“5换能器纵向耦合结构+谐振器”的混合型设计方案,在充分考虑了SMD3030A封装及键合引线寄生影响后,成功研制出-1 dB带宽35 MHz、插入损耗2.2 dB、矩形系数1.9的滤波器产品。结果表明,仿真与实测吻合性较好,证明了该设计方案的可行性。     

温循条件下电源模块的瞬态热力耦合研究及优化

针对电源模块在温度循环条件下工作的可靠性问题,以典型电源模块为研究对象,基于有限元分析软件建立温循条件下电源模块的瞬态温度分布模型和电源模块的瞬态热力耦合模型,着重分析芯片、玻璃绝缘子等易损区域。在此基础上以玻璃绝缘子的最大热应力和芯片的最高温度为优化目标,对电源模块进行遗传算法优化设计。结果表明,相比其他研究直接施加热载荷条件,采用瞬态热力耦合所得电源模块结果更准确,芯片温度为86.03℃,玻璃绝缘子的热应力为61.27 MPa。经过遗传算法优化的芯片温度为81.85℃,玻璃绝缘子的热应力为37.05 MPa,满足可靠性要求。证明遗传算法与仿真结合,可有效提高产品设计的可靠性。