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三相四线制动态电压调节器研制

三相四线制动态电压调节器研制

作者：王子赢北京交通大学

学位级别：硕士

在三相四线制低压配电网中,由于电力负荷的急剧增加,特别是冲击性、非线性负载容量不断增长,使得电网中出现越来越多的电能质量问题,在这其中电压暂降是发生频率最高的问题之一。目前主要采用固态切换开关（SSTS）、不间断电源（UPS）... 详细信息

在三相四线制低压配电网中,由于电力负荷的急剧增加,特别是冲击性、非线性负载容量不断增长,使得电网中出现越来越多的电能质量问题,在这其中电压暂降是发生频率最高的问题之一。目前主要采用固态切换开关（SSTS）、不间断电源（UPS）、串联型动态电压调节器（DVR）三种方法解决,但存在切换速度慢、维护成本高、补偿容量小等问题。本文提出基于超级电容储能的三相四线制并联型动态电压调节器（DVR）方案,重点解决了其他方法补偿速度慢、维护成本高、电压深度跌落或供电短时中断无法补偿等问题。动态电压调节器利用三电平DC/DC变换器对超级电容进行充放电控制,其中变换器工作在Buck模式时,采用单电流环控制向超级电容充电;变换器工作在Boost模式时,采用中间直流侧电压、电感电流双闭环控制。为了解决超级电容零电压充电时的过流问题和DC/AC变流器的最大功率限制问题,提出分阶段充电控制的方法,主要包括滞环限流充电、恒流充电、恒功率充电、小电流补电四种方法。在超级电容的放电控制中,为了实现负载功率突变时的稳定控制,增加占空比前馈,提高控制的动态响应。针对三电平变换器普遍存在的中点电位不平衡问题,在上述控制的基础上增加基于电容电量安秒平衡和输出电压不变的算法,通过计算上、下半桥脉冲占空比分配因子,达到平衡控制的效果。动态电压调节器通过TNPC三电平变流器构成三相四线制电路为负载供电。并网模式下采用直流侧电压、电感电流双闭环解耦控制,实现单位功率因数控制。离网模式下采用输出交流电压、电感电流双闭环PI解耦控制,为了保证输出电压稳定,增加负载电流前馈控制,以提高系统抗扰动能力。针对不平衡负载导致输出电压含有负序分量的问题,采用基于降阶广义积分器的分离方法,分别在dq旋转坐标系对正负序进行分离控制。针对非线性负载导致输出电压畸变的问题,采用电流环多谐振PR控制方法,通过电流环补偿6k（21）1次谐波电流,保证输出电压的畸变在允许范围内。在以上研究的基础上,对DVR整体控制过程进行仿真分析,验证了电路参数计算的正确性和控制策略的可行性。研制了一台三相四线制DVR样机,详细说明了参数计算和主电路器件选择过程,以及控制系统设计方法。基于双核DSP芯片开发了系统的控制软件,充分利用片上硬件资源设计了多处理器并行计算的软件架构。通过DVR样机实验,对各项指标进行测试,验证了上述控制的有效性。

关键词：动态电压调节器三电平DC/DC变换器 TNPC变流器中点电位控制不平衡负载控制

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面向无线传感网络的通信网关研究与设计

面向无线传感网络的通信网关研究与设计

作者：王子赢大连理工大学

学位级别：硕士

近年来,无线传感网络技术不断发展,并且已经成为信息领域中研究的热点之一。无线传感网络以其特有的低功耗、自组网、自愈能力强等特点,已经广泛应用于农业生产、医疗系统、生态监测以及工业安全等领域。无线传感网络在实际应用中主要... 详细信息

