检索结果-内蒙古大学图书馆

电力系统保护与控制 2025年第5期53卷 59-68页

作者：李晓波张世乐谢剑锋彭超红刘栩鹏梁睿中国矿业大学电气工程学院江苏徐州221116

灵活接地系统采用的零序过电流保护存在耐过渡电阻能力低的问题,并且现有的选线方法对互感器精度要求较高,也未考虑电网参数不平衡对判据的影响,存在保护误判的风险。针对上述问题,首先在计及电网参数不平衡条件下,探究了并联小电阻投... 详细信息

灵活接地系统采用的零序过电流保护存在耐过渡电阻能力低的问题,并且现有的选线方法对互感器精度要求较高,也未考虑电网参数不平衡对判据的影响,存在保护误判的风险。针对上述问题,首先在计及电网参数不平衡条件下,探究了并联小电阻投入前后各电气信号变化量与线路对地参数、不平衡电流的关系。研究发现健全线路零序电流变化量与零序电压变化量之比等于该线路对地导纳,故障线路的零序电流变化量与零序电压变化量之比则为线路对地导纳与接地导纳的总和。在此基础上,提出了一种适用于灵活接地系统单相高阻接地故障的选线方法。该方法不受电网参数不平衡与零序CT极性反接影响,能够有效降低保护对互感器精度的要求。此外,该方法还可利用故障信息实现电网参数不平衡条件下对过渡电阻及单条线路对地导纳的测量。最后,在搭建的仿真电路中验证了所述方法的正确性和有效性。

关键词：灵活接地系统电网参数不平衡零序电压变化量零序电流变化量高阻接地故障

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永磁电机半直驱刮板输送机机-电耦合动力学行为

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煤炭学报 2025年第1期50卷 65-80页

作者：葛世荣舒子龙鲍久圣王世博王小龙张磊中国矿业大学(北京)机械与电气工程学院北京100083 中国矿业大学机电工程学院江苏徐州221116

针对刮板输送机传统异步电机驱动系统传动效率低、工作能耗高以及永磁直驱系统径向尺寸大难以适应综采工作面安装空间及过载工况等问题,设计了一种新型永磁电机半直驱系统,利用MATLAB/Simulink仿真软件与台架试验研究了永磁半直驱刮板... 详细信息

针对刮板输送机传统异步电机驱动系统传动效率低、工作能耗高以及永磁直驱系统径向尺寸大难以适应综采工作面安装空间及过载工况等问题,设计了一种新型永磁电机半直驱系统,利用MATLAB/Simulink仿真软件与台架试验研究了永磁半直驱刮板输送机的机-电耦合动力学行为。首先,基于永磁电机驱动技术,以SGZ1000/2000型刮板输送机为例,设计了一种永磁电机半直驱系统,并完成了驱动系统关键参数设计。其次,推导齿轮传动系统动力学模型,基于状态空间方程建模法搭建永磁电机半直驱刮板输送机的机-电耦合动力学仿真模型,通过仿真试验研究了永磁电机半直驱刮板输送机在多种工况下的机-电耦合动力学行为;结果表明:永磁电机半直驱系统在空载启动定常落煤、非定常落煤以及故障后满载启动3种工况下,能够实现零速重载运行、输出转速与电磁转矩的快速响应以及动态调节;在启动瞬间与负载突变下,链条速度、加速度与张力会发生明显波动,其中:在机头与机尾链轮处的波动峰值最大;随着链条传递波动峰值会发生衰减,距离机头与机尾链轮越远,波动峰值越小。再次,利用永磁电机半直驱系统试验台,开展空载启动落煤与满载启动模拟试验,得到了永磁电机半直驱系统的动态特性,试验结果与机-电耦合动力学模型的仿真结果基本一致。最后,基于台架试验性能参数,通过对比永磁电机半直驱系统与传统异步电机驱动系统的驱动性能后得到:永磁电机半直驱系统在全负载点的驱动效率均优于传统异步电机驱动系统,至少提升了16.3%以上,可显著提高矿山运输装备的节电率,有助于推进矿山朝着绿色低碳方向发展。

关键词：刮板输送机永磁电机半直驱齿轮传动矢量控制机-电耦合动力学

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多逆变器交流分布式并联系统谐波交互分析方法

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电力系统自动化 2025年第5期49卷 164-175页

作者：王颖杰刘涵张箫张顺超中国矿业大学电气工程学院江苏省徐州市221000

多逆变器并网运行时,逆变器之间、逆变器与电网之间的谐波交互作用会给逆变器自身和电网运行带来很大的负面影响。针对多机系统中交互产生的影响难以识别和评估的问题,文中首先建立了考虑给定电流扰动的单台逆变器电流小信号模型,以此... 详细信息

