检索结果-内蒙古大学图书馆

作者：许国瑞华北电力大学

学位级别：博士

同步发电机在扰动后的动态运行能力对于系统安全稳定运行具有重要意义。本文建立了用于研究扰动条件下发电机运行能力的时步有限元模型,研究了汽轮发电机转子复杂阻尼结构及其材料特性对系统稳定性的影响,并与电力系统仿真分析所用的发... 详细信息

同步发电机在扰动后的动态运行能力对于系统安全稳定运行具有重要意义。本文建立了用于研究扰动条件下发电机运行能力的时步有限元模型,研究了汽轮发电机转子复杂阻尼结构及其材料特性对系统稳定性的影响,并与电力系统仿真分析所用的发电机三种实用模型的计算结果进行了对比研究。在此基础上,以时步有限元结果作为标准响应,辨识了发电机大扰动过程中的电机参数。主要成果如下： 1.建立了用于分析汽轮发电机转子三部分阻尼结构和阻尼材料特性对其动态运行能力影响的时步有限元模型,对该模型的时空离散策略进行了优化和改进,使其能够更加准确的计及多因素非线性条件下转子阻尼结构中的涡流集肤效应,并通过模型机试验验证了该模型的准确性。 2.以一台300MW汽轮发电机为例,通过详细的时步有限元计算分析,揭示了汽轮发电机转子大齿导条、转子铁心和转子导电槽楔等阻尼结构与发电机第一摆稳定性之间的关系,发现转子阻尼结构对第一摆稳定极限的影响主要取决于其等效电阻；进一步对转子槽楔采用不同材料时发电机的第一摆稳定性进行研究,揭示了第一摆稳定极限随转子槽楔电导率的变化规律。 3.揭示了实用模型两种假设条件的物理本质,假设A模型计及了励磁绕组和阻尼绕组的互漏磁链,忽略了阻尼绕组自漏磁链；假设B模型反之；在假设B模型的基础上进一步对阻尼相关项进行简化得到了假设B-1模型。在此基础上,对比分析了时步有限元模型与三种实用模型所计算的大扰动和小扰动结果,得出不同模型仿真结果之问的差异。 4.将解析法和数值仿真相结合研究了实用模型中定子绕组电磁暂态对发电机机电暂态过程的影响,发现忽略定子绕组暂态后,发电机三相突然短路过程中的交变电磁转矩分量和定子非周期电流产生的单向电磁转矩分量均被忽略,而后者属于制动性质的转矩,被忽略后会影响功角第一摆稳定性的仿真精度。 5.以时步有限元结果作为目标曲线,采用最小二乘法辨识了发电机大扰动过程中的电机参数,揭示了这些参数随发电机功角的变化规律,得出辨识参数计算结果的精度明显高于厂家参数。同时,对转子导电槽楔采用不同材料时的发电机参数进行辨识,得出转子槽楔电导率对发电机各参数的影响。研究结果为实用模型的进一步改进提供了理论支撑。

关键词：时步有限元转子阻尼结构实用模型第一摆稳定性参数辨识

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定子绕组暂态过程对电力系统大扰动特性的影响

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中国电机工程学报 2013年第6期33卷 161-167,22页

作者：王红宇许国瑞刘晓芳康锦萍罗应立华北电力大学电气与电子工程学院北京市昌平区102206

为了研究发电机3种机电暂态模型定子电压方程中定子绕组暂态(p)和转速变化(ω)对大扰动特性的影响,通过单机变压器双回线无穷大系统对3种模型在定子绕组暂态和转速单独作用以及共同作用等情况下的大扰动特性进行计算,得出定子绕组暂态... 详细信息

