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直流断路器短路开断仿真与实验研究

直流断路器短路开断仿真与实验研究

作者：孙攀磊大连理工大学

学位级别：硕士

近年来,随着电网的智能化,直流输电系统的研究热度逐渐升高。在高压领域,直流系统有着交流系统无法比拟的优点;低压领域,船舶、地铁、城市轻轨等方面直流系统应用广泛。为了提高直流输电的灵活性,直流输电网络迫切需要由两终端向多终端... 详细信息

近年来,随着电网的智能化,直流输电系统的研究热度逐渐升高。在高压领域,直流系统有着交流系统无法比拟的优点;低压领域,船舶、地铁、城市轻轨等方面直流系统应用广泛。为了提高直流输电的灵活性,直流输电网络迫切需要由两终端向多终端发展。然而,承载着控制与保护双重任务的核心组件—高压直流断路器的研究仍属于技术瓶颈,解决高压直流短路开断问题意义重大。本文通过对直流系统进行简化处理,理论分析,了解直流开断的实质和难点,总结直流开断的方法与策略。对比现有直流开断方法：吹弧法、电流转换法、自激振荡法及电流转移法,分析其优缺点,选定电流转移法作为本文研究的指导理论。基于电流转移法的直流断路器具有开断容量大,受工况影响小等优点,现阶段应用最为广泛。本文对基于电流转移的直流开断各阶段进行理论分析,确定系统电流的数学表达式,为断路器参数选取提供理论指导。为了开断直流故障电流,本文以电流转移原理为基础,提出了一种基于联动的新型断路器结构,应用一个机构同时操作三个真空灭弧室,实现了主电路分闸、转移电流投入和充电电路切除的同步操作。具有动作快、可靠性高、系统控制简单等多个优点,通过调节拉杆长度和拐臂摆角,实现在要求的开距下投入转移电流,投入时间更为精确,分散性小。为直流断路器的设计提供了一个新的研究方向。本文利用ATPDraw仿真软件搭建直流开断系统模型,仿真验证所设计直流断路器的可行性。通过对不同换流回路参数的仿真分析,探求换流回路参数对真空开关开断特性(di/dt*dv/dt)的影响,为转移回路参数的优化方案及缓冲回路的参数选取提供指导方向。最后,本文研制了15kV/10kA的直流断路器样机,利用LC振荡电路模拟直流短路故障电流,对直流断路器样机进行了开断实验。结果表明,所设计样机能够满足设计的开断容量要求。

关键词：直流输电直流断路器电流转移原理 Mayr电弧模型仿真分析

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特高压混合级联系统受端交流故障问题分析

电力系统保护与控制 2021年第22期49卷 180-187页

作者：刘晨孙攀磊刘旭辉吴庆范曹森霍城辉卢麒许继电气股份有限公司河南许昌461000 许继集团有限公司河南许昌461000

受端混合级联直流输电系统具有经济性高、灵活性强等诸多优势,应用前景十分广泛。当其受端VSC发生交流系统故障时,换流阀功率输送能力减弱,此时,整流站功率持续输出会加剧直流侧的功率盈余,造成VSC换流器电压急剧升高。故障结束后,系统... 详细信息

受端混合级联直流输电系统具有经济性高、灵活性强等诸多优势,应用前景十分广泛。当其受端VSC发生交流系统故障时,换流阀功率输送能力减弱,此时,整流站功率持续输出会加剧直流侧的功率盈余,造成VSC换流器电压急剧升高。故障结束后,系统需要较长时间恢复功率正常输送,严重影响系统的正常运行和稳定性。针对特高压混合级联系统受端换流器发生交流故障时直流侧过电压问题及故障结束后的功率恢复问题,提出了电压-功率协同控制策略及基于受端交流电压变化的交流低压限流控制策略。最后采用真实控制保护装置搭建基于RTDS仿真系统的硬件在环仿真平台,验证了所提策略的可行性。

关键词：特高压混合级联交流故障直流过压故障恢复 RTDS

基于LCC和FHMMC的混合多端直流系统线路保护方案研究

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电力系统保护与控制 2021年第1期49卷 170-177页

