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初中数学跨学科项目式学习的实践与思考——以“商场促销活动”为例

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中学数学教学 2024年第3期 6-9页

作者：樊允浩安徽省合肥市行知实验中学 230011

数学跨学科项目式学习,是以数学为核心知识载体,融合物理、金融、信息等其他学科知识,解决真实情境或生活中的实际问题的学习活动.文章通过“商场促销活动”项目的设计与实践,介绍项目设计的一般流程:项目学习实际背景、设计驱动性问题... 详细信息

数学跨学科项目式学习,是以数学为核心知识载体,融合物理、金融、信息等其他学科知识,解决真实情境或生活中的实际问题的学习活动.文章通过“商场促销活动”项目的设计与实践,介绍项目设计的一般流程:项目学习实际背景、设计驱动性问题、制定项目学习目标、明确学习过程和项目评价设计,为中学数学教师进一步开展跨学科项目式学习研究提供思路.

关键词：初中数学跨学科项目式学习

不同槽配比下绕线式无刷双馈电机性能对比研究

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中国电机工程学报 2024年第15期44卷 6199-6208,I0030页

作者：阚超豪殷仁杰曾家乐胡兆稳余银钢合肥工业大学电气与自动化工程学院安徽省合肥市230009 合肥工业大学机械工程学院安徽省合肥市230009 高可靠配电技术安徽省联合共建学科重点实验室安徽省合肥市230009

无刷双馈电机由于结构简单、可靠性高、变频器容量小等优点在恒频变速发电领域受到广泛关注,其定转子的槽数配比对电机性能与振动具有一定程度的影响。为探究这一问题,该文以绕线式无刷双馈电机定转子磁势分析为基础,推导不同槽配合的... 详细信息

无刷双馈电机由于结构简单、可靠性高、变频器容量小等优点在恒频变速发电领域受到广泛关注,其定转子的槽数配比对电机性能与振动具有一定程度的影响。为探究这一问题,该文以绕线式无刷双馈电机定转子磁势分析为基础,推导不同槽配合的电磁力波对比以及槽配合对电机性能的影响,给出3种符合要求的槽配比方案,计算出各方案转子绕组谐波,并进行对比分析;利用有限元法对48/36槽、42/36槽与36/30槽3种方案在相同要求下的负载性能进行研究,导出定子齿部电磁力,对电机进行振动响应分析对比;最后,通过样机试验,验证有限元仿真的正确性,同时试验结果也证明所选槽配合下电机具有振动形变量小、转子电流小、系统输出电压和效率高、饱和程度低等优点。

关键词：无刷双馈电机有限元法绕线式转子电机槽数配比振动响应

一种基于分数阶微积分的CCM Boost变换器准在线无源参数的数字孪生辨识方法

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中国电机工程学报 2024年第6期44卷 2340-2349,I0022页

作者：马铭遥韩添侠陈强王鼎奕徐君可再生能源接入电网技术国家地方联合工程实验室(合肥工业大学) 安徽省合肥市230009 阳光电源股份有限公司安徽省合肥市230088

由于具有高性价比、准确性和数字化等优点,数字孪生已成为电力电子变换器故障趋势判断和预知维护的先进技术。针对当前电力电子变换器所建立的数字孪生模型尚未考虑实际电感、电容的分数阶特性的问题,基于分数阶微积分构建电力电子电路... 详细信息

由于具有高性价比、准确性和数字化等优点,数字孪生已成为电力电子变换器故障趋势判断和预知维护的先进技术。针对当前电力电子变换器所建立的数字孪生模型尚未考虑实际电感、电容的分数阶特性的问题,基于分数阶微积分构建电力电子电路的预估-校正数字孪生模型,应用基于粒子群优化(particle swarm optimization,PSO)算法的孪生参数辨识方法对不同分数阶阶次下的电感值(L)和电容值(C)进行辨识,并计算出等效串联电阻。通过与现有方法对比,该方法不仅提高了实际电感和实际电容的辨识精度,还能辨识出不同阶次下与不同C下的分数阶参数。最后,搭建不同L和C及分数阶阶次的连续导通模式Boost变换器物理样机,并考虑不同工况条件与不同辨识次数等因素来进行实验验证。实验结果验证了所提模型与方法的有效性。

关键词：数字孪生分数阶 Boost变换器参数辨识粒子群优化

基于多正弦信号注入的大功率并网逆变器电网阻抗在线测量技术研究

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中国电机工程学报 2024年第10期44卷 4026-4037,I0023页

作者：张禹风杨淑英谢震汪令祥张兴可再生能源接入电网技术国家地方联合工程实验室(合肥工业大学) 安徽省合肥市230041 阳光电源股份有限公司安徽省合肥市230088

