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基于自适应有源阻尼的宽频域谐振抑制器

南方电网技术 2024年

作者：李志军张俊杰贾杨省部共建电工装备可靠性与智能化国家重点实验室(河北工业大学) 河北工业大学人工智能与数据科学学院

风电机组经串、并联补偿并网可以降低线损，并有效提高线路送电功率和系统运行的稳定性，但补偿电容与风电机组控制装置之间的相互作用可能会引发包括次同步谐振和高频谐振的宽频域谐振稳定性问题。考虑串补、并补两种并网线路类型，推... 详细信息

风电机组经串、并联补偿并网可以降低线损，并有效提高线路送电功率和系统运行的稳定性，但补偿电容与风电机组控制装置之间的相互作用可能会引发包括次同步谐振和高频谐振的宽频域谐振稳定性问题。考虑串补、并补两种并网线路类型，推导并建立了双馈风机并网系统的阻抗模型，利用阻抗法分析风机并网系统宽频域谐振的发生机理，提出并设计了一个自适应宽频域谐振抑制器，将其并联连接到公共耦合点(point of common coupling， PCC)，通过提取PCC点谐振电压并利用谐波含量限制的方法合成一个阻尼电阻，以抑制系统产生的宽频域谐振。最后在MATLAB/Simulink中搭建了风电并网系统等值系统模型，通过时域仿真验证了该自适应宽频域谐振控制器的正确性和有效性。

关键词：风电并网宽频域谐波谐振阻抗分析法自适应有源阻尼

舵类结构件几何量误差视觉检测方法及误差评定

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光学精密工程 2024年第2期32卷 158-170页

作者：杨泽青平恩旭陈英姝胡宁张毅金一吕雅丽河北工业大学机械工程学院天津300401 河北工业大学电工装备可靠性与智能化国家重点实验室天津300401 天津爱思达航天科技股份有限公司天津300000

针对现有接触式测量方法装夹定位后只能测量一种或两种参数、检测效率低等问题,提出一种舵类结构件几何量误差和装配误差视觉检测方法。首先,利用计算机视觉系统获取舵轴和舵面区域图像,利用图像预处理技术去除图像畸变和噪声,为了更有... 详细信息

针对现有接触式测量方法装夹定位后只能测量一种或两种参数、检测效率低等问题,提出一种舵类结构件几何量误差和装配误差视觉检测方法。首先,利用计算机视觉系统获取舵轴和舵面区域图像,利用图像预处理技术去除图像畸变和噪声,为了更有效地提取舵类结构件边缘,分别采用Sobel算子、Scharr算子、Laplace算子和Canny算子对图像进行边缘检测以确定轮廓,实验对比发现Scharr算子处理后的舵轴图像边缘更清晰且无间断,Canny算子处理后的摇臂图像边缘比较清晰,因此选用Scharr算子提取舵轴图像边缘、Canny算子提取摇臂图像边缘。结合被测要素特点,采用霍夫直线和霍夫圆检测方法提取舵面边缘线特征、舵轴母线特征、摇臂圆轮廓特征;确定了舵芯对称度、舵轴垂直度、摇臂夹角的基准要素,构建了几何量误差检测目标函数,运用自适应遗传算法计算最优解;结合相机标定的内外参矩阵,得到舵芯对称度、舵轴垂直度、摇臂夹角的测量值。最后,研发了舵类结构件几何量误差和装配误差视觉检测软件,搭建了视觉检测实验平台,实现了几何量误差及装配角度误差快速检测功能。经过多次重复测量实验,对称度检测精度达到0.055 mm,垂直度检测精度达到0.225 mm,装配角度检测精度达到0.772°,完成单次检测耗时7 s。该方法不仅提高了几何量误差检测精度和检测效率,同时有助于提高舵类结构件成型-制造-在机检测的自动化和智能化水平。

