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A Tunable Resolution MUSIC Algorithm for Interharmonics Analysis

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Journal of Power and Energy Engineering 2017年第9期5卷 1-13页

作者： Ming Zhang Xiang Zhang heng Yao shunfan he School of Electronic and Electrical Engineering Wuhan Textile University Wuhan China College of Computer Science South Central University for Nationalities Wuhan China

The harmonic and interharmonic analysis recommendations are contained in the latest IEC standards on power quality. Measurement and analysis experiences have shown that great difficulties arise in the interharmonic detection and measurement with acceptable levels of accuracy. In order to improve the resolution of spectrum analysis, the traditional method (e.g. discrete Fourier transform) is to take more sampling cycles, e.g. 10 sampling cycles corresponding to the spectrum interval of 5 Hz while the fundamental frequency is 50 Hz. However, this method is not suitable to the interharmonic measurement, because the frequencies of interharmonic components are non-integer multiples of the fundamental frequency, which makes the measurement additionally difficult. In this paper, the tunable resolution multiple signal classification (TRMUSIC) algorithm is presented, which the spectrum can be tuned to exhibit high resolution in targeted regions. Some simulation examples show that the resolution for two adjacent frequency components is usually sufficient to measure interharmonics in power systems with acceptable computation time. The proposed method is also suited to analyze interharmonics when there exists an undesirable asynchronous deviation and additive white noise.

关键词： Interharmonics Analysis Tunable Resolution Multiple Signal Classification (TRMUSIC) Algorithm Subspace Decomposition Spectral Analysis

Instructions Data Compression for Smart Grid Monitoring using Wavelet Domain Singular Value Decomposition

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Instructions Data Compression for Smart Grid Monitoring usin...

基于谐波滤波器组的电能质量扰动数据压缩方法

第30届中国控制与决策会议

作者： Qin Li Ming Zhang shunfan he Shaowu Li Department of Electrical Engineering Hubei University for Nationalities School of Electronic and Electrical Engineering Wuhan textile university College of computer science South central university for nationalities

This paper proposes a data compression for power grid using wavelet domain singular value decomposition（WDSVD）. The method splits the power signal into cycles and combines them as a 2 D matrix. Then 2 D discrete wavelet transform（2 DDWT） is used to decompose the original matrix into submatrices. Singular value decomposition（SVD） compresses the data in each submatrix domain according to adaptive threshold setting based on Bayesian rules. Then the data is quantized by uniform threshold quantizer. By various tests and comparisons, the new method is validated for low reconstruction error and high compression ratio（CR） of both single and multiple signal monitoring as smart grid requires.

关键词： Smart Grid Power Quality Data compression Wavelet domain singular value decomposition

来源： cnki会议评论

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电力系统自动化 2016年第15期40卷 93-98页

作者：张明龚建峰何顺帆武汉纺织大学电子与电气工程学院湖北省武汉市430073 中南民族大学计算机科学学院湖北省武汉市430074

提出一种基于谐波滤波器组的电能质量扰动数据压缩方法,该方法采用谐波滤波器组实现原始信号中稳态分量与暂态分量的分离,并通过插值离散傅里叶变换(IpDFT)算法来高精度估计谐波分量参数,然后对确定的稳态分量和暂态分量分别采用参数量... 详细信息

提出一种基于谐波滤波器组的电能质量扰动数据压缩方法,该方法采用谐波滤波器组实现原始信号中稳态分量与暂态分量的分离,并通过插值离散傅里叶变换(IpDFT)算法来高精度估计谐波分量参数,然后对确定的稳态分量和暂态分量分别采用参数量化和小波变换进行压缩。最后,利用实际的电能质量扰动数据测试了该方法,结果表明,该方法对于各种类型的电能质量扰动信号均有效,同时在压缩比相同时,与通用小波压缩方法相比具有更好的压缩性能。

关键词：电能质量扰动数据压缩谐波滤波器组小波变换参数量化

Behavior of multiple modes before and during minor disruption with the external resonant magnetic perturbations on J-TEXT tokamak

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Plasma Science and Technology 2022年第6期24卷 88-95页

