检索结果-内蒙古大学图书馆

吉林大学学报（工学版） 2023年第2期53卷 312-327页

作者：王果郭文凯王长春兰州交通大学自动化与电气工程学院兰州730070 兰州交通大学光电技术与智能控制教育部重点实验室兰州730070 兰州交通大学甘肃省轨道交通电气自动化工程实验室兰州730070

配电网的拓扑辨识是保障电力系统安全稳定运行的重要工作,可为配电网潮流计算、负载容量分配、故障范围诊断、电网状态估计等操作提供结构数据,是开展配电网系统分析的基础。本文将现有的配电网拓扑辨识研究分为两类:第一类方法基于历... 详细信息

配电网的拓扑辨识是保障电力系统安全稳定运行的重要工作,可为配电网潮流计算、负载容量分配、故障范围诊断、电网状态估计等操作提供结构数据,是开展配电网系统分析的基础。本文将现有的配电网拓扑辨识研究分为两类:第一类方法基于历史拓扑信息,包含矩阵法、新息图法以及最优匹配法;第二类方法基于实时测量信息,包含相关性判断法、信号注入法、线性规划法以及机器学习法。对现有方法的适用范围、主要使用数据及特点进行了分析,在此基础上,对未来配电网的拓扑辨识工作做出了展望。

关键词：电力系统配电网拓扑辨识历史拓扑信息实时测量信息

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强风沙环境下接触网正馈线舞动响应研究

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铁道科学与工程学报 2024年

作者：赵珊鹏张鹏飞张友鹏葛磊蛟刘源涛李军丽任丽苗兰州交通大学自动化与电气工程学院甘肃省轨道交通电气自动化工程实验室(兰州交通大学)

我国西北兰新高铁沿途地区风力强劲及荒漠化严重，频繁遭遇沙尘暴的侵袭。为了探究强风沙环境对兰新高铁接触网正馈线舞动的影响，基于SST k-ω湍流模型和欧拉-欧拉双流体模型，建立接触网正馈线空气动力学计算模型，模拟得到正馈线位... 详细信息

我国西北兰新高铁沿途地区风力强劲及荒漠化严重，频繁遭遇沙尘暴的侵袭。为了探究强风沙环境对兰新高铁接触网正馈线舞动的影响，基于SST k-ω湍流模型和欧拉-欧拉双流体模型，建立接触网正馈线空气动力学计算模型，模拟得到正馈线位置处风速及风仰角变化规律，并探究不同沙粒浓度及风速条件下接触网正馈线气动特性。继而，通过ANSYS有限元软件建立正馈线有限元模型，利用Davenport风速谱模拟正馈线处脉动风场，并对导线施加相应风荷载，分析正馈线在强风沙环境中的舞动响应。研究结果表明：随着沙粒相体积分数的增大，导线后的尾流震荡逐渐消失，流场的速度分布趋于平均化。导线的气动阻力系数随风速的增大而减小，随沙粒浓度的增加而呈明显递增趋势；气动升力系数较净风环境波动幅度减小，呈正负交替变化且趋近于0，具有随机性。同时，在沙粒浓度为4%，风速为20m/s和30m/s时，正馈线水平位移和垂直位移分别出现峰值，相较净风环境增大了70.7%和38.6%，其动张力最高可达净风环境的155%。风沙流使得正馈线脱离自振频率且位移频谱增加，风速为15m/s，沙粒体积分数为4%时，正馈线水平和垂直位移频谱增大约77.5%和11.3%。研究成果可进一步揭示风沙影响下接触网附加导线舞动机理，为沙尘暴环境下接触网抗舞设计提供理论支撑。

关键词：风沙环境正馈线欧拉两相流体积分数气动特性舞动响应

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基于RBCT算法的复杂背景下铁路接触网电力线自动提取研究

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高电压技术 2022年第6期48卷 2234-2243页

作者：张友鹏王文豪赵珊鹏赵少翔兰州交通大学自动化与电气工程学院兰州730070 甘肃省轨道交通电气自动化工程实验室兰州730070

针对视频监测得到铁路接触网图像背景复杂、目标细弱而使电力线提取困难、效率降低的问题,提出一种结合背景特征和改进Ratio算子的区域链码(Ratio-based background features and chain code tracking,RBCT)电力线提取方法。首先,分析... 详细信息