多逆变器并网运行时,逆变器之间、逆变器与电网之间的谐波交互作用会给逆变器自身和电网运行带来很大的负面影响。针对多机系统中交互产生的影响难以识别和评估的问题,文中首先建立了考虑给定电流扰动的单台逆变器电流小信号模型,以此拓展到多逆变器并联系统。同时,提出谐波导纳互交互因子和自交互因子的概念,将系统所受扰动分为互扰和自扰,在此基础上对交互因子的峰值进行分析。然后,基于推导出的峰值准则得到系统发生谐波交互而导致谐波放大的量化条件,并提出谐波交互放大禁区。最后,通过算例分析,探讨了电流控制参数、锁相环参数、逆变器阻尼策略、电网阻抗参数以及逆变器并联台数影响下多逆变器并联系统谐波交互规律,同时验证了所提分析方法的正确性和有效性。

关键词：并网逆变器多机系统谐波交互作用谐波放大阻抗分析法交互因子峰值准则稳定禁区

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变温影响下乡村生物质能发电系统跨周期滚动优化运行方法

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中国电机工程学报 2025年第8期45卷 3067-3079页

作者：梁睿袁乐童黄宏旭顾晨李嘉翔卢巍徐青平吴金辉中国矿业大学电气工程学院江苏省东辛农场有限公司

为助力实现国家乡村振兴战略及双碳目标，提高乡村生物质能产出效率及用能清洁化水平，该文提出变温影响下乡村生物质能发电系统跨周期滚动优化运行方法。首先，精确建模生物质物料预处理、厌氧消化产沼、沼气净化与贮存、沼气发电及余... 详细信息

为助力实现国家乡村振兴战略及双碳目标，提高乡村生物质能产出效率及用能清洁化水平，该文提出变温影响下乡村生物质能发电系统跨周期滚动优化运行方法。首先，精确建模生物质物料预处理、厌氧消化产沼、沼气净化与贮存、沼气发电及余热回收、增温助产等环节，提出精准量化助产能耗与发电增量的乡村生物质能产沼及发电优化模型；其次，考虑环境不确定性因素对厌氧消化产沼效率的影响，针对跨多个水力停留周期下的助增方式及运行变量难以决策的问题，提出一种跨周期的滚动优化运行方法，以最近一个水力停留周期为控制域，滚动时窗后移更新环境温度、太阳辐射等变量数据，以年运行总发电量最大为目标，生成跨周期乡村生物质能发电系统滚动优化运行方案；最后，以我国北方某大型农场乡村生物质能发电系统为例进行仿真，验证了该方案能有效减小系统能耗，使全周期发电总量较仅采用余热回收提高14.66%以上。

关键词：生物质能发电厌氧消化产沼跨周期滚动优化能源产出最大化

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基于四矩形正交线圈的无线电能传系统混合式补偿拓扑优化及其抗偏移性

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电工技术学报 2025年

作者：刘旭曹宇鹏夏晨阳杨龙月中国矿业大学电气工程学院

在电动汽车无线充电系统中，由于车辆停靠不准导致的位置偏移是不可避免的，这将造成系统参数变化从而引起输出电压波动，甚至损坏系统。因此，该文提出一种基于四矩形正交（QRQP）线圈的新型混合式补偿拓扑结构，并给出了其参数设计准... 详细信息

在电动汽车无线充电系统中，由于车辆停靠不准导致的位置偏移是不可避免的，这将造成系统参数变化从而引起输出电压波动，甚至损坏系统。因此，该文提出一种基于四矩形正交（QRQP）线圈的新型混合式补偿拓扑结构，并给出了其参数设计准则与优化策略，以有效提升系统的多方向抗偏移特性。优化后的系统可在一定范围内的任意角度偏移及负载变化工况下，维持系统输出电压的恒定，且当接收线圈移除时，还可有效限制原边电流，从而保障系统安全。所提出的混合式补偿拓扑结构及其优化方法经过了1 kW的实验室原型样机验证，实验结果表明，当负载电阻在20～100 Ω变化范围内，系统在X轴偏移-140～140 mm、Y轴偏移-105～105 mm以及XY轴对角偏移-200～200 mm时的输出电压波动均小于5%。同时，当线圈间垂直间距在-35～70 mm变化时，输出电压波动可限制在8%以内。

