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基于自适应虚拟电阻的低压微电网有功均分下垂控制策略

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电机与控制学报 2024年第5期28卷 142-153页

作者：范必双付思维王文李启凯刘铮唐明珠长沙理工大学电气与信息工程学院湖南长沙410114 长沙理工大学电网防灾减灾全国重点实验室湖南长沙410114

由于低压微电网中各分布式电源的线路阻抗不匹配,传统的下垂控制策略难以按照下垂系数合理分配有功功率。为此,提出一种无需通信的自适应虚拟电阻下垂控制方法。通过将微电网中每个分布式发电机(DG)单元输出的有功功率和电压传送给自适... 详细信息

由于低压微电网中各分布式电源的线路阻抗不匹配,传统的下垂控制策略难以按照下垂系数合理分配有功功率。为此,提出一种无需通信的自适应虚拟电阻下垂控制方法。通过将微电网中每个分布式发电机(DG)单元输出的有功功率和电压传送给自适应虚拟电阻控制器中,在保证电压和频率稳定控制的前提下实现功率按逆变器容量比例进行精确分配。论文对改进方法的微电网逆变器进行小信号稳定性分析,以优化控制器有关控制参数。仿真和实验结果验证了所提控制方法的有效性。

关键词：微电网分布式发电下垂控制自适应虚拟电阻有功功率分配环流抑制小信号模型

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基于离散元方法的复合绝缘子表面污秽沉积模型

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高电压技术 2024年第5期50卷 2225-2236页

作者：刘冬雄杨忠毅曾祥君汤涛范必双范才进长沙理工大学电气与信息工程学院长沙410114 南方电网科学研究院有限责任公司直流输电技术国家重点实验室广州510080

污秽颗粒在复合绝缘子表面的沉积会影响其电气特性,导致沿面放电甚至污秽闪络的发生,从微观的角度探究其沉积机理,能够为电力系统的稳定运行提供理论依据。文中基于JKR接触力学理论,通过传统牛顿力学法和离散元方法分别对颗粒碰撞过程... 详细信息

污秽颗粒在复合绝缘子表面的沉积会影响其电气特性,导致沿面放电甚至污秽闪络的发生,从微观的角度探究其沉积机理,能够为电力系统的稳定运行提供理论依据。文中基于JKR接触力学理论,通过传统牛顿力学法和离散元方法分别对颗粒碰撞过程中的受力情况进行分析,提出综合考虑法向碰撞、颗粒反弹速度的碰撞沉积模型。根据不同碰撞沉积模型进行仿真实验,将所得结果与现有实验结果进行比较。结果表明:对比牛顿力学方法,离散元方法得到的碰撞沉积模型更能准确预测SiO_(2)颗粒在复合绝缘子表面的沉积情况。绝缘子表面颗粒沉积数随粒径的增大呈先增大后减小的趋势,在粒径20μm时达到最大沉积数。改变风向,绝缘子串中压端与高压端NSDD的比值随风向角度的增大而减小,下表面与上表面NSDD的比值随角度的增大而减小。绝缘子表面颗粒沉积数随风速的增大呈先增大后减小的趋势,并在±30º时达到最大。该文模型能够更为准确的描述污秽颗粒在绝缘子表面的沉积过程,研究结果有助于完善复合绝缘子表面污秽沉积机理。

关键词：复合绝缘子污秽颗粒离散元方法碰撞沉积模型对比

A New DC Side Capacitance Voltages Balancing Method for Three-level Inverters Based on Hybrid Space Vector Modulation

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中国电机工程学报 2012年第27期32卷 I0017-I0017页

作者： fan bishuang Tan Guanzheng fan Shaosheng Deng zelin Central South University Changsha University of Science & Technology

针对二极管中点钳位型(neutral point clamped,NPC)三电平逆变器容易造成直流侧电容电压不平衡问题,提出一种新的中点电位平衡控制方法。在该方法中,采用分扇区精细控制,对不同的小矢量设置不同的时间分配因子,以增加相应正或负小矢量... 详细信息

针对二极管中点钳位型(neutral point clamped,NPC)三电平逆变器容易造成直流侧电容电压不平衡问题,提出一种新的中点电位平衡控制方法。在该方法中,采用分扇区精细控制,对不同的小矢量设置不同的时间分配因子,以增加相应正或负小矢量对中点电流的控制能力。对于正负小矢量不能成对出现的扇区,根据相电流的变化情况,使调制在传统算法和基于虚拟矢量的算法之间切换,从而削弱中矢量对中点电流不可控的影响。仿真和实验证实了该方法的正确性和有效性。

关键词：直流侧电容电压空间矢量调制三电平逆变器平衡方法混合基础平衡算法功率驱动器

计及线路阻抗与负荷影响的不平衡配电网电压消弧方法

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电力系统保护与控制 2023年第7期51卷 24-31页