针对视频监测得到铁路接触网图像背景复杂、目标细弱而使电力线提取困难、效率降低的问题,提出一种结合背景特征和改进Ratio算子的区域链码(Ratio-based background features and chain code tracking,RBCT)电力线提取方法。首先,分析接触网电力线图像背景特征,对不同类别背景图像进行灰度值分析、预处理加强来消除背景噪声并增强电力线目标。然后,利用分析得到的线特征检测阈值进行边缘检测,对电力线目标边缘做Ratio算子处理。最后,对检测得到目标边缘进行四方向链码聚类分析,识别电力线目标。结果表明,相比传统Canny、Ratio边缘提取方法,所提方法具有良好的抗噪能力和更高的电力线识别精确度。算法能够消除边缘检测出现的噪声,解决电力线检测中出现的断股、分裂问题,可准确完整地提取不同种类复杂背景下的电力线目标,具有较高工程应用价值。

关键词：电力线检测灰度分布图像预处理 Ratio算子链码聚类分析

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可控电抗器研究综述及展望

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吉林大学学报（工学版） 2023年第2期53卷 328-345页

作者：田铭兴王田戈张慧英尹路兰州交通大学自动化与电气工程学院兰州730070 兰州交通大学甘肃省轨道交通电气自动化工程实验室兰州730070 陕西铁路工程职业技术学院铁道动力学院陕西渭南714000

本文分析可控电抗器调节原理,指出电抗器补偿容量可控的实现方式;基于此,针对现有电抗器结构多样、命名各异的问题,从可控电抗器工作原理的角度,将现有20余种可控电抗器归纳分类;分析总结各类型可控电抗器的特点,从控制精度、响应速度... 详细信息

本文分析可控电抗器调节原理,指出电抗器补偿容量可控的实现方式;基于此,针对现有电抗器结构多样、命名各异的问题,从可控电抗器工作原理的角度,将现有20余种可控电抗器归纳分类;分析总结各类型可控电抗器的特点,从控制精度、响应速度、谐波含量等方面,对可控电抗器进行对比;最后,对可控电抗器的发展做出展望。结果显示:根据可控电抗器的调节原理,可控电抗器可划分为机械式可控电抗器和调磁式可控电抗器;调磁式可控电抗器具明显的优势,其中,助磁式可控电抗器具有良好的实用价值,且直流助磁式可控电抗器具有小容量控制的特点,得到广泛应用;可控电抗器的未来发展可从磁化特性、智能保护与控制、可控电抗器-变压器磁集成设备等六方面重点关注。

关键词：电力系统可控电抗器调节机理交直流助磁分类对比

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基于变压器模型的可控电抗器电磁特性统一性研究

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电网技术 2023年第7期47卷 2947-2956页

作者：王田戈田铭兴张慧英张煜珠兰州交通大学自动化与电气工程学院甘肃省兰州市730070 陕西铁路工程职业技术学院陕西省渭南市714000 甘肃省轨道交通电气自动化工程实验室(兰州交通大学) 甘肃省兰州市730070

可控电抗器作为一种基于磁控原理的无功补偿装置,其电磁特性直接关系整个设备的参数设计与运行性能。文章以变压器模型为载体,通过改变其负载侧激励对不同工况下不同类型可控电抗器进行原理性模拟,从而对可控电抗器电磁特性统一性进行... 详细信息

可控电抗器作为一种基于磁控原理的无功补偿装置,其电磁特性直接关系整个设备的参数设计与运行性能。文章以变压器模型为载体,通过改变其负载侧激励对不同工况下不同类型可控电抗器进行原理性模拟,从而对可控电抗器电磁特性统一性进行研究。建立变压器模型的电磁网络模型,推导各求解单元磁通及绕组电流计算通式,得出不同负载激励下绕组电流波形和电磁特性曲线,并采用有限元法作以验证,进而对复杂工况下交流磁化和交直流叠加磁化下可控电抗器的电磁特性进行分析。结果显示,基于电磁网络模型的各复杂工况下变压器模型绕组电流与磁通的计算结果与有限元计算结果具有良好一致性;交流助磁式可控电抗器可通过控制侧短路的方式来改变主磁路等效磁导率,直流压源和流源均可实现直流助磁式可控电抗器的直流励磁;不同工作机理可控电抗器在不同工况下运行于铁芯的不同磁化阶段。文章关于可控电抗器电磁特性的分析更加基础,适用于所有基于磁控原理的可控电抗器,能够为深入理解可控电抗器及可控电抗器的结构设计与优化提供一定帮助。

关键词：可控电抗器变压器模型电磁网络绕组电流磁化特性

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基于批标准化的堆叠自编码网络风电机组变桨系统故障诊断

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太阳能学报 2022年第2期43卷 394-401页

作者：王思华王恬周丽君王宇陈天宇赵珊鹏兰州交通大学自动化与电气工程学院兰州730070 甘肃省轨道交通电气自动化工程实验室兰州730070

为了提高风电机组变桨系统故障诊断的准确性,提出一种基于批标准化的堆叠自编码(SAE)网络故障诊断模型。针对SAE网络在特征学习过程出现的梯度硬饱和问题,选用PReLU激活函数,在SAE网络中加入批标准化(BN)层进行优化,通过输出层的Softma... 详细信息