作者：田培涛吴庆范黄金海孙攀磊李亚锋岳笑歌鄂士平许继电气股份有限公司河南许昌461000 国网湖北省电力有限公司湖北武汉430077

混合多端直流线路故障的检测和隔离是一个亟待解决的问题。针对基于电网换相型(Line Commutated Converter,LCC)和混合型模块化多电平换流器(Full Half Bridge Modular Multilevel Converter,FHMMC)的混合多端直流系统拓扑架构,在分析... 详细信息

混合多端直流线路故障的检测和隔离是一个亟待解决的问题。针对基于电网换相型(Line Commutated Converter,LCC)和混合型模块化多电平换流器(Full Half Bridge Modular Multilevel Converter,FHMMC)的混合多端直流系统拓扑架构,在分析直流线路故障影响的基础上,提出了一种多端直流线路保护方案。首先,通过配置快速线路保护系统,在模块化多电平换流器(Modular Multilevel Converter,MMC)换流器过流闭锁前检测出线路故障。其次,采用在换流站两端配置线路保护系统保护直流线路全长、中间换流站配置线路保护系统分别保护两条线路的配置方案。在此基础上,提出利用线路故障后汇流母线区两侧电流变化量的不同,构造线路故障区域识别判据以解决多端线路故障区域识别问题。最后,通过与控制系统相配合将MMC站直流电压控制为零压或负压,并将LCC站快速移相,实现线路故障的自清除及隔离。仿真结果验证了所提方案的可行性。

关键词：混合多端直流线路故障直流线路保护故障区域快速性

人工智能时代高校教师角色认同困境及突破路径

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黑龙江高教研究 2025年第2期 102-108页

作者：李佳谭英磊哈尔滨工业大学上海民航职业技术学院

随着教育技术的飞速发展，智慧教育的普及为教学带来了诸多便利，但致使部分高校教师感到自身传统角色价值受到挑战，产生了角色认同迷茫，主要表现为智能赋能引领高校教师角色朝着多元化方向演变、技术依赖导致高校教师角色定位趋于模... 详细信息

随着教育技术的飞速发展，智慧教育的普及为教学带来了诸多便利，但致使部分高校教师感到自身传统角色价值受到挑战，产生了角色认同迷茫，主要表现为智能赋能引领高校教师角色朝着多元化方向演变、技术依赖导致高校教师角色定位趋于模糊、多重期待影响高校教师角色塑造，其根源在于高校教师教育观念滞后导致角色目标价值不清、技术整合挑战致使角色智能素养欠缺、评价体系滞后造成角色转变动力不足。高校教师正身处一个由智慧赋能、技术依赖、多重期待共同编织的角色认同困境中，亟须通过自我反思、专业成长、外部支持等途径，重新定位角色价值，明确职责边界，实现个人与职业的和谐发展。

关键词：人工智能高校教师角色认同

基于LLCCL滤波器的储能变流器控制策略研究

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电工技术 2024年第20期 30-33页

作者：芦开平李泰孙攀磊鲁庆华许继电气有限公司河南许昌461000

在新能源分布式并网系统中,通常采用无源低通滤波器对变流器产生的高频谐波进行有效衰减。滤波器的滤波特性好坏直接决定着系统性能和体积,发展高功率密度变流器需要进一步提高滤波器的高频谐波衰减效果。对此,提出采用LLCCL型并网滤波... 详细信息

在新能源分布式并网系统中,通常采用无源低通滤波器对变流器产生的高频谐波进行有效衰减。滤波器的滤波特性好坏直接决定着系统性能和体积,发展高功率密度变流器需要进一步提高滤波器的高频谐波衰减效果。对此,提出采用LLCCL型并网滤波器,其不仅能对开关频率处谐波实现陷波效果,同时具有LCL滤波器对高次谐波的高衰减特性;提出采用滤波电容串联阻尼电阻来实现对LLCCL滤波器谐振频率的抑制,同时利用PR控制器及相位补偿算法抑制低频谐波。仿真和实验均验证了所采用的滤波器以及控制策略可以有效抑制系统谐振,降低并网电流和电压的谐波含量。