为了研究发电机3种机电暂态模型定子电压方程中定子绕组暂态(p)和转速变化(ω)对大扰动特性的影响,通过单机变压器双回线无穷大系统对3种模型在定子绕组暂态和转速单独作用以及共同作用等情况下的大扰动特性进行计算,得出定子绕组暂态对发电机大扰动的影响较大;在此基础上,将上述条件下3种模型的大扰动特性和暂态稳定极限与经过试验验证的时步有限元模型进行了对比。结果表明,计及定子绕组暂态和转速变化的3种机电暂态模型的大扰动特性和暂态稳定极限均与时步有限元结果更接近,并且在一定程度上提高了电网的最大传输功率计算值,为电力系统仿真中发电机的建模提供了重要的理论基础。

关键词：发电机定子绕组暂态转速变化实用模型大扰动特性暂态稳定极限

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某黏土边界面模型的数值实现及初步应用分析

某黏土边界面模型的数值实现及初步应用分析

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作者：杨鹭苏州大学

学位级别：硕士

近年来,由于城市建筑密度的不断增大与轨道交通建设的迅猛发展,基坑工程的周边环境变得越来越复杂,使得变形控制成为复杂环境下基坑开挖的关键。传统的理论解析法和相关规范法越来越无法满足目前基坑变形分析的要求。数值模拟已成为复... 详细信息

近年来,由于城市建筑密度的不断增大与轨道交通建设的迅猛发展,基坑工程的周边环境变得越来越复杂,使得变形控制成为复杂环境下基坑开挖的关键。传统的理论解析法和相关规范法越来越无法满足目前基坑变形分析的要求。数值模拟已成为复杂环境条件下基坑变形分析的一个重要手段,其关键在于合适土体本构模型的选取和计算参数的标定。在此背景之下,本文的主要研究内容包括:(1)首先引出并介绍了一个适用性广且相对简单的黏土边界面模型,然后借助ABAQUS有限元软件的UMAT用户子程序完成了该模型在ABAQUS中的数值实现。(2)通过单元排水剪切试验、单元不排水剪切试验和一维固结沉降试验等一系列模拟试验验证了本文模型在ABAQUS中数值实现的正确性与稳定性,为该模型进一步用于复杂岩土工程现象分析奠定了基础。(3)借助ABAQUS有限元软件建立基坑开挖三维分析模型,采用接触面来模拟土体和连续墙之间的接触作用,对黏土层分别采用摩尔-库伦模型、修正剑桥模型和本文模型进行模拟,并全面对比分析了三种模型基坑开挖变形的结果;进一步对本文模型的主要参数进行了敏感性分析。单元验证和一维固结沉降模拟表明本文模型在ABAQUS中的数值实现具有较好的精度和稳定性。基坑开挖分析表明,设置土体与连续墙的接触面能更好地描述墙后地表沉降规律。摩尔-库伦模型采用了相同的加荷和卸荷模量,因此产生了较大的坑底回弹,使得墙后地表在墙体附近隆起较大,修正剑桥模型对此有所改善,而本文模型进一步考虑了土的各向异性,得到了相对更为保守的结果。本模型的边界面构造参数对墙后地表沉降影响较大。相关结论可为本文模型在基坑工程中的应用提供参考。

关键词：实用模型数值实现基坑开挖三维分析

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金银花近红外定性定量快检模型建立研究

金银花近红外定性定量快检模型建立研究

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作者：耿泽宇北京中医药大学

学位级别：硕士

金银花的价格较高、市场需求量大,不法商家常掺入山银花或以次充好,在临床用药安全方面存在较大隐患。传统检测方法中,性状鉴定准确性差,薄层色谱法定性鉴别与HPLC定量耗时、繁琐,而近年来研究较多的近红外(NIR)光谱技术是实现定性定量... 详细信息