作者：刘琼王文范必双陈钦泽曾祥君长沙理工大学电气与信息工程学院湖南长沙410114

在单相接地故障和接地故障消弧的分析中,通常假设配电网是三相平衡的。已有的消弧方法在对地参数和负载不平衡的配电网单相接地故障时消弧效果不佳。针对上述问题,提出一种计及线路阻抗和配电网参数不平衡的电压消弧方法。分析考虑配电... 详细信息

在单相接地故障和接地故障消弧的分析中,通常假设配电网是三相平衡的。已有的消弧方法在对地参数和负载不平衡的配电网单相接地故障时消弧效果不佳。针对上述问题,提出一种计及线路阻抗和配电网参数不平衡的电压消弧方法。分析考虑配电网参数不平衡和线路阻抗的配电网等效模型,推导出精确电压消弧指令值,通过故障前后各注入一次电流计算电压指令值,有源消弧装置调控零序电压至该指令值从而抑制故障点电压、电流为0。为了避免任意注入电流引起故障电流增大,将传统电流消弧作为电压消弧的过渡能有效补偿故障电流。通过和已有考虑线路阻抗电压消弧方法、忽略线路阻抗电压消弧方法对比,仿真结果表明,在不同的不平衡度、故障位置和接地电阻下,所提方法消弧性能最佳。

关键词：配电网单相接地故障消弧不平衡注入电流

A progressive framework for rotary motion deblurring

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Defence Technology（防务技术） 2024年第2期32卷 159-172页

作者： Jinhui Qin Yong Ma Jun Huang fan fan You Du School of Electronic Information Wuhan UniversityWuhan430072China

The rotary motion deblurring is an inevitable procedure when the imaging seeker is mounted in the rotating *** rotary motion deblurring methods suffer from ringing artifacts and noise,especially for large blur *** solve the above problems,we propose a progressive rotary motion deblurring framework consisting of a coarse deblurring stage and a refinement *** the first stage,we design an adaptive blur extents factor(BE factor)to balance noise suppression and details *** a novel deconvolution model is proposed based on BE *** the second stage,a triplescale deformable module CNN(TDM-CNN)is designed to reduce the ringing artifacts,which can exploit the 2D information of an image and adaptively adjust spatial sampling *** establish a standard evaluation benchmark,a real-world rotary motion blur dataset is proposed and released,which includes rotary blurred images and corresponding ground truth images with different blur *** results demonstrate that the proposed method outperforms the state-of-the-art models on synthetic and real-world rotary motion blur *** code and dataset are available at https://***/JinhuiQin/RotaryDeblurring.

关键词： Rotary motion deblurring Progressive framework Blur extents factor TDM-CNN

基于功率补偿量及下垂系数衰减的直流微电网并网转离网无缝切换控制策略

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电力系统保护与控制 2022年第16期50卷 14-22页

作者：陈钦泽王文岳雨霏江洪伟唐欣范必双曾祥君长沙理工大学电气与信息工程学院湖南长沙410114

无缝切换控制策略是保证直流微电网稳定可靠运行的关键。针对传统并网转离网切换控制方法存在母线电压恢复慢、电能质量较差的问题,提出一种基于功率补偿量及下垂系数衰减的直流微电网并网转离网无缝切换控制策略。孤岛检测期间,并网变... 详细信息

无缝切换控制策略是保证直流微电网稳定可靠运行的关键。针对传统并网转离网切换控制方法存在母线电压恢复慢、电能质量较差的问题,提出一种基于功率补偿量及下垂系数衰减的直流微电网并网转离网无缝切换控制策略。孤岛检测期间,并网变流器工作在电压控制模式,储能变流器(Energy Storage Converter,ESC)工作在下垂控制模式。通过建模分析,证明采用下垂控制时孤岛检测期间直流母线电压是可控的,由此得到下垂系数选择方法。孤岛检测完成后,以固定函数衰减ESC功率补偿量和下垂系数,实现ESC下垂控制和定电压控制的无缝切换,防止因ESC控制模式的突变而引起直流母线电压波动和ESC电流冲击。讨论了衰减函数的选择方法。仿真结果表明,所提无缝切换控制策略能够有效解决孤岛检测期间直流母线电压不可控的问题,抑制孤岛检测完成后因ESC模式切换时所产生的电流冲击。

关键词：直流微电网无缝切换储能变流器母线电压冲击电流

Optimization of microstructure design for enhanced sensing performance in flexible piezoresistive sensors

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Journal of Advanced Ceramics 2024年第6期13卷 711-728页

作者： Xinghao fan Hailong Hu Bin Liao Yaqi Zhang fan Zhang School of Minerals Processing and Bioengineering Central South UniversityChangsha 410083China Research Institute of Aerospace Technology Central South UniversityChangsha 410083China

