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基于切换系统理论的构网型风力发电系统建模与控制研究

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基于切换系统理论的构网型风力发电系统建模与控制研究

作者：潘缘西安理工大学

学位级别：硕士

为了实现“碳达峰”、“碳中和”的目标,可再生能源发电的占比在电力系统中不断提高。因此,目前电力系统由传统的同步发电机支撑的高惯性电网逐渐向由电力电子变换器所构成的低惯性电网转变。然而,由于诸如风力/光伏发电系统等可再生能... 详细信息

为了实现“碳达峰”、“碳中和”的目标,可再生能源发电的占比在电力系统中不断提高。因此,目前电力系统由传统的同步发电机支撑的高惯性电网逐渐向由电力电子变换器所构成的低惯性电网转变。然而,由于诸如风力/光伏发电系统等可再生能源系统的波动性和间歇性,不可避免会对电力系统运行稳定性造成影响。同时,传统风力发电系统中电力电子变换器的线性化建模和控制方法,不能够实现变换器工作过程的精确描述,且存在仅能保证系统预先设定工作点附近控制性能的问题。对于此类具有宽工作范围,系统工况时变的复杂系统控制来说,传统的风力发电系统建模及控制方法不能满足高效、高性能控制和未来智能电网构建的需要。本文基于切换系统理论,研究了针对直驱型风力发电系统机侧和网侧两级变换器的切换模型建立和基于切换模型的变换器控制方法。特别是,论文基于构网控制框架,研究了针对风力发电系统并网逆变器的建模和控制方法,实现了在提升系统控制性能的同时使得风力发电系统具有主动参与电网频率调节的能力。论文主要工作包括:首先,论文分析了直驱型风力发电系统的电路结构和工作原理,并对于基于传统线性化模型的风力发电系统机侧、网侧两级变换器的传统双闭环PI控制方法进行了分析及仿真验证。其次,针对直驱型风力发电系统的机侧三相整流器,论文通过将工作在不同开关状态下的变换器工作状态视为不同的子系统,建立其三相电流切换模型实现了变换器工作过程的精确描述。同时,基于所建立切换模型,本文设计了切换控制器实现了机侧三相整流器的直接子系统切换控制。相较于传统双闭环PI控制方法,本文所提控制方法具有控制器设计简单、控制参数少易于选取、无需复杂的坐标变换和矢量脉冲宽度调制过程、系统响应速度快、对于电路参数不敏感等优势。仿真比较结果验证了本文方法的有效性和优越性。再次,针对直驱型风力发电系统的网侧三相逆变器,论文建立其三相电流切换模型,并提出了一种基于构网型架构的网侧并网逆变器切换控制方法。所提方法将构网控制思想与切换控制相结合,通过设计基于下垂原理的功率外环控制器实现了变换器功率期望自主跟随电网频率变化调节的功能。同时,基于切换模型的并网逆变器内环切换控制器实现了其控制性能的提升。仿真比较结果验证了本文方法的有效性和优越性。

关键词：风力发电系统构网控制下垂控制切换系统理论切换规则切换稳定性

基于源项解耦的物理信息神经网络方法及其在放电等离子体模拟中的应用

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物理学报 2024年第14期73卷 155-166页

作者：方泽潘泳全戴栋张俊勃华南理工大学电力学院广州510641

近年来,以物理信息神经网络(PINNs)为代表的人工智能计算范式在等离子体数值模拟领域获得了极大关注,但相关研究考虑的等离子体化学体系较为简化,且基于PINNs求解更为复杂的多粒子低温等离子体流体模型的研究还尚处空白.本文提出了一个... 详细信息

近年来,以物理信息神经网络(PINNs)为代表的人工智能计算范式在等离子体数值模拟领域获得了极大关注,但相关研究考虑的等离子体化学体系较为简化,且基于PINNs求解更为复杂的多粒子低温等离子体流体模型的研究还尚处空白.本文提出了一个通用的PINNs框架(源项解耦PINNs,Std-PINNs),用于求解多粒子低温等离子体流体模型.Std-PINNs通过引入等效正离子,并将电流连续性方程替代各粒子输运方程作为物理约束,实现了重粒子输运方程源项与电子密度、平均电子能量的解耦,极大降低了训练复杂度.本文通过两个经典放电案例(低气压氩气辉光放电、大气压氦气辉光放电)展示了Std-PINNs在求解多粒子低温等离子体流体模型的应用,并将结果与传统PINNs和有限元(FEM)模型进行了对比.结果显示,传统PINNs输出了完全错误的训练结果,而Std-PINNs与FEM结果之间的L2相对误差能达到约10–2量级,由此验证了Std-PINNs在模拟多粒子等离子体流体模型的可行性.Std-PINNs为低温等离子体模拟提供了新的思路,并拓展了深度学习方法在复杂物理系统建模中的应用.