金银花的价格较高、市场需求量大,不法商家常掺入山银花或以次充好,在临床用药安全方面存在较大隐患。传统检测方法中,性状鉴定准确性差,薄层色谱法定性鉴别与HPLC定量耗时、繁琐,而近年来研究较多的近红外(NIR)光谱技术是实现定性定量快速检测的有效方法之一,已有研究报道了 NIR结合化学计量学建立金银花中各指标成分快速检测的定量方法与真伪、产地辨识等定性方法,但不同研究中依然存在样品前处理要求不统一、模型基于单次试验验证NIR(Sev-NIR)等问题使理论性能与实际应用不相符以及不能对多种指标同时检测。因此,本研究通过比较不同粉末粒径与装样厚度对金银花NIR光谱的影响确定最佳前处理条件,依照Sev-NIR条件建立模型并在多次试验验证NIR(Mev-NIR)条件下发现Sev-NIR验证被忽视的问题,确立实用型NIR快检模型的建立方法与要求,建立金银花NIR定性定量快检模型并通过随机试验验证NIR(Rev-NIR),证明金银花NIR快检模型在接近实际应用场景的真实预测能力。主要研究结果如下:1.考察粉末粒径和装样厚度对NIR光谱的影响,当粉末粒径≤250 μm且装样厚度≥15mm时,同一样品NIR光谱的相关系数大于0.95,均方根值、欧氏距离分别小于0.020、0.680且无明显变化,其重复性与稳定性可被接受,而且该条件能保证NIR检测与HPLC测定的样品一致。2.结合偏最小二乘法(PLS)建立绿原酸、酚酸类、木犀草苷3项指标定量检测模型(以HPLC结果为参考值),结合马氏距离法与偏最小二乘判别分析(PLS-DA)建立金银花与山银花定性鉴别模型,筛选Sev-NIR条件预测能力最高的模型使其在Mev-NIR条件再次验证。相同样品在Mev-NIR条件预测值的平均相对残差与RSD远高于Sev-NIR 条件,线性回归与配对 T 检验结果同时证明仅通过 Sev-NIR 条件的模型在实际应用中未达到理论预测能力。通过比较二者验证结果,发现Sev-NIR条件忽视且对模型实际预测能力有影响的因素有:存在干扰区间、建模光谱数量过少、输入值与输出值的有效数字位数不明确、缺少建模参数贡献的独立研究。3.通过控制所有变量一致,以研究同一样品的不同NIR光谱中未发生明显改变的波长,确定基本不存在干扰的区间为1866～1961 nm,2019～2123 nm,2240～2270 nm,2349～2368 nm,2454～2554 nm;通过计算每个波长与指标成分真实含量相关性大小,确定了与绿原酸、酚酸类、木犀草苷高相关的参考区间。确定同一样品的不同NIR光谱数量为8、输入值与输出值有效数字位数为4作为最低要求。4.考察了光谱预处理方法、建模区间2项参数对模型性能的贡献,确定不同模型的最佳预处理方法与建模区间,结合PLS建立了绿原酸、酚酸类、木犀草苷含量(以HPLC结果为参考值)检测模型,水分(以甲苯法结果为参考值)检测模型,结合PLS-DA建立金银花与山银花真伪辨识模型、4种产地辨识模型(河北巨鹿、山东平邑、河南封丘、甘肃通渭)。将上述模型在Mev-NIR与Rev-NIR条件下验证:(1)绿原酸、酚酸类、木犀草苷含量检测模型在Mev-NIR条件下预测值与参考值的线性回归R2的最大值均大于0.6(P<0.05),Rev-NIR条件的线性回归R2的最大值均大于0.5(P<0.05),水分检测模型的线性回归R2的最大值均大于0.7(P<0.05);剔除异常样品后,绿原酸、酚酸类、木犀草苷、水分的平均预测相对残差在Mev-NIR条件下分别可达到3.93%、3.27%、9.15%、3.17%,Rev-NIR条件下分别可达到6.04%、4.16%、12.14%、5.22%,表明以上模型在实际应用场景中有较高的预测能力,而对常量组分的预测能力高于微量组分。(2)金银花与山银花辨识模型在Mev-NIR与Rev-NIR条件下最佳预测准确率均大于98%,线性回归R2的最大值大于0.8(P<0.05);甘肃通渭产地区分模型在Mev-NIR 与 Rev-NIR 条件下最佳预测准确率均分别为 91.88%、85.42%,线性回归 R2 的最大值分别大于0.6、0.4(P<0.05);河北巨鹿产地区分模型在Mev-NIR条件下可以很好区分;山东平邑与河南封丘产地区分模型在Mev-NIR与Rev-NIR条件下辨识能力较低。表明PLS-DA非常适合鉴别金银花与山银花,对甘肃通渭、河北巨鹿金银花有较高辨识能力。