近年来,无线传感网络技术不断发展,并且已经成为信息领域中研究的热点之一。无线传感网络以其特有的低功耗、自组网、自愈能力强等特点,已经广泛应用于农业生产、医疗系统、生态监测以及工业安全等领域。无线传感网络在实际应用中主要通过网络底层的传感器节点完成信息采集。这些传感器节点可以协同工作,感知采集对象的各种状态信息,最终将数据传输到远程的控制中心进行综合分析与处理。而无线传感网络作为一种个域网,其使用的网络协议与互联网使用的TCP/IP协议并不兼容,这就需要一种通信网关将无线传感网络采集的数据进行汇总、翻译与转发。本文首先对采用Zigbee协议的无线传感网络整体系统架构进行设计分析。分析了系统模型中不同层次的功能以及具体实现形式。同时介绍了Zigbee协议框架、组网形式以及网络拓扑结构。针对无线传感网络单网关架构的不足之处,提出了一种多网关数据传输方案。对无线传感网络节点进行程序设计,实现了节点自组网、数据采集与传输功能。随后在设计面向Zigbee无线传感网络的通信网关时,采用STM32单片机作为网关主控制器,对网关硬件模块进行了设计选型,对网关实物进行焊接调试。同时完成了网关软件程序的编写工作。网关通过搭载以太网、Wi-Fi、GPRS等多种网络协议转换模块满足了Zigbee网络转互联网的需求。最后使用QT编写了上位机软件。上位机可以对Zigbee无线传感网络采集的温度、湿度等数据进行汇总处理。同时结合MySQL数据库对采集到的数据进行存储,并编写了服务器程序供移动终端对采集的环境信息进行查询显示。对采用Zigbee协议的无线传感网络系统各个功能模块进行联合测试表明,系统各部分能够正常运行,完成了预期的功能要求。无线传感网络可以完成温湿度数据的采集,并通过设计的网关发送给上位机软件进行综合分析与处理。

关键词：无线传感网络 Zigbee 通信网关以太网低功耗

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轨道交通灵活编组运营模式能耗仿真方法研究

应用科技 2022年第3期49卷 89-94页

作者：张清华韩坤杨鹏王子赢中车青岛四方车辆研究所有限公司山东青岛266000

目前对灵活编组动车组的研究多是估算灵活编组动车组的节能效果和经济优势,缺乏更加准确有效的能耗仿真分析方法。因此,本文设计了一种列车编组能耗仿真方法,并选取了北方某市一组规划中线路进行验证,基于Simulink建立了相应的城轨列车... 详细信息

目前对灵活编组动车组的研究多是估算灵活编组动车组的节能效果和经济优势,缺乏更加准确有效的能耗仿真分析方法。因此,本文设计了一种列车编组能耗仿真方法,并选取了北方某市一组规划中线路进行验证,基于Simulink建立了相应的城轨列车编组对比模型,利用实时仿真机求解最低能耗值,得到了灵活编组与固定编组动车组的能耗仿真对比。结果表明,灵活编组运营方式比固定编组运营方式实际能耗下降28.81%,证明了仿真实现方法的有效性和可行性。

关键词：灵活编组固定编组 Simulink 对比模型实时仿真机能耗仿真仿真实现方法量化分析

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列车多功能虚拟测试平台设计与应用

工业控制计算机 2022年第9期35卷 20-23页

作者：李桂虎王伟韩坤张清华王子赢中车青岛四方车辆研究所有限公司山东青岛266000

针对列车系统测试场景多样化的需求,同时为了降低单一功能测试平台重复搭建的成本,设计了列车多功能虚拟测试平台,提高了列车系统测试平台的通用性。着重介绍了平台组成、平台工作原理与不同测试功能间的切换原理。实际应用结果表明,平... 详细信息

针对列车系统测试场景多样化的需求,同时为了降低单一功能测试平台重复搭建的成本,设计了列车多功能虚拟测试平台,提高了列车系统测试平台的通用性。着重介绍了平台组成、平台工作原理与不同测试功能间的切换原理。实际应用结果表明,平台具有较好的实用性与创新性。