关键词： PCS变流器谐振控制 LLCCL滤波器

文旅融合背景下历史街区更新成效评估及提升路径研究——以开封市三个历史街区为例

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自然资源学报 2025年第1期 164-180页

作者：杜锦苗长虹许家伟喻忠磊李丽杰张艳河南大学黄河文明与可持续发展研究中心暨黄河文明省部共建协同创新中心河南省城乡规划设计研究总院股份有限公司河南财经政法大学河南省城乡空间数据挖掘院士工作站/城乡协调发展河南省协同创新中心

历史街区是一种动态型的城市遗产，其保护与更新对传承城市历史文脉、振兴经济和实现高质量发展至关重要。从文旅融合背景出发，构建了涵盖物质空间更新、文化保护与展示、文旅活化利用的历史街区更新成效评估框架。基于游憩者的主观评... 详细信息

历史街区是一种动态型的城市遗产，其保护与更新对传承城市历史文脉、振兴经济和实现高质量发展至关重要。从文旅融合背景出发，构建了涵盖物质空间更新、文化保护与展示、文旅活化利用的历史街区更新成效评估框架。基于游憩者的主观评价，采用AHP法和模糊综合评价法对开封市三个典型的历史街区进行更新成效评估，并基于“满意度—重要性”矩阵分析识别更新的优化路径。结果显示：三个历史街区更新成效均较好、差异较小，双龙巷、马道街、书店街分别为3.801、3.794、3.759；物质空间更新成效双龙巷的得分高于书店街和马道街，文旅活化利用成效书店街和马道街的得分优于双龙巷，文化保护与展示成效得分差异较小。在指标层，各街区街巷风貌和活化认可度普遍评价较好，书店街和马道街的街巷景观、基础设施和街巷维护评价较低，双龙巷的文旅特色、多元活化和基础设施评价较低。三个历史街区均需提升交通可达性；书店街需改善街区环境，强化街区文化展示与文化内涵认知；马道街需增强文化吸引力，提升文化沉浸互动体验；双龙巷需提升文化吸引力和业态多元化。

关键词：文旅融合历史街区文化遗产城市更新成效评估提升路径

基于有限状态机的六足机器人人机协同指令优选方法

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控制与决策 2025年第1期 327-335页

作者：尤波董正李佳钰陈潇磊陈晨丁亮哈尔滨理工大学黑龙江省复杂智能系统与集成重点实验室布里斯托大学布里斯托机器人实验室哈尔滨工业大学机器人技术与系统国家重点实验室

针对六足机器人在复杂环境下如何决策出最优人机指令组合问题,提出将操控指令权限分配的过程分为离线和在线两个阶段.在离线阶段,将六足机器人运动过程中机身的稳定裕度、能量消耗和与障碍物的碰撞接触时间作为指令优选的约束条件,并建... 详细信息

针对六足机器人在复杂环境下如何决策出最优人机指令组合问题,提出将操控指令权限分配的过程分为离线和在线两个阶段.在离线阶段,将六足机器人运动过程中机身的稳定裕度、能量消耗和与障碍物的碰撞接触时间作为指令优选的约束条件,并建立评价函数实现在进入地形前获得最优的操控指令组合;在线阶段,依据上述3个约束条件量化有限状态机网络中的状态转移概率,并人为设置约束条件阈值作为触发条件,向最优的人机决策指令状态进行转换.最后利用半物理仿真系统进行实验,结果表明所提出的决策方法在稳定裕度上相对于其他操控方法提高约15%～25%;能量消耗上降低了约10%～50%;碰撞接触时间降低了约10%～50%.