关键词：近红外金银花快速检测偏最小二乘法前处理实用模型

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混凝土碳化区域分布特性及模型研究

混凝土碳化区域分布特性及模型研究

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作者：苏义彪三峡大学

学位级别：硕士

混凝土结构耐久性问题是现今工程界普遍关注的重点问题,其中钢筋锈蚀是造成混凝土耐久破坏的最主要形式,而碳化又是造成钢筋锈蚀的最主要原因之一。碳化不仅会使混凝土碱性降低,钢筋脱钝锈蚀,而且会造成混凝土内离子的迁移与浓缩,促使... 详细信息

混凝土结构耐久性问题是现今工程界普遍关注的重点问题,其中钢筋锈蚀是造成混凝土耐久破坏的最主要形式,而碳化又是造成钢筋锈蚀的最主要原因之一。碳化不仅会使混凝土碱性降低,钢筋脱钝锈蚀,而且会造成混凝土内离子的迁移与浓缩,促使钢筋锈蚀加剧,国内外学者对碳化进行了广泛研究,取得了丰富的成果,然而自不完全碳化区概念被提出并被证实后,未考虑不完全碳化区存在的既有工程结构碳化寿命预测模型的可靠性受到置疑,因而研究不同因素影响下混凝土结构碳化区域的分布特性和规律对混凝土剩余使用寿命评估和耐久性设计具有重要意义。\n 本文通过快速碳化试验,借助自主发明的碳化深度测试扫描仪、逐层磨粉机并结合XRD等微观测试技术,以模拟孔溶液法为主,传统碳化深度测量法和碳酸盐含量测量法为辅,较为细致地研究了不同温度、湿度、二氧化碳浓度及水泥用量对混凝土结构碳化区域分布特性的影响。\n 基于试验数据分析结果,提出了混凝土碳化深度酚酞测试值的实用预测模型;通过模型参数校准构建并完善了碳化仿真模型,探讨了模型参数对仿真结果的影响规律,并采用数值与物理试验结果相结合的方法就诸因素对碳化区域分布特性的影响进行了深入分析,较为全面地揭示了温、湿度变化对混凝土碳化区域分布特性的影响规律,得到了对不完全碳化区长度的影响系数,最终建立了碳化区长度预测模型,并得到如下结论:\n 1)采用废机油为脱模剂会引起混凝土假性碳化,在自然养护条件下可造成混凝土在养护期便发生中和反应,完全反应区达3mm以上;\n 2)混凝土完全碳化区内,Ca(OH)2等碱性物质并未被完全中和,而是被包裹在CaCO3内,遇水将被释放;\n 3)完全碳化区内,Ca(OH)2含量由表及里分布并不均匀,沿距表面距离增大而逐渐减小,直至5mm以后才趋稳定;\n 4)对碳化区域分布特性起决定性作用的并不是环境相对湿度,而是混凝土内部的湿度分布;\n 5)酚酞法所测混凝土碳化深度内含部分碳化区,实际完全碳化区深度约为酚酞测试结果的一半。