关键词：物理信息神经网络低温等离子体源项解耦流体模型

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西藏高原人群疏散行为特性及引导策略研究

西藏高原人群疏散行为特性及引导策略研究

作者：潘敬西藏大学

学位级别：硕士

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新时代大学生社会责任意识培育研究

新时代大学生社会责任意识培育研究

作者：潘娇大理大学

学位级别：硕士

党的二十大报告明确指出,要注重强化“社会责任意识、规则意识、奉献意识。”习近平总书记站在新的历史方位中为“社会责任意识”赋予了新的时代内涵,他强调新时代的社会责任是在奋力实现中华民族伟大复兴中国梦的基础上,不同群体需要... 详细信息

党的二十大报告明确指出,要注重强化“社会责任意识、规则意识、奉献意识。”习近平总书记站在新的历史方位中为“社会责任意识”赋予了新的时代内涵,他强调新时代的社会责任是在奋力实现中华民族伟大复兴中国梦的基础上,不同群体需要肩负起不同的时代责任。而新时代的大学生站在“两个一百年”奋斗目标历史交汇期,更是其主力部队和领军代表。增强新时代大学生的社会责任意识已成为构建和谐社会不可忽视的重要课题,因此加强新时代大学生社会责任意识刻不容缓。新时代大学生社会责任意识培育研究是建立在新时代背景和大学生群体特征基础之上的,针对大学生社会责任的困境做出合乎实际的对策回应。本研究从五个部分对新时代大学生社会责任意识培育进行研究。首先第一部分绪论阐述了社会责任意识这一论题的背景及研究意义、研究现状分析,和研究思路方法等内容。第二部分从责任的概念为起点,分析了新时代背景和大学生的群体特征,明确了其概念和内容,汲取相关责任思想的理论,为全文的研究奠定了坚实的理论基础。第三部分以微观到宏观的角度分析新时代大学生社会责任意识的结构。第四部分分析其培育的困境,并试着从深层剖析其出现困境的原因。最后第五部分提出通过构建家庭、高校、和社会三位一体,提出形成合力去培育大学生社会责任意识的有效、科学的实践途径。本研究的创新之处在于:一方面,本论文贴合新时代社会主义的发展趋势,致力于研究新时代新的社会责任意识的内涵和新时代大学生的责任培育路径,并创造性的提出以培养学生的主动精神为着力点,激发其树立社会责任意识,扩宽了社会责任意识培育的研究视角;另一方面,在对国内外相关社会责任研究基础上,为促进新时代大学生的思想政治教育提供了新思路,促使其学科发展,丰富了当前学术界相关培育研究。

关键词：新时代大学生社会责任意识培育路径

HTS公司财税SaaS业务市场营销策略研究

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HTS公司财税SaaS业务市场营销策略研究

作者：潘盈吉林大学

学位级别：硕士

银杏叶粉对安格斯牛生长性能、血液指标、瘤胃微生物和代谢组的影响

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银杏叶粉对安格斯牛生长性能、血液指标、瘤胃微生物和代谢组的影...

作者：潘金海西北农林科技大学

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视觉搜索任务中的动物感知优势研究

视觉搜索任务中的动物感知优势研究

作者：潘尚四川师范大学

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基于弛豫压电传感器的高强螺栓松动识别研究

基于弛豫压电传感器的高强螺栓松动识别研究

作者：潘子健重庆交通大学

学位级别：硕士

桥梁在交通运输系统中扮演着关键和控制性的角色,其中,钢结构桥梁因强度高、抗震能力优异和施工便捷等诸多优势而备受青睐。钢桥中的节点连接技术是确保桥梁结构稳定性与安全性的重要因素,其中螺栓连接技术被广泛应用。高强螺栓作为螺... 详细信息

