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基于动态模态分解-自适应变步长油浸式电力变压器绕组瞬态温升快速计算方法

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电工技术学报 2024年第12期39卷 3895-3906页

作者：刘刚郝世缘朱章宸高成龙刘云鹏华北电力大学河北省输变电设备安全防御重点实验室保定071003

为了改善当前油浸式电力变压器绕组瞬态温升计算过慢的问题,该文结合动态模态分解法和自适应变步长法提出了一种动态模态分解(DMD)-自适应变步长(ATS)快速计算方法。首先,该方法引入了动态模态分解算法,利用动态系统中前若干时步提取得... 详细信息

为了改善当前油浸式电力变压器绕组瞬态温升计算过慢的问题,该文结合动态模态分解法和自适应变步长法提出了一种动态模态分解(DMD)-自适应变步长(ATS)快速计算方法。首先,该方法引入了动态模态分解算法,利用动态系统中前若干时步提取得到的变化特征,近似拟合其后一段时间内的系统变化,并通过选取主模态降低计算时间。其次,为了提高DMD算法性能,进一步提出结合ATS方法,通过自适应调整计算步长,提高瞬态计算效率;为了验证算法的计算精度和效率,建立了八分区分匝绕组数值传热模型并在此基础上将该文所提算法与仿真软件Fluent的计算结果进行对比,结果表明,在计算精度方面,二者结果几乎一致,计算误差最大不超过0.3 K;对于计算效率,该文算法的总计算时间为5.99 s,仅为Fluent总计算时间的1/89,且算法时间步数仅为Fluent的4.7%。最后,为了验证DMD-ATS算法的工程实用性,基于产品级油浸式电力变压器绕组结构搭建温升实验平台,并将所提算法计算结果与实验结果进行对比,结果表明所提算法在各测量线饼的误差均处在可接受的范围内,最大误差仅为4.57 K,且包含预处理时间在内的计算时间仅为69.14 s,计算时步仅需17步,较当前主流的计算方法效率有明显提高。综合算法的精度和效率,充分说明所提算法具有一定工程价值。

关键词：动态模态分解自适应变步长主模态选取瞬态温升问题

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油浸式变压器绕组瞬态温升降阶快速计算方法

电工技术学报 2024年第3期39卷 643-657页

作者：刘刚胡万君郝世缘刘云鹏李琳华北电力大学河北省输变电设备安全防御重点实验室保定071003 新能源电力系统全国重点实验室(华北电力大学) 北京102206

油浸式电力变压器绕组温升监测是保证其安全稳定运行的重要手段。为了改善采用有限元方法计算油浸式电力变压器绕组瞬态温升时存在效率不高的问题,提出一种结构保留的本征正交分解(SPOD)与离散经验插值方法(DEIM)相结合的计算策略。首先... 详细信息

油浸式电力变压器绕组温升监测是保证其安全稳定运行的重要手段。为了改善采用有限元方法计算油浸式电力变压器绕组瞬态温升时存在效率不高的问题,提出一种结构保留的本征正交分解(SPOD)与离散经验插值方法(DEIM)相结合的计算策略。首先,该文采用最小二乘有限元法(LSFEM)与迎风有限元法(UFEM)构建变压器绕组瞬态温升计算控制方程;其次,针对控制方程的特点,引入SPOD方法,通过将采样时间内的计算结果构成快照矩阵,建立降阶模型,降低有限元刚度矩阵的计算阶数,提高求解有限元方程的效率;然后,为了改善本征正交分解方法对于非线性问题效率提升不高的缺陷,结合DEIM算法,对有限元方程中的非线性项进行插值处理,从而减少每一时步形成总体刚度矩阵的时间,进一步提高总体计算效率。为了验证文章所提算法的精确性及高效性,根据油浸式电力变压器绕组的基本特点,建立了单分区分匝绕组传热模型,对其瞬态传热过程进行计算,结果表明:基于SPOD-DEIM的有限元降阶计算能够在保证精度的前提下有效提高计算效率,与全阶计算结果相比,流场与温度场的计算误差均不超过1.5%,且计算效率提升5.1倍。同时,为了充分说明SPOD-DEIM算法在工程应用中的价值,该文基于110 kV变压器绕组搭建了温升实验平台,建立了八分区分匝绕组数值计算模型,对算法的精度、效率及工程应用价值进行了验证及讨论,计算及实验结果表明:精度方面,降阶计算较全阶计算的瞬态全过程计算误差小于2.5%,且与实验结果相比,误差不超过5.41K;效率方面,降阶计算的全过程计算时间为54.28 h,与全阶计算相比,计算效率提升至10.57倍,与商业仿真软件Fluent相比,效率提升至6.37倍,充分说明所提算法的高效性及工程应用价值,为大型电力设备快速仿真提供新思路。

关键词：绕组瞬态温升结构保留本征正交分解离散经验插值降阶计算温升实验

基于POD-αATS的油浸变压器瞬态温升降阶自适应变步长计算方法

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中国电机工程学报 2024年第16期44卷 6656-6666,I0030页