关键词：混凝土碳化区域实用模型分布特性

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大扰动下同步发电机BPA与时步有限元模型对比研究

大扰动下同步发电机BPA与时步有限元模型对比研究

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作者：贾瑞华北电力大学

学位级别：硕士

电力系统仿真软件BPA中发电机的模型通常不考虑饱和或用空载特性代替负载饱和特性,对其模型的不饱和参数进行修正,而时步有限元方法能够很好地考虑电机内磁路饱和与磁场畸变等非线性因素的影响。因此本文建立了包括发电机磁场在内的场-... 详细信息

电力系统仿真软件BPA中发电机的模型通常不考虑饱和或用空载特性代替负载饱和特性,对其模型的不饱和参数进行修正,而时步有限元方法能够很好地考虑电机内磁路饱和与磁场畸变等非线性因素的影响。因此本文建立了包括发电机磁场在内的场-路-网耦合的时步有限元模型作为标准相应对BPA仿真结果进行校验。研究结果能为电力系统仿真中合理的选择发电机模型提供参考依据。主要成果如下： 1.建立了包含发电机、Yy0联结的变压器、双回线在内的单机无穷大系统的场-路-网耦合的时步有限元模型,该模型不仅能仿真正常运行状态,还能仿真三相短路和开路等非正常运行状态； 2.对比研究了BPA中基于两种假设条件下发电机实用模型对系统大扰动特性和暂态稳定极限的影响,并研究了该软件中发电机计及磁路饱和的方法。发现发电机三阶模型时两种假设下的仿真结果基本相同,六阶模型时两种假设下的仿真结果差异较大；用三阶模型计算暂态稳定极限结果偏于保守；该软件中用不饱和参数与用空载特性修正的饱和参数的仿真结果差异较小。 3.对比研究了同步发电机的BPA和时步有限元两种模型的仿真结果,分析了不同因素和不同运行条件下的系统的大扰动特性。发现不计饱和与阻尼时,发电机两种模型下的机械特性吻合较好,计及饱和与阻尼后差异明显；用BPA计算的暂态稳定极限较为保守,其中假设B的仿真结果最小。

关键词：同步发电机 BPA 时步有限元实用模型

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定子绕组暂态对同步调相机动态无功特性的影响

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电机与控制学报 2020年第11期24卷 148-155页

作者：杨鹏程徐东海李志强许国瑞国家电网有限公司北京100031 国电南瑞科技股份有限公司南京211106 中国电力科学研究院有限公司北京100192 华北电力大学电气与电子工程学院北京102206

为了研究定子绕组暂态对同步调相机动态无功特性及特高压直流近区系统电压的调节作用,对比分析了定子绕组暂态对同步调相机实用模型的影响。首先建立了同步调相机的时步有限元模型,并通过模型机的动态实验对计算结果进行了验证,从而获... 详细信息

为了研究定子绕组暂态对同步调相机动态无功特性及特高压直流近区系统电压的调节作用,对比分析了定子绕组暂态对同步调相机实用模型的影响。首先建立了同步调相机的时步有限元模型,并通过模型机的动态实验对计算结果进行了验证,从而获得了同步调相机的标准响应曲线;然后推导了计及定子绕组暂态与不及定子绕组暂态时同步调相机的饱和实用模型,计算了系统电压突变后不恢复、突变持续0.2 s恢复和突变持续1 s恢复时同步调相机的动态无功特性及机端电压的变化规律,最后对比分析了系统电压突升及突降时定子绕组暂态对同步调相机发出无功能力和吸收无功能力的影响。研究结果可为同步调相机的无功动态特性提供技术支撑,进一步保障电网电压稳定运行。

关键词：同步调相机定子绕组暂态电压调节无功特性时步有限元实用模型

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同步发电机中不可直接测量量的左逆软测量方法

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电力系统自动化 2008年第23期32卷 46-50,94页