为了提高风电机组变桨系统故障诊断的准确性,提出一种基于批标准化的堆叠自编码(SAE)网络故障诊断模型。针对SAE网络在特征学习过程出现的梯度硬饱和问题,选用PReLU激活函数,在SAE网络中加入批标准化(BN)层进行优化,通过输出层的Softmax函数,得到变桨系统各部件故障发生概率。以均方误差最小化为目标,采用Adam算法迭代训练数据,使模型参数得到更新。在风电机组变桨系统数据采集与监视控制(SCADA)系统中的数据集中,对优化前后的SAE网络通过改变迭代次数、样本数量进行实验,结果表明,优化后的SAE网络模型具有更好的识别精度;另外,在不同样本数量的实验中,与其他传统模型相比,优化后的SAE网络模型故障识别率也更高,表明其在风电机组故障诊断领域有一定的应用价值。

关键词：风电机组变桨系统故障诊断批标准化堆叠自编码

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GIS盆式绝缘子典型缺陷对其电场分布的影响

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高压电器 2022年第11期58卷 197-204页

作者：王碧霞田铭兴冯婷娜马建桥兰州交通大学自动化与电气工程学院兰州730070 兰州交通大学甘肃省轨道交通电气自动化工程实验室兰州730070

气体绝缘金属全封闭组合电器(gas insulated switchgear,GIS)在生产、运输、安装过程中,其内部可能存在缺陷引起局部场强畸变,从而导致绝缘介质范围内气体放电或击穿。为了研究GIS盆式绝缘子缺陷对其电场分布的影响,本文以252 kV GIS母... 详细信息

气体绝缘金属全封闭组合电器(gas insulated switchgear,GIS)在生产、运输、安装过程中,其内部可能存在缺陷引起局部场强畸变,从而导致绝缘介质范围内气体放电或击穿。为了研究GIS盆式绝缘子缺陷对其电场分布的影响,本文以252 kV GIS母线腔体为对象,结合三维制图软件SolidWorks和有限元分析软件Comsol建立了GIS的仿真计算模型。仿真分析了悬浮颗粒粒径、圆柱气隙缺陷高度、沿面裂纹长度对盆式绝缘子电场分布的影响。研究结果表明:当悬浮金属颗粒粒径1 mm≤D≤2 mm时,粒径越大,悬浮颗粒缺陷附近的最大电场强度越高且呈M型分布,位于凹侧的悬浮金属颗粒比凸侧颗粒对盆式绝缘子场强的影响大;当气隙缺陷的高度2 mm≤h≤4 mm时,气隙高度增大,缺陷附近的最大场强减小,但下降幅度小于3%,且电场分布呈“兔耳”形状;当沿面裂纹缺陷的长度5 mm≤l≤9 mm时,裂纹长度增加,缺陷附近的最大电场强度降低,且电场分布呈Z字型。总体来说,上述3种典型缺陷中,盆式绝缘子两侧的悬浮金属颗粒引发的局部电场畸变程度最大。文中研究结果可为GIS盆式绝缘子典型缺陷故障类型的诊断提供参考。

关键词：气体绝缘金属全封闭组合电器盆式绝缘子缺陷电场分布

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基于流固耦合的大风区接触网正馈线舞动机制分析

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哈尔滨工业大学学报 2023年第10期55卷 130-140页

作者：赵珊鹏张海喜张友鹏王思华朱子恒张宸瑞兰州交通大学自动化与电气工程学院兰州730070 甘肃省轨道交通电气自动化工程实验室(兰州交通大学) 兰州730070 中国能源建设集团甘肃省电力设计院有限公司兰州730050 国网新疆电力有限公司乌鲁木齐供电公司乌鲁木齐830000

为进一步明确挡风墙尾流影响下接触网正馈线的舞动机制,以兰新高铁接触网正馈线为研究对象,基于空气动力学理论,建立了接触网正馈线风致振动响应的分析模型。采用流固耦合方法对不同固有频率比和自由度的二维接触网正馈线模型进行了时... 详细信息

为进一步明确挡风墙尾流影响下接触网正馈线的舞动机制,以兰新高铁接触网正馈线为研究对象,基于空气动力学理论,建立了接触网正馈线风致振动响应的分析模型。采用流固耦合方法对不同固有频率比和自由度的二维接触网正馈线模型进行了时程分析。研究结果表明:频率比和自由度对接触网正馈线的舞动幅值存在较大的影响。频率比越小,接触网正馈线的振幅受风速影响越大,接触网正馈线发生舞动时的风速范围更广。垂直单自由度系统中接触网正馈线的舞动幅值大于垂直-水平两自由度系统中接触网正馈线的舞动幅值,表明接触网正馈线的水平振动对垂直振动存在一定限制作用。当接触网正馈线在挡风墙尾流影响下发生振动时,正馈线的风攻角不断发生变化。迎风角较大时,正馈线垂直方向气动力幅值增大,更易引起正馈线垂直方向的大幅舞动,并将接触网正馈线的舞动模式归属为无覆冰条件下的Den Hartog舞动。研究结果进一步明确了大风区段无覆冰条件下接触网正馈线的舞动机制,为接触网正馈线舞动的防治提供一定的理论支撑。