文中研究基于多正弦扰动信号注入的大功率并网逆变器电网阻抗测量技术。选取多正弦信号作为电压扰动,参考空间光场理论中的Gerchberg-Saxton相位恢复算法对扰动信号进行优化设计;剪辑函数作为其中的关键要素,能够决定扰动信号时域波峰... 详细信息

文中研究基于多正弦扰动信号注入的大功率并网逆变器电网阻抗测量技术。选取多正弦信号作为电压扰动,参考空间光场理论中的Gerchberg-Saxton相位恢复算法对扰动信号进行优化设计;剪辑函数作为其中的关键要素,能够决定扰动信号时域波峰的剪辑速度和剪辑能力;为提升上述性能,提出采用反正切函数代替传统算法中的对数剪辑函数,仿真结果表明,相位恢复算法的剪辑性能得到大幅提升;随后,通过逆变器将扰动信号注入电网,采用Gauss-Newton非线性最小二乘法对采集到的扰动信号特征谐波频率点的信息进行曲线拟合,获取当前电网阻抗信息;最后,于搭建的1.5 MW并网逆变器RT-Lab平台进行多弱电网场景下的阻抗测量实验,实验结果验证了此方案的有效性和准确性。

关键词：大功率并网逆变器电网阻抗测量多正弦信号扰动信号设计曲线拟合

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基于N-BEATS与辅助编码器的短期电力负荷预测

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电网技术 2024年第4期48卷 1612-1621页

作者：范茜茜王国强罗贺台建玮合肥工业大学管理学院安徽省合肥市230000

短期电力负荷预测的准确性对智能电网平稳高效运行具有重要意义,但多种因素影响下的负荷数据具有较强的非平稳性与随机波动性,使得高精度的短期电力负荷预测面临挑战。为充分挖掘负荷序列中的趋势特征与周期性特征,准确提取与电力负荷... 详细信息

短期电力负荷预测的准确性对智能电网平稳高效运行具有重要意义,但多种因素影响下的负荷数据具有较强的非平稳性与随机波动性,使得高精度的短期电力负荷预测面临挑战。为充分挖掘负荷序列中的趋势特征与周期性特征,准确提取与电力负荷存在潜在相关性的辅助信息特征,提升短期电力负荷预测精度,该文提出了一种基于神经基扩展分析(neural basis expansion analysis,N-BEATS)与辅助编码器的短期电力负荷预测模型。该模型包含两个并行的编码器,基于神经基扩展分析(neural basis expansion analysis,N-BEATS)模型的负荷特征编码器和基于多头注意力机制的辅助信息编码器,分别用于学习负荷数据中的时序特征与辅助信息特征。同时,构建特征融合模块将时序特征和辅助信息特征构造成联合特征向量,并设计基于门控循环单元(gated recurrent unit,GRU)的预测解码器模块进行短期电力负荷预测。在GEFCom2014公开数据集上进行实验,结果表明所提方法与长短期记忆(long short-termmemory,LSTM)网络模型、卷积神经网络(convolutional neural network,CNN)-LSTM网络模型、序列到序列(sequence-to-sequence,Seq2Seq)网络模型、季节自回归差分移动平均(seasonal autoregressive integrated moving average,SARIMA)模型及支持向量回归模型(support vector returns,SVR)等基线模型相比,在预测精度方面具有明显优势,平均绝对百分比误差(mean absolute percentage error,MAPE)平均提升了24.16%。

关键词：短期电力负荷预测神经基扩展分析多头注意力机制特征融合深度学习

基于深度强化学习的氢能综合能源系统优化调度方法

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电力系统自动化 2024年第16期48卷 132-141页

作者：张磊吴红斌何叶徐斌张明星丁明新能源利用与节能安徽省重点实验室(合肥工业大学) 安徽省合肥市230009 国网安徽省电力有限公司电力科学研究院安徽省合肥市230601 国网安徽省电力有限公司六安供电公司安徽省六安市237000

为实现碳减排目标,氢能与综合能源系统的结合成为最具潜力的发展方向之一。针对当前氢能综合能源系统调度策略灵活性不足、复杂系统多目标优化求解困难等问题,提出一种基于深度强化学习的氢能综合能源系统优化调度方法。首先,采用耦合... 详细信息

为实现碳减排目标,氢能与综合能源系统的结合成为最具潜力的发展方向之一。针对当前氢能综合能源系统调度策略灵活性不足、复杂系统多目标优化求解困难等问题,提出一种基于深度强化学习的氢能综合能源系统优化调度方法。首先,采用耦合设备的变工况模型,构建风-光-氢-冷-热-电综合能源系统,拓展设备联合供能空间。其次,考虑系统运行成本、碳排放量、系统自供给平衡度和新能源利用率,基于最优解距离构建多目标优化模型,激发智能体探索性。然后,通过时序片段表征优化深度强化学习算法,增强了智能体对系统状态变化的估计精度。最后,在源荷实测数据的基础上设计仿真算例。结果表明,所提方法可以有效提高氢能综合能源系统调度的灵活性,充分挖掘氢能的碳减排潜力,实现调度经济性和环保性的双重优化。