作者： Mingxiang HUANG Zhengkang REN Feiyue MAO Zhoujun YANG Yuan GAO Zhichao ZHANG shunfan he Guoliang LI Jinrong FAN Wei TIAN Nengchao WANG Zhipeng CheN Yonghua DING Yuan PAN Zhongyong CheN College of Computer Science South-Central Minzu UniversityWuhan 430074People's Republic of China International Joint Research Laboratory of Magnetic Confinement Fusion and Plasma Physics State Key Laboratory of Advanced Electromagnetic Engineering and TechnologySchool of Electrical and Electronic EngineeringHuazhong University of Science and TechnologyWuhan 430074People's Republic of China

The behavior of multiple modes before and during minor disruption with the external resonant magnetic perturbations(RMPs)has been studied on a J-TEXT *** main component of RMPs is m/n=2/1,where m and n are the numbers of the poloidal and toroidal modes,*** the mode-locking caused by RMPs,it is found that before a minor or a major disruption(if there is no minor disruption),strong oscillations in both electron temperature and density occur if the edge safety factor q_(a)>*** analysis shows that the oscillations are caused by the m/n=3/1 *** addition,using the ECE,Mirnov coils and 2D electron cyclotron emission imaging diagnostic systems,it is found that a thermal collapse occurs on the inner side of the 2/1magnetic island during the minor disruption,and before the collapse,a 3/2 island increases,after the collapse,the 3/2 island may ***,the study also shows that these 3/1,2/1 and 3/2modes play roles in the thermal collapse of disruptions.

关键词： oscillation multiple modes disruption

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径向放电的等离子体阴极脉冲电子束实验研究

电工技术学报 2019年第6期34卷 1338-1344页

作者：田微盖斐张俊敏何顺帆王黎中南民族大学武汉430074 中国长江三峡集团公司成都610041

本文研究和设计了静电聚焦型的径向放电真空电弧等离子体阴极脉冲电子束源。在分析轴向放电的真空电弧等离子体阴极稳定性的基础上,改进结构,设计了径向放电的真空电弧等离子体阴极,由于表面比较狭窄,产生真空电弧后,阴极斑点的高速移... 详细信息

本文研究和设计了静电聚焦型的径向放电真空电弧等离子体阴极脉冲电子束源。在分析轴向放电的真空电弧等离子体阴极稳定性的基础上,改进结构,设计了径向放电的真空电弧等离子体阴极,由于表面比较狭窄,产生真空电弧后,阴极斑点的高速移动也都位于直径小于2mm的环形阴极内表面上,从而使得电子发射效率较为稳定。并以此为发射阴极,设计径向放电结构的空心阳极等离子体阴极电子束源,该电子束源为无磁场引导的皮尔斯型电子束源,其主要由等离子体阴极和静电聚焦系统两部分组成。实验测量过程中,采用法拉第筒测量了电子束的相关参数,得到比较稳定的脉冲电子束。

关键词：脉冲电子束等离子体阴极真空电弧等离子体径向放电

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用户侧储能两电平换流器开关管开路故障诊断

高电压技术 2024年第6期50卷 2442-2451页

作者：熊亮雳刘曼佳何顺帆游力张俊敏国网湖北省电力有限公司电力科学研究院武汉430077 中南民族大学自动化系武汉430074

随着新型配电网发展,用户侧储能已成为配电网中的重要环节之一。储能设备的换流器是储能与电网的接口设备,其开关管是故障率较高的器件,且开路故障隐蔽性较强。针对配电网用户侧复杂的电能质量环境,在两电平换流器充电与放电过程中开关... 详细信息

随着新型配电网发展,用户侧储能已成为配电网中的重要环节之一。储能设备的换流器是储能与电网的接口设备,其开关管是故障率较高的器件,且开路故障隐蔽性较强。针对配电网用户侧复杂的电能质量环境,在两电平换流器充电与放电过程中开关管开路故障机理研究基础上,提出了基于扩展卡尔曼滤波器(extended Kalman filter,EKF)与宽度学习系统(broad learning system,BLS)的开关管开路故障诊断方法。该方法通过EKF动态提取故障谐波的特征,BLS识别特征并诊断故障。通过仿真与实验证明在0.2~3(标幺值)的负载波动、5%~10%的系统谐波与±0.5 Hz频率偏移等配电网常见扰动下,单管开路故障与双管开路故障准确诊断与定位的准确率为100%,为用户侧储能系统监测提供有效支持。

