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铁道学报 2020年第8期42卷 68-75页

作者：王思华王惠田铭兴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

污秽度是判定接触网运行在湿润大气下绝缘性能的重要因素。为防止污闪事故的发生,不仅需要实时监控污秽量,更需要实现对近期污秽度的预测,以便于安排时间进行清扫工作。利用污秽颗粒在绝缘表面的动态沉降模型,结合新疆区域特有的盐碱沙... 详细信息

污秽度是判定接触网运行在湿润大气下绝缘性能的重要因素。为防止污闪事故的发生,不仅需要实时监控污秽量,更需要实现对近期污秽度的预测,以便于安排时间进行清扫工作。利用污秽颗粒在绝缘表面的动态沉降模型,结合新疆区域特有的盐碱沙尘气象特点,搜取受影响区域的不同灰盐比以及各粒径颗粒在总沉降物中的占比,优化了持续积污期间的累积积污公式;以月均降雨强度、月均风速、降雨次数等九个参量为输入特征量,建立基于遗传-BP神经网络的降雨冲刷模型,比较准确预测了降水后绝缘表面的剩余污秽度;根据气象信息的预报数值和地理位置的精确经纬度,可准确定位近期将超过设定污秽等级的支柱,由此实现由状态除污到计划除污的转变。

关键词：盐碱沙尘动态沉降灰盐比接触网绝缘子

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弱电网环境下基于Super-Twisting的单相并网逆变器电流控制策略

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兰州交通大学学报 2022年第5期41卷 61-71页

作者：徐国荣滕青芳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

针对滤波参数摄动和电网阻抗变化会降低逆变器系统的稳定性,影响并网逆变器输出的并网电流质量等问题,设计了一种基于Super-Twisting的鲁棒电流控制器.首先,分析了电网阻抗对不同阻尼方法的影响;然后,在不考虑上述不确定因素的情况下,... 详细信息

针对滤波参数摄动和电网阻抗变化会降低逆变器系统的稳定性,影响并网逆变器输出的并网电流质量等问题,设计了一种基于Super-Twisting的鲁棒电流控制器.首先,分析了电网阻抗对不同阻尼方法的影响;然后,在不考虑上述不确定因素的情况下,借助常规滑模控制方法简单、易于实现的优点,得到并网逆变器的等效控制律;最后,在考虑滤波参数摄动及电网阻抗变化的情况下重新建立单相并网逆变器系统的数学模型,并引入Super-Twisting消除不确定项所造成的影响.仿真和实验结果表明:所设计的控制器对滤波参数的摄动和电网阻抗的变化不敏感,并且表现出较强的鲁棒性,从而能够提高入网电流质量.

关键词：并网逆变器混合阻尼并网电流质量 Super-Twisting

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铁路20 kV架空电力贯通线输电能力分析

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兰州交通大学学报 2022年第6期41卷 62-68页

作者：郭闻龙田铭兴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

长期以来,我国铁路电力贯通线大多采用10 kV电压等级,但随着国家电网对20 kV配电网建设的推进,铁路电力贯通线采用20 kV电压等级越来越受到重视.为了分析20 kV架空电力贯通线的输电能力,基于架空电力贯通线的集中参数等效电路,推导表示... 详细信息

长期以来,我国铁路电力贯通线大多采用10 kV电压等级,但随着国家电网对20 kV配电网建设的推进,铁路电力贯通线采用20 kV电压等级越来越受到重视.为了分析20 kV架空电力贯通线的输电能力,基于架空电力贯通线的集中参数等效电路,推导表示输电能力的电压偏移、输电效率和负荷力矩的计算公式,并将其用于架空电力贯通线的算例分析.结果表明:20 kV架空电力贯通线较10 kV架空电力贯通线的电压偏移明显减少,输电效率明显提高,负荷力矩明显增大,说明了20 kV架空电力贯通线较10 kV架空电力贯通线具有更大的输电能力,可为20 kV架空电力贯通线的建设提供参考.

关键词：电力贯通线架空线路输电能力

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兰新高铁桥梁挡风屏对正馈线气动特性的影响

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兰州交通大学学报 2022年第4期41卷 68-75页

作者：何亚萍张友鹏赵珊鹏王思华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

兰新高铁沿线受地理环境限制采用较多桥梁结构,为研究分析大风区段桥梁挡风屏对接触网正馈线气动特性的影响,基于计算流体动力学中的有限体积法及Transition SST湍流模型,建立桥梁挡风屏及正馈线计算模型;针对不同的挡风屏高度、挡风屏... 详细信息