作者：刘刚郝世缘胡万君刘云鹏李琳河北省输变电设备安全防御重点实验室(华北电力大学) 河北省保定市071003 新能源电力系统国家重点实验室(华北电力大学) 北京市昌平区102206

针对油浸式电力变压器瞬态温升计算效率过低的问题,该文提出本征正交分解-αATS(proper orthogonal decomposition-adaptive time stepping based onαfactor,POD-αATS)降阶自适应变步长瞬态计算方法。首先,推导变压器绕组瞬态温升计... 详细信息

针对油浸式电力变压器瞬态温升计算效率过低的问题,该文提出本征正交分解-αATS(proper orthogonal decomposition-adaptive time stepping based onαfactor,POD-αATS)降阶自适应变步长瞬态计算方法。首先,推导变压器绕组瞬态温升计算的有限元离散方程;其次,采用POD降阶算法改善传统瞬态计算中存在的条件数过大及方程阶数过高的问题;同时对于瞬态计算中的时间步长选择问题,提出适用于非线性问题的αATS变步长策略;然后,为验证方法的有效性,基于110 kV油浸式电力变压器绕组的基本结构建立二维八分区数值计算模型,同时将计算结果与基于110 kV绕组的温升实验结果进行对比。数值计算及实验结果表明,所提算法与全阶定步长算法在流场和温度场中的精度几乎相同,且流场计算效率提升约45倍,温度场计算效率提升约38倍,计算速度得到显著提高。这一点在温升实验中同样得到验证,说明该文所提算法的准确性、高效性及一定的工程实用性。

关键词： αATS变步长算法本征正交分解降阶方法瞬态流热耦合问题快速计算方法温升实验

区域高职教育核心竞争力的布局落点与发展策略——基于广东省高职院校高水平专业群的分析

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职业技术教育 2024年第12期45卷 28-33页

作者：卢坤建刘刚广东轻工职业技术学院广州510300 广东轻工职业技术学院教务处

立足区域高职教育核心竞争力发展的现实需求,着眼广东省现有国家、省级高水平专业群建设的整体情况与结构,形成对广东省高职教育核心竞争力布局落点的基本描绘。对高水平专业群组群逻辑主线进行归纳提炼,提出技术演进多元化、区域优势... 详细信息

立足区域高职教育核心竞争力发展的现实需求,着眼广东省现有国家、省级高水平专业群建设的整体情况与结构,形成对广东省高职教育核心竞争力布局落点的基本描绘。对高水平专业群组群逻辑主线进行归纳提炼,提出技术演进多元化、区域优势产业特色化、院校专业发展类属化三种类型的组群走向,并进行内部细化区分。在此基础上,从专业群聚集化发展、校企协同治理机制建设、特色优势专业群打造等维度提出提升区域高职教育核心竞争力的路径。

关键词：高水平专业群核心竞争力组群逻辑高职院校区域高职教育

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总体国家安全观文化属性及话语构建

国家安全研究 2024年第2期 27-32页

作者：刘刚新华社研究院

在事关人民生命财产安全和国家形象的公共安全领域,当今中国被公认为世界上最安全的国家之一。据统计,2023年全国群众安全感指数为98.2%,连续4年保持在98%以上的高水平。在一个14亿人口的大国取得这样的成就,无疑是践行总体国家安全观... 详细信息

在事关人民生命财产安全和国家形象的公共安全领域,当今中国被公认为世界上最安全的国家之一。据统计,2023年全国群众安全感指数为98.2%,连续4年保持在98%以上的高水平。在一个14亿人口的大国取得这样的成就,无疑是践行总体国家安全观取得实效的一个缩影。国家安全是安邦定国的重要基石,维护国家安全不仅要形成有效的联络沟通机制和现代治理架构,更需要全社会居安思危,以文化涵养形成强大的人民动员能力,方能打好化险为夷、化危为机的战略主动战。

关键词：文化涵养公共安全领域文化属性治理架构总体国家安全观生命财产安全动员能力话语构建

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体育赛事转播权法律保护问题研究

西安石油大学学报（社会科学版） 2024年第3期33卷 111-116页

作者：刘刚西安石油大学体育学院陕西西安710065

体育赛事转播权是一种涉及多方利益且复杂的权利,其法律保护问题一直是学界关注的焦点。从国内外学者的观点出发,探讨了体育赛事转播权的性质界定,并分析了我国法律对体育赛事转播权的相关规定。然而,现实中存在一些问题,包括立法和司... 详细信息

体育赛事转播权是一种涉及多方利益且复杂的权利,其法律保护问题一直是学界关注的焦点。从国内外学者的观点出发,探讨了体育赛事转播权的性质界定,并分析了我国法律对体育赛事转播权的相关规定。然而,现实中存在一些问题,包括立法和司法方面以及版权意识等,都严重影响了体育赛事转播权的保护。为完善法律保护措施,需要从立法、司法和其他方面进行改进。

关键词：体育赛事转播权法律保护立法司法版权意识

基于温升特性的强迫导向油循环风冷结构变压器负荷能力评估

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高电压技术 2024年第1期50卷 232-241,I0019页