Flexible piezoresistive strain sensors have received significant attention due to their diverse applications in monitoring human activities and health,as well as in robotics,prosthetics,and human–computer interaction *** the various flexible sensor types,those with microstructure designs are considered promising for strain sensing due to their simple structure,high sensitivity,extensive operational range,rapid response time,and robust *** review provides a concise overview of recent advancements in flexible piezoresistive sensors based on microstructure design for enhanced strain sensing performance,including the impact of microstructure on sensing mechanisms,classification of microstructure designs,fabrication methods,and practical ***,this review delves into the analysis of piezoresistive sensor sensing mechanisms and performance parameters,exploring the relationship between microstructure design and performance ***,an in-depth discussion is presented,focusing on the primary themes of microstructure design classification,process selection,performance characteristics,and specific *** review employs mathematical modeling and hierarchical analysis to emphasize the directionality of different microstructures on performance enhancement and to highlight the performance advantages and applicable features of various microstructure *** conclusion,this review examines the multifunctionality of flexible piezoresistive sensors based on microstructure design and addresses the challenges that still need to be overcome and improved,such as achieving a wide range of stretchability,high sensitivity,and robust *** review summarizes the research directions for enhancing sensing performance through microstructure design,aiming to assist in the advancement of flexible piezoresistive sensors.

关键词： microstructure design sensing performance flexible piezoresistive strain sensors microsensing mechanism

一种新颖的模糊自耦合PI在风力机MPPT控制中的应用

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电力系统保护与控制 2023年第9期51卷 46-55页

作者：何胜华范必双夏侯智聪吴江平怀晓伟长沙理工大学湖南长沙410000 国家电力投资集团江西电力有限公司新能源发电分公司江西南昌330000 国家电网湖南防灾科技有限公司(电网输变电设备防灾减灾国家重点实验室) 湖南长沙410000

针对风速随机性给风能转换系统(wind energy conversion system,WECS)带来的非线性和参数不确定性,提出了一种模糊自耦合PI控制方案用于低风速的最大功率点跟踪。自耦合PI被用来完成基本的转速跟踪,以实现对风力机尖速比的最优化控制。... 详细信息

针对风速随机性给风能转换系统(wind energy conversion system,WECS)带来的非线性和参数不确定性,提出了一种模糊自耦合PI控制方案用于低风速的最大功率点跟踪。自耦合PI被用来完成基本的转速跟踪,以实现对风力机尖速比的最优化控制。而模糊控制器则被用来获取自耦合PI在不同工作点下的控制参数,以提高系统对风速变化的适应能力。为了验证所提方案的可行性,在Matlab/Simulink搭建的2 MW风能转换系统仿真模型中开展了与传统方法的对比实验。仿真结果表明,相比于传统PI、模糊PI以及GA-PI,所提出方法拥有更佳的转速跟踪性能、更平滑的响应曲线以及更多的电能输出。

关键词：风力发电最大功率点跟踪尖速比控制自耦合PI 模糊控制

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Impact of non-ideal UE hardware on cell-free massive MIMO network with centralized operation

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Science China(Information Sciences) 2024年第4期67卷 255-271页

作者： Ning LI Pingzhi fan Institute of Mobile Communications Southwest Jiaotong University

This paper investigates the impact of non-ideal user equipment(UE) hardware on a cell-free(CF) massive MIMO(mMIMO) network with centralized operation under spatially correlated channels. The minimum mean-squared error(MMSE) estimator can be derived with the help of the generic non-ideal UE hardware model. It is demonstrated that even if the effective signal-to-noise ratio approaches infinity, pilot contamination and imperfect hardware can cause a non-zero estimation error floor. After that, a lower bound is determined for the ergodic uplink capacity of the centralized CF mMIMO network under non-ideal UE hardware. Moreover, the optimal receive combining vector is obtained to maximize the uplink spectral efficiency(SE). The maximum ratio(MR) and regularized zero-forcing(RZF) combining schemes are offered as alternatives in light of the computational complexity of the MMSE receiver. Comparing the RZF to the MMSE scheme under different levels of hardware impairments, our findings indicate that the RZF receiver suffers a negligible loss in total SE. For MR combining, a novel closed-form uplink achievable SE expression is obtained based on the MMSE estimator and the use-and-then-forget bounding technique. This expression gives vital insights into the achievable uplink performance with UE hardware impairments. Besides, for various hardware impairment factors, the impact of pilot sequence length on average sum SE is disclosed for different receive combining schemes. To increase the overall SE of the max-min fairness scheme, a heuristic fractional power control scheme with UE hardware impairments is developed, which can essentially avoid sacrificing the SE of other UEs while maximizing the SE of the unluckiest UE in the whole network. Finally,our theoretical performance analysis and power control algorithm are validated by simulation results, and fundamental design guidelines are provided for selecting hardware satisfying the practical UE requirements.

关键词： cell-free massive MIMO centralized operation spatially correlated channels hardware impairments channel estimation uplink spectral efficiency optimal receive combining pilot length design fractional power control