关键词：轨道交通多功能虚拟测试模块化

手性受阻路易斯酸碱对催化 1,2-二酮的立体选择性氢硅化反应

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有机化学 2024年第1期44卷 316-317页

作者：王子超施世良中国科学院上海有机化学研究所上海200032

手性邻二醇结构广泛存在于天然产物中,同时也是手性助剂及手性配体的重要组成部分[1-2].目前,催化合成手性邻二醇的方法主要生成1,2-顺式二醇,手性1,2-反式二醇的合成研究较少[3],尤其是目前还没有可以高选择性地得到1,2-二芳基-1,2-反... 详细信息

手性邻二醇结构广泛存在于天然产物中,同时也是手性助剂及手性配体的重要组成部分[1-2].目前,催化合成手性邻二醇的方法主要生成1,2-顺式二醇,手性1,2-反式二醇的合成研究较少[3],尤其是目前还没有可以高选择性地得到1,2-二芳基-1,2-反式二醇这类结构的催化方法.1,2-二酮的直接不对称还原反应无疑是合成手性1,2-二醇直接而有效的途径.对于1,2-顺式二醇,对称和非对称的邻二酮都可以作为底物,在非对称邻二酮还原反应中,第一步还原过程中的区域选择性似乎与产物的对映选择性没有关系[4].

关键词：立体选择性区域选择性手性助剂手性邻二醇手性配体不对称还原反应天然产物对映选择性

2023年8月6日山东德州平原M 5.5地震同震变形及地震活动性变化数值模拟

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地质学报 2024年第7期98卷 2101-2109页

作者：孟秋王子韬张怀中国科学院大学地球与行星科学学院中国科学院计算地球动力学重点实验室北京100049 中国地震局地震预测研究所北京100036 南方海洋科学与工程广东省实验室(珠海) 广东珠海519080 北京燕山地球关键带国家野外科学观测研究站中国科学院大学北京101408

2023年8月6日,山东省德州市平原县发生M 5.5地震,造成了严重的经济损失,打破了山东省近40年未发生M≥5.0地震的平静期。平原地震震中区域人口稠密,经济发展迅速,其引起的区域地震活动性变化与未来强震发生的可能性是社会关注的热点。本... 详细信息

2023年8月6日,山东省德州市平原县发生M 5.5地震,造成了严重的经济损失,打破了山东省近40年未发生M≥5.0地震的平静期。平原地震震中区域人口稠密,经济发展迅速,其引起的区域地震活动性变化与未来强震发生的可能性是社会关注的热点。本文通过有限元数值模拟方法,建立三维模型研究震中孕震环境及其邻区同震形变应力场,利用假定破裂模型模拟地震同震位错,根据库仑应力变化理论探究周围区域地震活动性变化。结果表明,本次地震主要形变集中于发震断层10 km范围内,震中位置库仑应力下降超过500 kPa,未来短期内强震发生概率不大。平原地震对附近地震活动性造成了一定影响,可能促进了北部走滑型中小震活动,抑制了西侧正断型地震的发生。对于华北平原及邻近断层地震活动性变化仍需要更长时间地震数据和更深入的研究工作。

关键词：平原地震地震活动性库仑应力变化有限元数值模拟

阻抗渐变型丙烯酸复合涂层的可控构筑及其5G高频波段低反射高效电磁屏蔽研究

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高分子学报 2024年第1期55卷 58-66页

作者：柴哲元王子成江南大学化学与材料工程学院无锡214122 江南大学合成与生物胶体教育部重点实验室无锡214122

选用耐候性好、易加工、易成膜且保色性好的水性丙烯酸涂料作为基体,添加高效导电填料碳纳米管(CNT),通过添加不同比例的碳纳米管,以实现阻抗渐变型电磁屏蔽材料的有效构筑;当CNT质量含量达到1 wt%+5 wt%+25 wt%以及1 wt%+10 wt%+25 wt... 详细信息

选用耐候性好、易加工、易成膜且保色性好的水性丙烯酸涂料作为基体,添加高效导电填料碳纳米管(CNT),通过添加不同比例的碳纳米管,以实现阻抗渐变型电磁屏蔽材料的有效构筑;当CNT质量含量达到1 wt%+5 wt%+25 wt%以及1 wt%+10 wt%+25 wt%时制备的多层级复合涂层,在K波段(18~27 GHz)与Ka波段(27~40 GHz),即5G高频波段表现出优异的低反射高效电磁屏蔽性能,电磁屏蔽效能(EMI SE)均可达到20 dB以上,且呈现出低反射的特点,吸收系数最多可以达到0.92.