关键词：综合能源系统氢能优化调度深度强化学习多目标优化可再生能源

基于定子电流法的绕线转子无刷双馈发电机偏心故障研究

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中国电机工程学报 2024年第8期44卷 3260-3268,I0027页

作者：阚超豪张恒方裕超蒋涛程源新能源利用与节能重点实验室(合肥工业大学) 安徽省合肥市230009

绕线转子无刷双馈电机在船舶轴带发电以及风力发电等领域中具有良好的应用前景。转子偏心是一种常见的机械故障,威胁着现代化工业体系的稳定运转,因此实现其状态检测和故障诊断非常关键。由于无刷双馈电机具有特殊的定、转子绕组结构以... 详细信息

绕线转子无刷双馈电机在船舶轴带发电以及风力发电等领域中具有良好的应用前景。转子偏心是一种常见的机械故障,威胁着现代化工业体系的稳定运转,因此实现其状态检测和故障诊断非常关键。由于无刷双馈电机具有特殊的定、转子绕组结构以及复杂的气隙磁场,因此传统的故障检测方法无法直接用于该类电机。该文通过定子电流法提取了功率绕组电流的特征频率分量作为故障指标,实现对静偏心、动偏心以及混合偏心的无创诊断。建立故障电机的时步有限元模型,并通过详细的故障机理分析,得出不同类型的偏心故障可能导致的特征频率信号。最后,以一台2/4对极无刷双馈电机为例,并通过有限元仿真、样机试验验证解析法的结论,为绕线转子无刷双馈电机偏心故障的精准检测提供了理论依据。

关键词：无刷双馈发电机转子偏心时步有限元法频谱分析故障诊断

采用可控负荷灵敏度的DFIG并网电力系统低频振荡模式抑制

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中国电机工程学报 2024年第7期44卷 2641-2654,I0011页

作者：李生虎方天扬叶剑桥新能源利用与节能安徽省重点实验室(合肥工业大学电气与自动化工程学院) 安徽省合肥市230009

双馈感应发电机(doubly fed induction generator,DFIG)并网加剧了低频振荡(low-frequency oscillations,LFO)。电力市场和智能用电设备,使得负荷可参与阻尼控制。此时危险模式阻尼比受负荷影响,增加特征灵敏度解析表达难度。现有恒阻... 详细信息

双馈感应发电机(doubly fed induction generator,DFIG)并网加剧了低频振荡(low-frequency oscillations,LFO)。电力市场和智能用电设备,使得负荷可参与阻尼控制。此时危险模式阻尼比受负荷影响,增加特征灵敏度解析表达难度。现有恒阻抗模型,不能反映综合负荷对小扰动稳定影响;异步电机模型精确,但参数辨识难度大,很难用于小扰动稳定分析。该文为避免潮流计算和稳定分析中负荷模型差异,采用ZIP负荷模型修正系统状态方程。以潮流解对负荷灵敏度为中间变量,提出危险模式阻尼比对负荷灵敏度的解析表达。引入准比例谐振控制(quasi-proportional resonance,qPR)调节负荷,相应修正阻尼比灵敏度,以改善阻尼控制的鲁棒性。仿真结果验证了所提算法的控制效果。

关键词：双馈感应发电机低频振荡阻尼控制 ZIP负荷准比例谐振控制灵敏度

基于气隙磁密差信号峭度因子的永磁同步电机局部退磁故障诊断

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中国电机工程学报 2024年第14期44卷 5747-5755,I0026页

作者：丁石川吴振兴李亚杭俊何旺安徽大学电气与自动化学院安徽省合肥市230601

该文提出一种新型基于气隙磁密信号差峭度因子的永磁同步电机局部退磁故障诊断方法。首先,建立永磁同步电机等效磁路模型,根据简化模型分析局部退磁故障后各极主磁路下径向气隙磁密的变化规律。然后,将预存健康电机空载状态下气隙磁密... 详细信息

该文提出一种新型基于气隙磁密信号差峭度因子的永磁同步电机局部退磁故障诊断方法。首先,建立永磁同步电机等效磁路模型,根据简化模型分析局部退磁故障后各极主磁路下径向气隙磁密的变化规律。然后,将预存健康电机空载状态下气隙磁密信号与测量的在线状态下气隙磁密信号作差并计算其峭度值,作为故障特征值。取健康电机空载状态下气隙磁密信号与不同工况下气隙磁密信号差峭度值的最大值作为参考值,根据故障特征值与参考值的大小诊断出局部退磁。最后,仿真和实验结果均验证提出的局部退磁故障诊断方法的有效性。

关键词：永磁同步电机(PMSM) 气隙磁密等效磁路峭度因子局部退磁故障

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