关键词：用户侧储能换流器开路故障动态谐波分析宽度学习系统

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三相异步电动机定子磁场可视化教学系统设计

实验室研究与探索 2023年第6期42卷 155-159,247页

作者：程立姚为何顺帆李明中南民族大学计算机科学学院武汉430074

设计了三相异步电动机定子磁场的Matlab动画仿真系统,系统以单层整距绕组为例,将基波磁动势绘制在定子圆周上形成旋转磁动势,同时确定各电流方向相同且相邻的绕组边分组。依据右手定则绘制其磁场,并在循环中每个时刻进行刷新以达到旋转... 详细信息

设计了三相异步电动机定子磁场的Matlab动画仿真系统,系统以单层整距绕组为例,将基波磁动势绘制在定子圆周上形成旋转磁动势,同时确定各电流方向相同且相邻的绕组边分组。依据右手定则绘制其磁场,并在循环中每个时刻进行刷新以达到旋转效果。该系统可通过Matlab GUI界面灵活设置不同的绕组参数和电气参数等数据,全面展示在这些参数下绕组布置和定子磁场运行的动画,直观地反映电机定子磁场所满足的相关规律。通过在教学中演示该动画,能更有效地帮学生建立旋转磁场等概念,改善教学效果。

关键词：三相异步电动机定子绕组旋转磁场可视化教学

基于改进Hilbert-Huang变换的电能质量扰动定位与分类

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现代电力 2021年第4期38卷 362-369页

作者：徐佳雄张明王阳程郴何顺帆武汉纺织大学电子与电气工程学院湖北省武汉市430200 中南民族大学计算机科学学院湖北省武汉市430074

为了精确实现电能质量扰动的定位和分类,提出了一种基于改进的Hilbert-Huang变换(Hilbert-Huang transform,HHT)的电能质量扰动辨识新方法。对传统HHT得到的幅频参数运用极值滑窗均值算法进行去极值均值化处理,提高了在Hilbert-Huang谱... 详细信息

为了精确实现电能质量扰动的定位和分类,提出了一种基于改进的Hilbert-Huang变换(Hilbert-Huang transform,HHT)的电能质量扰动辨识新方法。对传统HHT得到的幅频参数运用极值滑窗均值算法进行去极值均值化处理,提高了在Hilbert-Huang谱中判断扰动发生和结束时刻的精确性。通过新方法求出幅频曲线、Hilbert-Huang谱和Hilbert边际谱并从中提取扰动的频率成分、持续时间、电压幅值和Hilbert-Huang谱幅值4个特征量,以实现扰动的分类与辨识。仿真结果表明:改进HHT和决策树的结合不仅适用于单一扰动的定位与分类,对复杂非平稳扰动也能取得较好的效果,具备一定的抗噪能力。

关键词：电能质量扰动 HHT 决策树定位分类

基于自适应SRUKF算法的电力系统动态谐波状态估计

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电力系统保护与控制 2023年第2期51卷 102-111页

作者：张明徐诗露陆东亮夏若平何顺帆武汉纺织大学电子与电气工程学院湖北武汉430200 中南民族大学计算机科学学院湖北武汉430074

针对传统无迹卡尔曼滤波(unscented kalman filter, UKF)谐波状态估计算法存在时变噪声和异常数据时估计准确度较差的情况,提出了一种基于自适应平方根无迹卡尔曼滤波(square-root UKF, SRUKF)的电力系统谐波状态估计算法。首先,针对时... 详细信息

针对传统无迹卡尔曼滤波(unscented kalman filter, UKF)谐波状态估计算法存在时变噪声和异常数据时估计准确度较差的情况,提出了一种基于自适应平方根无迹卡尔曼滤波(square-root UKF, SRUKF)的电力系统谐波状态估计算法。首先,针对时变噪声干扰,引入改进的Sage-Husa噪声估计方法实时估计噪声协方差。其次,针对异常数据干扰,引入异常数据修正方法,通过修正系数来降低异常数据对状态估计结果的影响。最后,通过搭建IEEE14节点系统验证自适应SRUKF算法的估计性能,能够有效地应用于电力系统的动态谐波状态估计。仿真结果表明,该算法在时变噪声和异常数据干扰时仍具有良好的估计性能。

关键词：动态谐波状态估计平方根无迹卡尔曼滤波噪声估计异常数据修正