作者：张凯锋戴先中马超张嘎东南大学自动化学院复杂工程系统测量与控制教育部重点实验室江苏省南京市210096

研究了同步发电机中一些不可直接测量量(功角、dq轴暂态电势、dq轴电流分量等)的动态软测量问题。首先,建立了适合于软测量分析的同步发电机模型,该模型充分包含了同步发电机中的一些可直接测量量(如有功功率、无功功率、电流幅值等),... 详细信息

研究了同步发电机中一些不可直接测量量(功角、dq轴暂态电势、dq轴电流分量等)的动态软测量问题。首先,建立了适合于软测量分析的同步发电机模型,该模型充分包含了同步发电机中的一些可直接测量量(如有功功率、无功功率、电流幅值等),且是一类特殊的非线性微分—代数子系统。接着,针对所建立模型的特殊性,给出了适合此模型的推广的左逆软测量算法。然后,具体针对同步发电机的4阶实用模型设计了软仪表,实现了模型中所有不可直接测量量的软测量。最后,基于MATLAB/SimPowerSystems软件进行了数值仿真,用6阶次暂态模型模拟真实的同步发电机,验证了所提出的方法的有效性。

关键词：电力系统软测量同步发电机不可直接测量量实用模型

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浅海声信道建模及其应用研究

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系统仿真学报 2010年第1期22卷 47-50,55页

作者：董阳泽许肖梅刘平香姚蓝厦门大学水声通信与海洋信息技术教育部重点实验室厦门361005 中国船舶重工集团公司第七二六研究所上海201108

浅海是水声对抗发生的重要区域,因此对其声信道的研究具有重要意义。采用射线声学理论,建立了一个多途浅海声信道仿真模型。在水声对抗仿真系统中,选用基于ADSP21160的Hammerhead PCI予以实现,取得了预期的实时效果;海试验证结果表明,... 详细信息

浅海是水声对抗发生的重要区域,因此对其声信道的研究具有重要意义。采用射线声学理论,建立了一个多途浅海声信道仿真模型。在水声对抗仿真系统中,选用基于ADSP21160的Hammerhead PCI予以实现,取得了预期的实时效果;海试验证结果表明,该模型同样适用于实际情况下浅海海域的声传播损失等参数的折算,可作为水声对抗器材性能预报及战术使用的参考。

关键词：浅海声信道实用模型水声对抗仿真对抗器材性能预报

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同步调相机饱和计算模型的对比研究

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大电机技术 2019年第6期 52-56,72页

作者：张爱军邢华栋周璟迪许国瑞刘晓芳内蒙古电力科学研究院呼和浩特010020 华北电力大学电气与电子工程学院北京102206

随着特高压直流输电系统容量和电压等级的提高,换流站对无功补偿的容量需求也越来越大。大容量新型同步调相机旨在满足特高压直流换流站的动态无功需求,由于同步调相机经常运行在过励,甚至3.5倍强励状态,铁心中的磁场饱和比汽轮发电机... 详细信息

随着特高压直流输电系统容量和电压等级的提高,换流站对无功补偿的容量需求也越来越大。大容量新型同步调相机旨在满足特高压直流换流站的动态无功需求,由于同步调相机经常运行在过励,甚至3.5倍强励状态,铁心中的磁场饱和比汽轮发电机更为严重。为了准确计算同步调相机在不同系统电压及励磁条件下的无功特性并应用于电力系统仿真分析,本文采用时步有限元模型计算同步调相机在不同励磁条件下的饱和特性曲线族,基于该曲线族提出了一种用于系统仿真分析的同步调相机实用模型的饱和修正模型,采用该模型计算了同步调相机在不同系统电压及励磁条件下的无功功率,并与时步有限元模型计算结果进行了对比;从结果可以看出,与传统的饱和修正模型的计算结果相比,采用新提出的饱和修正模型计算出的无功功率与时步有限元模型更接近。研究结果可为同步调相机无功特性的准确计算及运行方式的合理选择提供理论基础和技术支撑。

关键词：同步调相机无功特性饱和特性时步有限元实用模型

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