关键词：阻抗渐变型丙烯酸涂层 5G高频波段低反射高效电磁屏蔽

不同渗漏位置下管道渗蚀物理模型试验及细观机理研究

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浙江大学学报（工学版） 2024年第6期58卷 1209-1220页

作者：王子业谭勇龙莹莹同济大学土木工程学院上海200092

针对管道渗漏诱发的地面塌陷问题,采用级配均匀的福建标准砂,研究管道不同渗漏位置对水土流失发展规律的影响.利用离散元与有限差分耦合(DEM-FDM)的方法在细观层面对管道渗漏进行模拟,探究管道不同渗漏位置对地层应力以及渗流侵蚀发展... 详细信息

针对管道渗漏诱发的地面塌陷问题,采用级配均匀的福建标准砂,研究管道不同渗漏位置对水土流失发展规律的影响.利用离散元与有限差分耦合(DEM-FDM)的方法在细观层面对管道渗漏进行模拟,探究管道不同渗漏位置对地层应力以及渗流侵蚀发展的影响,分析渗漏前后管道所受水、土压力的变化以及土拱的发展情况.试验及数据模拟研究结果表明:1)管道渗漏会经历初步渗漏、渗漏发展、渗漏收敛3个阶段.2)管道腰部发生渗漏会对地层造成更大的扰动并受到更为强烈的渗流侵蚀作用,诱发更为严重的地面塌陷.3)管道发生渗漏后,管道表面渗漏处受到的土压力会减小,而管道表面渗漏处周围所受到的土压力会增加,但其受到的水土合力基本保持不变.4)管道不同位置发生渗漏时,管道表面土压力的发展是不同的:顶部发生渗漏,管道表面渗漏处周围土压力逐渐减小;腰部发生渗漏,管道表面不同位置处的土压力则分别展现出增加、减小以及不变3种趋势.

关键词：管道渗漏渗漏位置渗流侵蚀 DEM-FDM 土拱

相位敏感飞秒和频光谱技术及在高分子表界面表征的应用

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高分子材料科学与工程 2024年第4期40卷 111-118页

作者：王子云李柏霖安徽大学物质科学与信息技术研究院安徽合肥230601 中国科学院合肥物质科学研究院强磁场科学中心安徽合肥230031

高分子材料表面是表界面科学的一个重要研究领域。然而,从分子水平上对高分子薄膜表面进行原位无损精准探测仍具有挑战性。文中自主研发了表界面敏感的共线相位敏感飞秒和频光谱,其具有分子绝对取向结构的分辨能力、高的相位稳定性和信... 详细信息

高分子材料表面是表界面科学的一个重要研究领域。然而,从分子水平上对高分子薄膜表面进行原位无损精准探测仍具有挑战性。文中自主研发了表界面敏感的共线相位敏感飞秒和频光谱,其具有分子绝对取向结构的分辨能力、高的相位稳定性和信噪比以及弱表面信号的探测能力。本系统采用35fs的宽频红外激光,一次数据采集具有较宽的光谱测试范围。将此系统应用到聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚苯乙烯(PS)和聚己二酰己二胺(尼龙6/6)高分子薄膜表面的精准结构(绝对取向结构)的探测。结果表明,PMMA的酯甲基、PS的侧基苯环以及尼龙6/6的N—H基团在表面上有序取向且朝向空气一侧,其他基团在表面上相对无序取向或者倾向于平躺于表面上。文中开发了相位敏感飞秒和频光谱,并将其应用到了高分子薄膜表面领域,对高分子薄膜表面精准结构的认识以及表面性能的优化具有十分重要的意义。

关键词：相位敏感和频光谱高分子薄膜表界面