关键词：舵类结构件几何量误差视觉检测霍夫变换

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考虑移动储能的风雨灾害配电网弹性提升方法

电力系统及其自动化学报 2024年第5期36卷 69-79,89页

作者：王笑雪迟林林陈海文河北工业大学电工装备可靠性与智能化国家重点实验室天津300401

以台风和暴雨为代表的极端自然灾害会导致配电网大规模故障。为减小故障损失,提出一种计及风雨联合灾害下考虑移动储能的配电网弹性提升方法。首先,量化台风和暴雨灾害对配电网造成的影响,构建风雨联合灾害下的配电网故障率模型并基于... 详细信息

以台风和暴雨为代表的极端自然灾害会导致配电网大规模故障。为减小故障损失,提出一种计及风雨联合灾害下考虑移动储能的配电网弹性提升方法。首先,量化台风和暴雨灾害对配电网造成的影响,构建风雨联合灾害下的配电网故障率模型并基于系统信息熵筛选典型故障场景;其次,以灾害期间切负荷经济损失最小为目标,建立混合整数二阶锥规划模型,提出计及弹性提升的移动储能运行调度方法;最后,通过仿真算例对所提方法的有效性进行验证。结果表明,本文所提方法能有效提升配电网弹性,减少停电带来的经济损失。

关键词：配电网弹性提升移动储能台风暴雨灾害模型配电网故障率柔性多状态开关

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基于超级电容器的改进双馈风机调频策略

南方电网技术 2024年

作者：李志军刘士杰邱春阳王雅欣河北工业大学省部共建电工装备可靠性与智能化国家重点实验室河北工业大学电气工程学院河北工业大学人工智能与数据科学学院

DFIG机组可通过超速减载获得有功备用来参与调频，但由于DFIG有最低转速限制，在转速恢复时可能导致严重的频率二次跌落。针对这一问题，本文提出一种基于双向DC/DC变流器加超级电容器储能参与调频的策略。首先基于DFIG传统超速减载调... 详细信息

DFIG机组可通过超速减载获得有功备用来参与调频，但由于DFIG有最低转速限制，在转速恢复时可能导致严重的频率二次跌落。针对这一问题，本文提出一种基于双向DC/DC变流器加超级电容器储能参与调频的策略。首先基于DFIG传统超速减载调频原理，分析了其可能产生频率二次跌落的原因和后果；然后，结合超级电容器和DFIG网侧变流器的运行特性，将超级电容器通过DC/DC变流器接口并联在DFIG背靠背变流器直流母线上，利用DFIG网侧变流器协同超级电容器的储能特性来参与调频，有效避免了频率的二次跌落，达到良好的调频效果；最后，通过仿真验证所提方法的有效性与优越性。

关键词：双馈风机超级电容器调频频率二次跌落 Buck-Boost变流器

一种采用记忆神经网络和曲线形状修正的负荷预测方法

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电力工程技术 2024年第1期43卷 117-126页

作者：张家安李凤贤王铁成郝妍河北工业大学省部共建电工装备可靠性与智能化国家重点实验室天津300130 河北工业大学电气工程学院天津300130 河北工业大学人工智能与数据科学学院天津300401 河北工业大学实验实训中心天津300401

针对分布式电源和新型负荷容量累积造成负荷影响因素多元化和不确定性特性增强的问题,文中提出一种采用记忆神经网络和曲线形状修正的负荷预测方法。在负荷峰值预测中,采用最大信息系数计算负荷峰值与影响因素的非线性相关性,实现对输... 详细信息