关键词：六足机器人有限状态机协同决策指令优选约束条件评价函数

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建构产品导向的问题解决模型——“制备光致变色AgBr凝胶”项目式教学

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化学教育(中英文) 2025年第01期 40-45页

作者：蔡玲玲林海斌吴君磊台州市第一中学温岭市新河中学

以“制备光致变色AgBr凝胶”为项目主题，基于学生的真实体验设计“制备透明的AgBr凝胶”“制备紫外光照变色的AgBr凝胶”2个关联任务，建构产品导向的问题解决模型。学生在开放的探究和实践的体验中不断解决问题、创新产品，生成结构... 详细信息

以“制备光致变色AgBr凝胶”为项目主题，基于学生的真实体验设计“制备透明的AgBr凝胶”“制备紫外光照变色的AgBr凝胶”2个关联任务，建构产品导向的问题解决模型。学生在开放的探究和实践的体验中不断解决问题、创新产品，生成结构化的知识和系统化的观念，发展批判思维与创新能力。

关键词：项目式教学产品导向问题解决溴化银凝胶

西南天山榴辉岩相脉体记录的俯冲带多期流体作用

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岩石学报 2025年第1期41卷 183-197页

作者：吕佳阳李继磊王钟瑞马智佩中国科学院地质与地球物理研究所岩石圈演化与环境演变重点实验室北京100029 中国科学院大学地球与行星科学学院北京101408

俯冲带是全球最大的物质循环系统,控制着壳幔相互作用、岛弧岩浆作用、成矿物质聚集和全球元素循环等诸多重要的地质过程。俯冲带流体作为板片向上覆地幔楔进行物质传输的重要媒介,在上述地质过程中扮演着关键角色。基于岛弧火山岩地球... 详细信息

俯冲带是全球最大的物质循环系统,控制着壳幔相互作用、岛弧岩浆作用、成矿物质聚集和全球元素循环等诸多重要的地质过程。俯冲带流体作为板片向上覆地幔楔进行物质传输的重要媒介,在上述地质过程中扮演着关键角色。基于岛弧火山岩地球化学特征、高温高压实验、相平衡模拟,以及高压-超高压变质岩的研究,我们对俯冲带流体基本特征及其地球化学行为已经有了较为深刻的认识,然而,目前对俯冲带流体作用的复杂性,如多期流体作用,还缺少深入的理解。本文对西南天山高压-超高压变质带榴辉岩中一条含石英-绿帘石-铁白云石-硫化物的高压脉开展了详细的岩石学、地球化学研究。脉体中有绿辉石、铁白云石、金红石等特征高压矿物的产出,暗示其代表的流体作用发生于高压条件下。脉体与主岩榴辉岩界线截然,之间无蚀变带/过渡带/交代晕产出,说明主岩榴辉岩与迁移流体之间没有发生显著的水-岩交换反应。脉体矿物(如绿帘石、铁白云石、黄铁矿等)的多期生长特征及其成分差异研究揭示出至少三期流体作用。前两期流体作用均发生于高压条件下,特征如下:(1)两期流体分别以两期矿物组合(Ep^(1)-Dol^(1)-Py^(1)组合以及Ep^(2)-Dol^(2)-Py^(2)组合)为代表,在第二期流体作用下,第一期流体沉淀的矿物(如Dol^(1)等)发生了明显的溶解-再沉淀作用;(2)两期流体性质均以富Ca、Si,含C_(2)、S为特征,第一期流体较第二期流体富Fe贫Mg,富Ni贫Co,富轻稀土元素(LREE);(3)两期黄铁矿的δ^(34)S值分别为-8‰和-5‰,暗示这两期流体均主要来源于俯冲沉积物,且第二期流体可能有更多俯冲洋壳或蛇纹岩脱水流体的参与;(4)两期流体作用下,碳酸盐矿物和硫化物显示出耦合共生的特点,暗示C、S在流体作用下可能具有协同演化(如溶解-迁移-沉淀)的关系。第三期流体作用以绿帘石+铁白云石反应生成方解石+绿泥石、绿帘石边部(与黄铁矿相邻处)发生成分改造为特征,流体作用发生在高压岩石折返的退变质阶段,记录了退变质流体的信息。本研究通过榴辉岩高压脉体中多期矿物生长的特征,揭示了俯冲带内多期流体作用,对深入理解俯冲带流体性质、流体来源、以及俯冲带关键挥发分元素的耦合演化信息,具有重要的科学意义。

关键词：西南天山榴辉岩高压脉体俯冲带流体多期流体作用