桥梁在交通运输系统中扮演着关键和控制性的角色,其中,钢结构桥梁因强度高、抗震能力优异和施工便捷等诸多优势而备受青睐。钢桥中的节点连接技术是确保桥梁结构稳定性与安全性的重要因素,其中螺栓连接技术被广泛应用。高强螺栓作为螺栓连接技术中的核心构件,在桥梁服役期间既要承受单一或耦合荷载的作用,又要面临自然环境的影响,导致极易发生锈蚀、松动等损伤。一旦螺栓失效,可能引发灾难性的后果,对国民经济和人民生命财产造成巨大威胁。因此,如何高效、准确地监测与评估高强螺栓的健康状态已经成为了研究的热点。目前,关于螺栓的松动损伤识别已有许多成熟技术,如声发射法、超声检测法等,但利用模态参数对螺栓松动进行损伤识别的研究相对较少。同时测量结构模态参数的传感器通常为加速度计、应变计、位移传感器等,相较于这些传感器,压电传感器具有频响范围更广、响应速度更快等优点。然而,由于传统压电材料的灵敏度相对较低,因此在结构模态参数测量领域的应用效果不佳。铌镁酸铅-钛酸PMN-PT压电单晶相对于传统的压电材料,具有更高的压电系数和更低的损耗,但因其价格目前仍不具优势,因此在土木领域应用较少。基于此,本文将基于固有频率的损伤识别方法引入到螺栓松动的损伤识别中,通过理论分析、试验探究和仿真模拟相结合的研究手段,设计了基于PMN-PT压电单晶的粘贴式压电传感器,开展了基于PMN-PT传感器的螺栓松动损伤识别试验与仿真模拟,提出了压电智能垫圈传感器的改良方案,构建了螺栓松动损伤识别指标。本文的主要研究工作及成果如下:(1)基于压电材料的压电效应及其本构关系,剖析了压电传感器的动态响应特性,为压电传感器在振动信号采集中的应用提供了理论依据;在有限元理论的框架下,提出了基于固有频率的螺栓松动损伤识别方法,为开展基于PMN-PT压电传感器的螺栓松动损伤识别试验与仿真模拟奠定了理论基础。(2)采用PMN-PT压电单晶材料设计并制备了一款新型粘贴式压电传感器,并进行了电学性能与防水性能测试。通过与聚偏二氟乙烯(PVDF)传感器对比,钢板定频荷载和扫频荷载试验结果表明,PMN-PT传感器灵敏度为1.734V/MPa,而PVDF传感器灵敏度仅为0.081V/MPa。且PMN-PT传感器在0-1000Hz的范围内其灵敏度可以稳定在1.719-1.752V/MPa之间。COMSOL有限元模拟与试验数据相比较,误差仅为2.9%。(3)开展了静力与动力状态下的螺栓模型有限元仿真分析,明晰了静力状态下结构应力随螺栓预紧力的变化规律;在模型结构上设置了压电传感器,利用压电效应对结构进行动力学分析。通过提取不同螺栓预紧力下压电传感器的电压信号,并在时域与频域进行分析,获取了螺栓松动的特征信息。(4)利用高强螺栓将钢板构件进行连接,通过对结构施加落锤式冲击和激振器方波荷载,分析了结构的振动响应特性并进行螺栓松动识别。结果表明,利用峰值应力变化进行螺栓松动识别的效果并不理想,但通过分析固有频率的变化来识别螺栓松动却显示出较好的效果。此外,设计了一种压电智能垫圈传感器,验证了其在实际应用中的有效性,并提出了螺栓松动指数,对螺栓的松动程度进行了量化评估。试验结果与有限元仿真结果一致,验证了该方法的可靠性与有效性。

关键词：压电效应驰豫铁电单晶有限元螺栓松动损伤识别

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对话理论视域下课堂主体互动研究

对话理论视域下课堂主体互动研究

作者：潘如梦曲阜师范大学

学位级别：硕士

传统的课堂教学以知识教学为中心,为了完成知识教学、树立课堂权威,教师往往通过话语霸权控制学生的思想和行为;作为课堂的生命主体,学生逐渐丧失学习的话语权、交往的主动权,长此以往,这必然会导致师生间互动与对话缺失、师生关系不平... 详细信息

传统的课堂教学以知识教学为中心,为了完成知识教学、树立课堂权威,教师往往通过话语霸权控制学生的思想和行为;作为课堂的生命主体,学生逐渐丧失学习的话语权、交往的主动权,长此以往,这必然会导致师生间互动与对话缺失、师生关系不平等、师生交往异化等扭曲现象。现如今,在核心素养的呼唤下,课堂教学逐渐由知识本位转向素养本位,更加注重人的主体诉求。但是,在具体的转向过程中,师生主体发展仍然存在问题,课堂中师生互动、生生互动还未真正实现主体之间的相互影响、共同发展。对话理论尊重生命、以人为本,以实现对话主体的平等交流、和谐共生为旨归,它能为改善课堂师生主体发展提供有力的理论支撑,二者之间具有一定的耦合性。基于此,本研究以对话理论为分析工具,在梳理对话理论发展、归纳对话理论本质内涵和教育意蕴的基础上,通过发放教师问卷、学生问卷、访谈教师等方法对现行课堂主体互动开展现状调查。通过对调查数据的统计与分析,本研究认为课堂主体互动仍然存在互动主体地位失衡、互动目的趋向功利、互动方式缺少创新、互动反馈单向泛化等问题。在对话理论的指导下,本研究从以下几个方面对问题进行了归因:功利主义的教育定势使得课堂教学目标忽视情感;受传统课堂牵制,师生课堂角色模糊;大班教学导致课堂主体互动难以开展,教师教学机智存在欠缺;师生之间缺乏相互信任,学生学力不足导致互动内心不够坚定。基于现状调查及成因分析,本研究针对课堂主体互动存在的问题提出了对应的优化策略:在互动主体层面,教师应积极向课堂引导者转变,学生应提升自身主体意识,师生共同构建师生共同体,最终实现“师—生”向“我—你”主体关系的转变;在互动目的层面,课堂主体互动应从互动的广度和深度向学生生活与情感方面深化;在互动方式层面,教师与学生应该优化组合课堂因素,在民主互动的氛围中构建新的互动方式;在互动反馈层面,教师与学生应在相互倾听、相互信任的基础上培养自身互动反馈意识,努力让互动实现从教师的单向独白向师生双向对话的转变。

关键词：对话理论课堂教学师生互动生生互动