兰新高铁沿线受地理环境限制采用较多桥梁结构,为研究分析大风区段桥梁挡风屏对接触网正馈线气动特性的影响,基于计算流体动力学中的有限体积法及Transition SST湍流模型,建立桥梁挡风屏及正馈线计算模型;针对不同的挡风屏高度、挡风屏透风率及风速,分析接触网正馈线的气动特性差异及规律.研究结果表明:桥梁挡风屏的存在对接触网正馈线有明显的增速效应,随着挡风屏高度的增加,接触网正馈线气动升力、阻力系数均呈现先增大后减小的趋势,并在挡风屏高度4 m时达到最大值;挡风屏设置透风结构后,来流更多地通过透风结构而减小了对接触网正馈线气动特性的影响,透风率越大对正馈线气动特性的影响越小,综合考虑认为40%的挡风屏透风率在不同风速下具有很好地降低正馈线气动特性的效果.研究结果可为大风区段新建线路提供理论依据和参考.

关键词：桥梁挡风屏接触网正馈线舞动透风率气动特性

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交流牵引网的π型和分布参数仿真模型的对比分析

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铁道标准设计 2021年第1期65卷 132-137页

作者：邢慧珍田铭兴孙立军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 光电技术与智能控制教育部重点实验室兰州730070

目前,对电气化铁道交流牵引供电系统的电气特性的研究主要还是通过仿真软件来实现。为分析不同的输电线路的模型在研究过程中产生的影响,基于输电线路两种常用的数学模型,利用MATLAB/simulink仿真平台对某具体普速电气化铁路的复线牵引... 详细信息

目前,对电气化铁道交流牵引供电系统的电气特性的研究主要还是通过仿真软件来实现。为分析不同的输电线路的模型在研究过程中产生的影响,基于输电线路两种常用的数学模型,利用MATLAB/simulink仿真平台对某具体普速电气化铁路的复线牵引网简化电路进行仿真分析。根据等效电路推导出牵引网电压的计算公式;基于搭建的集总参数和分布参数仿真模型,得到两种牵引网模型在空、负载时牵引网电压、网压降落变化情况以及牵引网的阻抗与频率特性;最后通过与实际数据的对比分析,验证模型的正确性,进而得到这两种模型的适用场合。研究表明:不同的牵引网线路模型在研究中有不同的影响。

关键词：交流牵引供电系统牵引网仿真模型等值电路 MATLAB/Simulink 阻抗频率特性电气化铁道

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LSTM对配电台区短期负荷预测的适用性研究

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电力系统及其自动化学报 2021年第8期33卷 41-48页

作者：王繁王果周子轩乔智牛晨兰州交通大学自动化与电气工程学院兰州730070 光电技术与智能控制教育部重点实验室(兰州交通大学) 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

为研究长短期记忆LSTM(long-short termmemory)神经网络对不同类型配电台区短期负荷预测的适用性,以某市多个配电台区为对象,构建了LSTM短期负荷预测模型并进行适用性分析。采集各台区的负荷数据,通过K均值聚类算法、台区容量和用电类... 详细信息

为研究长短期记忆LSTM(long-short termmemory)神经网络对不同类型配电台区短期负荷预测的适用性,以某市多个配电台区为对象,构建了LSTM短期负荷预测模型并进行适用性分析。采集各台区的负荷数据,通过K均值聚类算法、台区容量和用电类别对台区进行分类,标记并修正不良数据。考虑工作日和季节因素,采用LSTM建立配电台区负荷预测模型,分析不同类型台区的预测结果。研究结果表明,平均负荷和缺失值占比对预测精度影响较大,且LSTM更适用于平均负荷在40 kW以上的配电台区短期负荷预测,而对于平均负荷小于40 kW的配电台区的预测,效果随平均负荷的减小而降低。

关键词：配电台区短期负荷预测长短期记忆神经网络平均负荷

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降雨对绝缘子表面污秽的冲刷机理与模型研究

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铁道科学与工程学报 2020年第3期17卷 741-749页

作者：王思华付园淋刘阳吴有龙兰州交通大学自动化与电气工程学院甘肃兰州730070 甘肃省轨道交通电气自动化工程实验室(兰州交通大学) 甘肃兰州730070

以垂直安装的XP-160绝缘子为研究对象,利用固液两相流相关知识分析污秽颗粒在降雨冲刷时的受力,并以此得出污秽颗粒被冲刷的边界条件。分析降雨强度、降雨时间以及冲刷角度等降雨参数对冲刷效果的影响。在此基础上,结合参考文献数据建... 详细信息