关键词：无线电能传输线圈结构混合拓扑抗偏移性

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基于屏蔽极板全双工通信无线电能传输系统

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电工技术学报 2025年

作者：叶宗彬高晨潇刘旭中国矿业大学电气工程学院

随着无线电能传输系统功率和频率的提升，为了提高系统的传输效率和抗干扰能力，行业对电能传输的控制性能要求不断提高，需要在无线电能传输的功率发射端和接收端进行实时高频的数据交互，该文提出一种兼具低成本与高鲁棒性的同步无线... 详细信息

随着无线电能传输系统功率和频率的提升，为了提高系统的传输效率和抗干扰能力，行业对电能传输的控制性能要求不断提高，需要在无线电能传输的功率发射端和接收端进行实时高频的数据交互，该文提出一种兼具低成本与高鲁棒性的同步无线电能与信号传输（SWPDT）的实现方法。基于传统的磁耦合无线电能传输（WPT）系统结构，利用磁耦合线圈外侧的两块金属屏蔽极板为数据传输提供了独立的电容通道，在考虑线圈寄生电容的情况下构建六板电容耦合数学模型与物理模型，通过四个阻波网络和补偿结构，构建四阶谐振网络用以实现信号的全双工通信；该系统能够在不额外增加信号传输通道的情况下实现电能信号同步传输，显著降低了WPT系统的整体成本和尺寸大小；最后，搭建50 W功率传输样机，通过实验验证了在线圈距离17 cm的条件下电能传输效率达到80%，在常用串行通信比特率240～800 Kbit/s范围内实现电能与信号的全双工并行传输，误码率均可维持在一个较低水平，在横向漂移比达到87.72%的极板偏移情况下，系统的信号传输效率衰减比仅有22.66%，在极端工况下信号传输具有较强鲁棒性，验证了本文设计方法的正确性与可行性。

关键词：无线电能传输(WPT) 同步无线电能与信号传输(SWPDT) 电容屏蔽极板全双工通信

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掘进工作面前方应力异常地-电响应特征研究

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清华大学学报(自然科学版) 2025年第3期65卷 614-624页

作者：王欣宇王恩元岳建华朱国庆程德强刘晓斐李德行郑司建中国矿业大学安全工程学院徐州221116 中国矿业大学资源与地球科学学院徐州221116 中国矿业大学信息与控制工程学院徐州221116 中国矿业大学碳中和研究院徐州221116

煤矿掘进工作面前方的应力和结构异常区是煤与瓦斯突出的高发区域。为研究直流电法应用于煤体应力分布和异常区超前探测的可行性,该文开展了煤样单轴分级加载视电阻率测试试验,研究了煤样单轴分级加载过程中,视电阻率的时空演化规律;利... 详细信息

煤矿掘进工作面前方的应力和结构异常区是煤与瓦斯突出的高发区域。为研究直流电法应用于煤体应力分布和异常区超前探测的可行性,该文开展了煤样单轴分级加载视电阻率测试试验,研究了煤样单轴分级加载过程中,视电阻率的时空演化规律;利用直流电法超前探技术对突出矿井的掘进工作面进行了连续跟踪探测,揭示了煤矿掘进工作面前方的应力分布与视电阻率的区域对应关系,以及应力异常区域的地-电响应特征,并与钻屑量和实际揭露情况进行了对比验证。该文研究结果表明:受载煤样的视电阻率时空演化规律与应力变化密切相关,高阻区域和视电阻率均值随应力增加呈先减少后增大的趋势,煤样的结构演变是视电阻率变化的主要原因;掘进工作面前方的视电阻率与煤体应力分布较吻合,从迎头向煤体深处,呈先降低后缓慢升高,并逐渐趋于稳定的变化趋势,能基本反映应力“三带”分布情况;当原岩应力区出现较明显的高低阻不规律分布特征时,可视为应力或结构异常区域响应信号;基于钻屑量和后期揭露发现,视电阻率划分区域与实际情况的一致性较高,表明直流电法可有效探测和识别煤岩体掘进工作面前方的应力分布和异常区域。该文研究结果不仅可为基于直流电法的煤与瓦斯突出危险区域精准超前探测提供理论依据和技术支撑,还可为拓展煤岩动力灾害超前预警提供参考。

关键词：煤与瓦斯突出直流电法探测预警应力异常灾害防控

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基于奇异摄动的复杂工业过程强化学习运行优化控制

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控制与决策 2025年第5期40卷 1581-1589页

作者：周林娜蔡天赐赵建国熊梦辉杨春雨中国矿业大学信息与控制工程学院

复杂工业过程往往存在快、慢耦合动态特性,应用常规的串级设计思路难以保障整体运行优化性能,而现有整体设计运行优化控制的方法容易发生“维数灾”和“病态数值”问题.鉴于此,聚焦一类设备单元和运行过程模型参数皆未知的复杂工业过程... 详细信息