关键词：兰新高铁正馈线流固耦合舞动幅值数值分析

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大风区接触网低风压正馈线设计及防舞有效性分析

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铁道科学与工程学报 2022年第12期19卷 3494-3504页

作者：张友鹏张永丰赵珊鹏王思华兰州交通大学自动化与电气工程学院甘肃兰州730070 兰州交通大学甘肃省轨道交通电气自动化工程实验室甘肃兰州730070

兰新高铁大风区段接触网正馈线易在挡风墙影响下发生大幅舞动,造成线索疲劳断股,金具磨损加剧,危及行车安全。为探究低风压导线对于兰新高铁大风区段接触网正馈线无覆冰舞动的适应性,基于低风压导线运行机理,遵循低风压导线开发的关键... 详细信息

兰新高铁大风区段接触网正馈线易在挡风墙影响下发生大幅舞动,造成线索疲劳断股,金具磨损加剧,危及行车安全。为探究低风压导线对于兰新高铁大风区段接触网正馈线无覆冰舞动的适应性,基于低风压导线运行机理,遵循低风压导线开发的关键要求和正馈线现场实际应用需求,设计一种适用于兰新高铁大风区段的低风压正馈线。基于流体力学的建立包含挡风墙与不同结构的低风压正馈线模型,利用仿真软件进行数值模拟计算,得出不同风载荷下不同结构低风压正馈线的气动力参数和周围流场,对比分析了低风压正馈线气动力系数与流场特性。结果表明:在整个测试风速范围内,中心角θ=45°的6种低风压正馈线的风阻力系数均小于常规正馈线,当凹槽半径与正馈线半径之比r/R=0.14时,低风压正馈线的防舞效果最显著,降阻率达到25.86%。然而低风压正馈线的降阻率与绞线表面粗糙度并不是严格呈正比例关系,r/R=0.15时正馈线的阻力系数大于r/R=0.14时的阻力系数,所以低风压正馈线设计的关键在于探寻合适的结构参数。气流在低风压正馈线模型背风面凹槽内产生小漩涡,气流与壁面摩擦产生起到反推作用的摩擦阻力,且小漩涡延缓了气流与壁面的分离,减小了负压区面积,在这种现象的影响下,低风压正馈线起到了降阻的效果。低风压正馈线可为大风区接触网附加导线的舞动防治提供重要参考。

关键词：大风区正馈线舞动低风压正馈线风阻力系数防舞有效性

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兰新高铁大风区段接触网附加导线新型三角防舞器有效性分析

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高电压技术 2022年第12期48卷 4852-4862页

作者：赵珊鹏葛威王思华张友鹏张宸瑞兰州交通大学自动化与电气工程学院兰州730070 甘肃省轨道交通电气自动化工程实验室兰州730070 国网新疆电力有限公司乌鲁木齐供电公司乌鲁木齐830000

为防止兰新高铁接触网附加导线易在大风条件下发生剧烈舞动现象,提出一种适用于该线路的新型三角防舞器。通过ANSYS有限元软件对附加导线进行建模,采用谐波叠加法(weighted amplitude wave superposition method,WAWS)模拟接触网附加导... 详细信息

为防止兰新高铁接触网附加导线易在大风条件下发生剧烈舞动现象,提出一种适用于该线路的新型三角防舞器。通过ANSYS有限元软件对附加导线进行建模,采用谐波叠加法(weighted amplitude wave superposition method,WAWS)模拟接触网附加导线处的随机风场,并对导线模型施加风荷载,仿真分析附加导线安装三角防舞器前后的舞动响应。结果表明:三角防舞器可以同时抑制全档距内两条导线的舞动,在不同风速下附加导线垂向振幅的降低率超过57.14%,水平振幅的降低率超过65.24%,该防舞器大幅降低了导线舞动引起的动态张力,防舞效果显著。同时证明了三角防舞器对附加导线的舞动幅值和对于挡风墙牵引力的抑制效果均优于单支斜拉绝缘子,进一步体现了三角防舞器的有效性和优越性。研究成果可为兰新高铁大风区段接触网附加导线舞动防治提供更加有效的解决方案。

关键词：兰新高铁接触网附加导线三角防舞器防舞有效性

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