以垂直安装的XP-160绝缘子为研究对象,利用固液两相流相关知识分析污秽颗粒在降雨冲刷时的受力,并以此得出污秽颗粒被冲刷的边界条件。分析降雨强度、降雨时间以及冲刷角度等降雨参数对冲刷效果的影响。在此基础上,结合参考文献数据建立等值盐密(ESDD)/灰密(NSDD)冲刷模型,并通过降雨冲刷实验修正模型的准确性。研究结果表明:对于垂直安装的XP-160绝缘子,降雨参数的不同对冲刷效果有很大的影响;冲刷角度决定了对绝缘子表面冲刷的面积比例,降雨强度和降雨时间决定了单位面积的冲刷效果;降雨冲刷对盐密的冲刷作用大于灰密;降雨强度相对较小时,降雨强度的变化对冲刷效果的影响最大;降雨强度较大时,冲刷角度的变化对冲刷效果的影响最大。

关键词：绝缘子固液两相流降雨冲刷降雨强度冲刷角度

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基于ESO的PMSM驱动系统单相电流传感器模型预测转矩控制

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太阳能学报 2020年第9期41卷 129-138页

作者：滕青芳崔宏伟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 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

针对仅有一相电流传感器的三相永磁同步电机(PMSM)系统,采用扩张状态观测器(ESO)技术构造观测器,以实现对其他两相电流和时变定子电阻的快速准确估计;为增强系统鲁棒性,设计改进滑模(SM)转速调节器;为减小转矩和磁链脉动,给出系统有限集... 详细信息

针对仅有一相电流传感器的三相永磁同步电机(PMSM)系统,采用扩张状态观测器(ESO)技术构造观测器,以实现对其他两相电流和时变定子电阻的快速准确估计;为增强系统鲁棒性,设计改进滑模(SM)转速调节器;为减小转矩和磁链脉动,给出系统有限集-模型预测转矩(FS-MPTC)设计方法。所设计基于ESO的SM-MPTC策略能够使仅有一相电流传感器的PMSM系统可靠稳定运行,具有满意的动态性能和较强的鲁棒性。仿真结果验证了所提方法的正确性和可行性。

关键词：有限集-模型预测转矩控制 PMSM 滑模控制扩张状态观测器电流传感器

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基于复合控制的三电平逆变器驱动PMSM的MPTC

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太阳能学报 2020年第7期41卷 173-182页

作者：滕青芳罗维多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 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

针对三电平逆变器驱动永磁同步电机(PMSM)系统,提出基于复合控制的模型预测转矩控制策略(MPTC)。为减小转矩和磁链脉动,提高系统的控制性能,给出系统的MPTC方法。为克服扰动负载转矩的影响、增强系统的鲁棒性,分别设计负载扰动扩展观测... 详细信息

针对三电平逆变器驱动永磁同步电机(PMSM)系统,提出基于复合控制的模型预测转矩控制策略(MPTC)。为减小转矩和磁链脉动,提高系统的控制性能,给出系统的MPTC方法。为克服扰动负载转矩的影响、增强系统的鲁棒性,分别设计负载扰动扩展观测器和基于幂函数的滑模转速调节器,在此基础上构造出复合控制器。通过对比基于PI转速调节器的三电平逆变器驱动系统与基于复合控制的三电平逆变器驱动系统,所提出的基于扰动负载观测器与改进滑模趋近律的复合控制策略能使PMSM稳定高效运行,并减小转矩脉动和三相定子电阻电流的THD值。仿真结果验证该方法控制的电机系统可稳定运行,进而验证该策略的正确性和有效性。

关键词：永磁同步电机(PMSM) 三电平逆变器 MPTC 滑模控制复合控制负载转矩观测器

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虚拟同步发电机下垂特性与控制模型阻尼系数的关系

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兰州交通大学学报 2022年第2期41卷 71-78页

作者：邢东峰田铭兴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 兰州交通大学甘肃省高原交通信息工程及控制重点实验室兰州730070

随着新能源应用的热潮,虚拟同步发电机技术发展迅速,它通过电力电子控制技术模拟同步发电机的下垂特性,通常其下垂特性与阻尼系数有关,但不同模型的虚拟同步发电机下垂特性与阻尼系数关系不尽相同.首先,分析了常见的三种虚拟同步发电机... 详细信息

随着新能源应用的热潮,虚拟同步发电机技术发展迅速,它通过电力电子控制技术模拟同步发电机的下垂特性,通常其下垂特性与阻尼系数有关,但不同模型的虚拟同步发电机下垂特性与阻尼系数关系不尽相同.首先,分析了常见的三种虚拟同步发电机的频率-功率的小信号模型;然后,推导它们的下垂特性与阻尼系数的关系式;最后,搭建三种虚拟同步发电机的仿真模型,并通过单机并网运行以及双机并联运行两种不同的运行场景对虚拟同步发电机的下垂特性进行了仿真分析.仿真结果验证了三种虚拟同步发电机模型的下垂特性关系式,表明了虚拟同步发电机阻尼系数和下垂系数的关系以及它们对系统功率分配和系统频率的影响.

关键词：虚拟同步发电机惯性系数阻尼系数下垂系数

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