针对分布式电源和新型负荷容量累积造成负荷影响因素多元化和不确定性特性增强的问题,文中提出一种采用记忆神经网络和曲线形状修正的负荷预测方法。在负荷峰值预测中,采用最大信息系数计算负荷峰值与影响因素的非线性相关性,实现对输入特征的筛选;综合考虑负荷峰值序列的长短期自相关性和输入特征与负荷峰值的不同程度相关性,结合Attention机制和双向长短时记忆(bidirectional long short-term memory,BiLSTM)神经网络建立负荷峰值预测模型。在负荷标幺曲线预测中,通过误差倒数法组合相似日和相邻日,建立负荷标幺曲线预测模型;针对预测偏差的非平稳特征,利用自适应噪声的完全集成经验模态分解和BiLSTM网络建立误差预测模型,对曲线形状进行修正。应用中国北方某城市的区域电网负荷数据为算例,验证了所提模型的有效性。

关键词：超短期负荷预测 Attention机制双向长短时记忆(BiLSTM)神经网络负荷峰值负荷标幺曲线曲线形状修正

基于多频相移的相位偏折测量透明物体表面三维形貌

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红外与激光工程 2024年第4期53卷 201-214页

作者：宿朝阳王张颖倪育博高楠孟召宗杨泽青张国锋尹伟赵洪伟张宗华河北工业大学机械工程学院天津300401 河北工业大学省部共建电工装备可靠性与智能化国家重点实验室天津300401 河北工业大学电气工程学院天津300401 西安交通大学机械工程学院陕西西安710049 中国飞机强度研究所强度与结构完整性全国重点实验室陕西西安710065

光学三维测量中的相位偏折测量术以其快速、高精度、稳定抗干扰的优点,在光学表面测量、快速检测等领域得到广泛应用。透明物体因其上下表面的折射和反射,导致相机采集到不同表面反射叠加的混合条纹,传统的相位偏折测量术难以对其进行... 详细信息

光学三维测量中的相位偏折测量术以其快速、高精度、稳定抗干扰的优点,在光学表面测量、快速检测等领域得到广泛应用。透明物体因其上下表面的折射和反射,导致相机采集到不同表面反射叠加的混合条纹,传统的相位偏折测量术难以对其进行有效的三维测量。为解决该问题,文中提出一种基于多频相移的相位偏折法测量透明物体的表面三维形貌。首先,显示屏显示多种不同频率与多步相移结合的正弦条纹,从另外一个角度相机采集物体表面反射的混合条纹。然后,利用最小二乘法迭代将混合条纹进行分离,得到上下表面折叠相位并展开。接着,通过梯度标定确定相位与梯度的关系,根据梯度积分恢复透明物体表面的三维形貌。最后,实验证明所提方法能够有效实现混合条纹的分离,实测透明玻璃板上表面的平均误差从32.4μm减少到5.1μm,结果验证了混合条纹分离方法的有效性,提升了透明物体表面三维形貌测量精度。与已有方法相比,文中方法可以有效避免初始相位值偏差较大带来的影响,缩短计算时间,适用于不同形状透明物体表面三维形貌的测量。

关键词：相位偏折测量术透明物体多频相移三维形貌

分裂齿集中绕组永磁游标电机电磁转矩特性分析

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机床与液压 2024年第5期52卷 186-193页

作者：马泽轩刘旭刘福贵省部共建电工装备可靠性与智能化国家重点实验室(河北工业大学) 天津300401 河北省电磁场与电器可靠性重点实验室(河北工业大学) 天津300130 河北工业大学电气工程学院天津300130

为了研究分裂齿集中绕组永磁游标电机(PMVM)的电磁转矩特性,基于磁场调制原理建立PMVM的磁动势磁导模型,给出永磁体和电枢绕组单独作用下气隙磁密谐波的次数和转速表达式,分析产生平均转矩和转矩脉动的谐波次数。采用麦克斯韦应力张量... 详细信息