作者：刘刚兰和潼姜雄伟刘云鹏王文浩华北电力大学河北省输变电设备安全防御重点实验室保定071003 国网浙江省电力有限公司电力科学研究院杭州310014

针对强迫导向油循环风冷(oir directrd air forced,ODAF)结构变压器负荷能力受温升约束影响的问题,提出了3种负荷类型情况下变压器负荷能力评估方法。首先,考虑风扇与油泵的运行状态以及油粘度变化对热阻的影响等因素,基于热电类比法建... 详细信息

针对强迫导向油循环风冷(oir directrd air forced,ODAF)结构变压器负荷能力受温升约束影响的问题,提出了3种负荷类型情况下变压器负荷能力评估方法。首先,考虑风扇与油泵的运行状态以及油粘度变化对热阻的影响等因素,基于热电类比法建立了变压器热路模型,以计算绕组热点与顶部油温度;其次,采用粒子群优化(particle swarm optimization,PSO)算法拟合热路模型参数,并基于2台不同型号变压器的运行数据,对热路模型的计算精度与拟合参数适用性进行有效性验证;最后,参考GB/T1094.7负载导则给出的温升限值,基于温升特性提出了负荷能力评估模型。分析结果表明,该研究所提热路模型计算热点温度的误差不大于2.35℃,在工程允许范围内;正常周期性负荷下当环境温度低于1℃时,关闭1组子散热器后仍满足温升约束。

关键词：负荷能力 ODAF冷却方式变压器温升特性热路模型

宽温度环境下基于迁移模型的锂电池组SOC估计

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中国公路学报 2024年第5期37卷 383-396页

作者：申江卫刘伟强高承志陈峥刘永刚昆明理工大学交通工程学院云南昆明650000 重庆大学机械与运载工程学院重庆400030

锂离子电池组内单体不一致性以及外界环境温度变化给其荷电状态(State of Charge, SOC)精确且高效估计带来挑战,而传统方法往往忽略电池不一致性影响或者计算复杂度高,难以对电池组进行高效且精确的SOC估计。为提升实际使用环境下锂电池... 详细信息

锂离子电池组内单体不一致性以及外界环境温度变化给其荷电状态(State of Charge, SOC)精确且高效估计带来挑战,而传统方法往往忽略电池不一致性影响或者计算复杂度高,难以对电池组进行高效且精确的SOC估计。为提升实际使用环境下锂电池组SOC估计精度和效率,开发了一种基于迁移模型的锂电池组SOC估计方法。首先,在传统二阶RC等效电路模型的基础上通过参数辨识、SOC与模型参数关系曲线拟合等工作完成迁移模型搭建,以此来应对温度变化对模型参数的影响并降低重复建模所需的工作量;之后,结合V_(min)+V_(max)模型(V_(min)+V_(max) Model, VVM)对电池组SOC进行了表征,充分考虑电池不一致性影响并且减少了电池组SOC估计的复杂程度。同时在电池组SOC估计的过程中融入权重因子,调整电池组输出SOC,防止电池组出现过充过放现象,保证电池组的使用安全;最后,设计开展了不同温度以及变温状态下的电池组试验测试,对电池组中单体级及模组级SOC估计精度进行了验证,并与传统的电池组SOC估计方法进行对比分析。验证结果表明:所提方法在几种不同温度下的单体及模组SOC估计结果均保持较好的计算精度;在变温状态下,电池组SOC估计方法仍然具有较高的精度。其中,单体电池SOC估计结果平均绝对误差最大为1.30%;在恒温状态下,电池组SOC估计结果的最大平均绝对误差为1.49%;而电池组SOC估计结果在变温状态下的最大平均绝对误差为1.21%。证明了所提方法具有计算精度高、计算复杂程度低以及安全可靠的优点。

关键词：汽车工程荷电状态估计迁移模型电池组温度

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一种基于新非比例因子的多轴低周疲劳寿命预测模型研究

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中国造船 2024年第1期65卷 40-51页

作者：陈景杰董拉加黄一刘刚大连理工大学船舶工程学院大连116024

非比例附加强化效应对多轴低周疲劳寿命有着显著影响,其中加载路径引起的非比例度和材料自身的非比例特性是描述非比例附加强化效应的关键因素。论文结合相位角和应变比引起的非比例度提出了简单直观的新路径非比例度;引入了材料静态强... 详细信息

非比例附加强化效应对多轴低周疲劳寿命有着显著影响,其中加载路径引起的非比例度和材料自身的非比例特性是描述非比例附加强化效应的关键因素。论文结合相位角和应变比引起的非比例度提出了简单直观的新路径非比例度;引入了材料静态强化系数代替诸多临界平面模型中的非比例附加强化系数,避免了复杂的试验过程和数据拟合引入的误差,反映了无明显附加强化效应材料自身的非比例特性;综合路径和材料因素的影响提出了新的非比例因子,结合临界平面法建立多轴低周疲劳寿命预测模型,预测了13种材料的多轴低周疲劳寿命。通过与试验数据比较表明,基于新非比例因子建立的多轴低周疲劳寿命预测模型具有较高的预测精度和材料适用性。

关键词：多轴低周疲劳临界平面法非比例附加强化效应路径非比例度静态强化系数寿命预测