复杂工业过程往往存在快、慢耦合动态特性,应用常规的串级设计思路难以保障整体运行优化性能,而现有整体设计运行优化控制的方法容易发生“维数灾”和“病态数值”问题.鉴于此,聚焦一类设备单元和运行过程模型参数皆未知的复杂工业过程,提出一种基于奇异摄动的快慢并行强化学习组合非串级运行优化控制方法.首先,引入收敛因子将复杂工业过程运行优化控制问题建模为双时间尺度系统的非串级最优控制问题;其次,使用奇异摄动理论将原始最优问题分解为降阶快子系统最优调节和慢子系统最优设定值跟踪问题;然后,在强化学习的框架下,设计数据驱动的迭代算法学习快、慢子系统最优控制器,进而构造不依赖于系统模型的组合最优控制策略.与现有方法相比,所提出运行优化算法不仅能解决设备单元模型参数未知问题,还能实现对期望运行指标的零误差渐近跟踪.最后,通过赤铁矿混合选别浓密过程对比实验验证所提出方法的有效性和先进性.

关键词：复杂工业过程奇异摄动理论运行优化控制强化学习

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基于学生t核的最大相关熵卡尔曼滤波及其核带宽自适应选择方法

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控制与决策 2025年第5期40卷 1541-1550页

作者：王国庆张冬生朱兆磊杨春雨马磊中国矿业大学信息与控制工程学院

研究时变厚尾非高斯噪声系统的状态估计问题.基于最大相关熵准则的卡尔曼滤波算法具有计算负担小且能够抑制多种类型非高斯噪声的特点,现有方法大多采用高斯核函数进行设计,且现有核带宽自适应选取能力有限.针对现有方法存在的问题,首先... 详细信息

研究时变厚尾非高斯噪声系统的状态估计问题.基于最大相关熵准则的卡尔曼滤波算法具有计算负担小且能够抑制多种类型非高斯噪声的特点,现有方法大多采用高斯核函数进行设计,且现有核带宽自适应选取能力有限.针对现有方法存在的问题,首先,采用学生t核函数替代现有方法中常用的高斯核函数以更加充分地利用非高斯噪声的厚尾分布信息,进而定义一种新的代价函数,并推导出一种基于学生t核的最大相关熵卡尔曼滤波;然后,针对所提出算法的单一固定核带宽在面对非高斯噪声特性时变时估计精度下降的问题,引入交互多模型框架来实现对多个核带宽的自适应选择,通过运行多个具有不同核带宽的子滤波器,利用似然函数更新不同子滤波器的概率,并利用每个子滤波器估计值的加权融合得到最后的后验估计;最后,通过目标跟踪的仿真实验表明,所提出算法与同类算法相比具有更好的估计精度.

关键词：厚尾非高斯噪声最大相关熵准则学生t核鲁棒卡尔曼滤波核带宽自适应

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基板温度对激光选区熔化制备铁基非晶合金晶化的影响

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物理学报 2025年第1期74卷 228-234页

作者：姜晓月黄志敏王璇张响杨卫明刘海顺中国矿业大学材料与物理学院徐州221116 中国矿业大学力学与土木工程学院徐州221116

激光选区熔化技术有望实现复杂形状非晶合金部件的制造,但晶化现象难以避免.基板是激光选区熔化装置的重要部件,对打印件质量及微观结构有不容忽视的影响,但关于其对打印样品影响的研究还不多见.本文利用分子动力学模拟,在原子尺度探究... 详细信息

激光选区熔化技术有望实现复杂形状非晶合金部件的制造,但晶化现象难以避免.基板是激光选区熔化装置的重要部件,对打印件质量及微观结构有不容忽视的影响,但关于其对打印样品影响的研究还不多见.本文利用分子动力学模拟,在原子尺度探究了Fe_(50)Cu_(25)Ni_(25)非晶合金激光选区熔化过程中基板温度对晶化及原子团簇的影响.研究发现,基板温度低于750 K时,面心立方(FCC)晶相结构的特征键对1421含量及相应的(0,4,4,6)面心立方团簇含量随基板温度升高而明显增加;基板温度接近玻璃转变温度时,键对和团簇的演变同时受玻璃形成能力、熔体和冷却速率等的共同影响.本研究揭示了铁基非晶合金激光选区熔化过程中原子团簇随基板温度的演变及其原子尺度的晶化,为理解与调控非晶晶化提供了新的思路.

关键词：铁基晶非晶合金激光选区熔化技术分子动力学模拟基板温度晶化

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