为了研究分裂齿集中绕组永磁游标电机(PMVM)的电磁转矩特性,基于磁场调制原理建立PMVM的磁动势磁导模型,给出永磁体和电枢绕组单独作用下气隙磁密谐波的次数和转速表达式,分析产生平均转矩和转矩脉动的谐波次数。采用麦克斯韦应力张量法计算各主次谐波产生转矩的大小,确定各主次谐波对电磁转矩的影响。通过有限元分析对结果进行了验证。结果表明:PMVM的电磁平均转矩绝大部分由16次谐波产生,占比98.83%,转矩脉动主要由16、34、48次谐波产生,占比52.29%。PMVM电磁平均转矩的来源主要为永磁体产生的气隙磁密基波,因此可改变永磁体的用量和形状增大其产生的气隙磁密基波以提升PMVM电磁转矩性能。

关键词：永磁游标电机磁场调制原理电磁转矩有限元分析

基于电极等效电路模型的锂离子电池无析锂快充策略优化研究

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电工技术学报 2024年第18期39卷 5868-5882页

作者：赵英杰张闯刘素贞陈占群徐志成省部共建电工装备可靠性与智能化国家重点实验室(河北工业大学) 天津300401 河北省电磁场与电器可靠性重点实验室(河北工业大学) 天津300401 保定市尤耐特电气有限公司保定071051

析锂是制约石墨阳极型锂离子电池快充安全与效率的关键问题。为了保障车载电池充电安全、缓解新能源汽车里程焦虑,有必要针对锂离子电池开展无析锂快充研究。鉴于此,该文基于锂离子电池电极等效电路模型,提出一种由阳极电势观测器和充... 详细信息

析锂是制约石墨阳极型锂离子电池快充安全与效率的关键问题。为了保障车载电池充电安全、缓解新能源汽车里程焦虑,有必要针对锂离子电池开展无析锂快充研究。鉴于此,该文基于锂离子电池电极等效电路模型,提出一种由阳极电势观测器和充电电流控制器组成的双闭环无析锂快充策略调控方案,实现了锂离子电池的无析锂安全快充。实验结果表明,不同工况下的阳极电势平均观测误差均低于5 mV,最大误差不超过10 mV;在电流调节过程中,阳极电势到达并稳定在设定阈值+1 mV范围内的调节时间为26 s,稳态误差小于0.05 mV,并且无超调和振荡。此外,与1C恒流恒压策略相比,该策略能节省46%的充电时间,充电过程中阳极电势最低为4.8 mV,且将锂离子电池拆解后也未发现析锂,证明该策略能明显缩短充电时间并有效抑制析锂。

关键词：锂离子电池电极等效电路模型阳极电势快充策略

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基于Hankel矩阵奇异值分解的多厂站信息同步方案

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电力建设 2024年

作者：李晔贾娜何佳伟李斌刘晓明智能电网教育部重点实验室(天津大学) 省部共建电工装备可靠性与智能化国家重点实验室(河北工业大学)

智能变电站信息同步对电力系统故障智能诊断、保护具有重要意义。卫星时钟同步方法应用较为广泛，然而，卫星时钟同步方法容易出现同步信号丢失问题，且还需配备若干同步信号传输通道，传输通道的损坏将在主、从时钟之间引起同步误差。... 详细信息

智能变电站信息同步对电力系统故障智能诊断、保护具有重要意义。卫星时钟同步方法应用较为广泛，然而，卫星时钟同步方法容易出现同步信号丢失问题，且还需配备若干同步信号传输通道，传输通道的损坏将在主、从时钟之间引起同步误差。针对这一问题，考虑到基于突变量检测算法的信息同步技术不受限于同步通信，能有效避免由于通信造成的信息不同步问题，因此提出基于突变量检测算法的多厂站信息同步方案。在脉冲宽度、边界效应以及相移影响方面，详细对比了小波变换、奇异值分解等典型突变量检测算法的性能，在此基础上，提出了基于Hankel矩阵奇异值分解算法的信号同步方案。最后，利用大量现场录波数据进行解析验证了所提信息同步方案的可行性和优势。结果表明，所提的信息同步方案能够实现厂站内和厂站间各保护装置与录波器间的信息精准同步。

关键词：信息同步突变量算法小波变换 Hankel矩阵奇异值分解