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基于光储混合配置的级联H桥型光伏逆变器功率平衡策略

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中国电机工程学报 2024年第5期44卷 1948-1961,I0024页

作者：孙孝峰刘鑫磊滕甲训张㼆赵巍李昕电力电子节能与传动控制河北省重点实验室(燕山大学) 河北省秦皇岛市066004

级联H桥(cascade H-bridge,CHB)变换器由于其模块化结构,已成为大规模光伏(photovoltaic,PV)并网逆变器的优选方案。然而,在不同光照强度和温度下,不同区域PV组件之间发电功率不同,导致CHB变换器相间输出功率不均衡、不稳定等问题。为此... 详细信息

级联H桥(cascade H-bridge,CHB)变换器由于其模块化结构,已成为大规模光伏(photovoltaic,PV)并网逆变器的优选方案。然而,在不同光照强度和温度下,不同区域PV组件之间发电功率不同,导致CHB变换器相间输出功率不均衡、不稳定等问题。为此,文中提出一种基于CHB结构的光储混合电能路由,在三相CHB光伏逆变器中配置少量的储能模块,利用光储协同控制,维持CHB内部功率稳定,消除分布式PV在相间产生的不均衡功率,且变换器输出功率能够时刻满足网侧上层功率调度,提高了光伏电站的稳定性。针对系统安全区域,在载波移相调制策略下,全桥子模块传输的功率受到约束,并对光伏和储能模块的配置作详细分析。最后,通过仿真以及实验验证所提拓扑及控制策略的正确性和有效性。

关键词：级联H桥变换器光伏功率不均衡集中式储能功率限值

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列车控制系统的抗拒绝服务攻击弹性控制策略

控制理论与应用 2024年第2期41卷 311-320页

作者：高兵步兵北京交通大学轨道交通控制与安全国家重点实验室北京100044

当遭受拒绝服务(DoS)攻击时,分布式列车控制系统的弹性控制问题受到广泛关注.本文提出了一种基于分布式领导车状态观测器和障碍李雅普诺夫函数的弹性控制策略,不仅可以避免列车碰撞,同时实现了编队控制的目标.首先,给出了一种分布式的... 详细信息

当遭受拒绝服务(DoS)攻击时,分布式列车控制系统的弹性控制问题受到广泛关注.本文提出了一种基于分布式领导车状态观测器和障碍李雅普诺夫函数的弹性控制策略,不仅可以避免列车碰撞,同时实现了编队控制的目标.首先,给出了一种分布式的领导车状态观测器设计方法,用于实时估计领导车的状态.理论分析表明,在DoS攻击满足一定约束的条件下,该状态观测器的估计误差具有指数稳定特性.在此基础上,通过将列车碰撞避免问题转化为状态受限问题,提出一种基于障碍李雅普诺夫函数的状态受限控制律,解决了DoS攻击下确保碰撞避免的车队控制问题.最后,数值仿真证实了本文方法的有效性.

关键词：拒绝服务弹性控制状态估计障碍李雅普诺夫函数列车运行控制碰撞避免

水-荷耦合作用下沥青桥面铺装层裂缝扩展分析

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吉林大学学报（工学版） 2024年第7期54卷 1988-1996页

作者：崔亚宁司春棣凡涛涛王飞石家庄铁道大学省部共建交通工程结构力学行为与系统安全国家重点实验室石家庄050043 河北省交通安全与控制重点实验室石家庄050043 石家庄铁道大学交通运输学院石家庄050043

沥青混合料桥面铺装层裂缝在水-荷载作用下会进一步引发松散、坑槽等病害,为揭示荷载作用下孔隙水压力对既有裂缝扩展的影响,本文建立了沥青混凝土连续箱梁桥面铺装层有限元模型,并通过现场动载试验,以桥梁动挠度及模态为指标验证有限... 详细信息

沥青混合料桥面铺装层裂缝在水-荷载作用下会进一步引发松散、坑槽等病害,为揭示荷载作用下孔隙水压力对既有裂缝扩展的影响,本文建立了沥青混凝土连续箱梁桥面铺装层有限元模型,并通过现场动载试验,以桥梁动挠度及模态为指标验证有限元模型正确性。在桥面铺装层上面层底部预设纵向裂缝,通过分析裂缝尖端应力强度因子K_(I)和K_(II)的变化规律研究水-荷耦合作用下桥面铺装层既有裂缝扩展对桥面的影响。研究发现,应力强度因子K_(I)的变化反映出动水压力作用会促进铺装层张拉型裂缝扩张,水的存在导致K_(I)值增大约50%,动水压力越大扩展速度越快,动水压力对剪切型裂缝的扩展影响较小,应力强度因子K_(II)变化不大,但由于水的存在使得应力强度因子响应时间变长,因此,水会对桥面铺装层产生持续影响。

关键词：道路工程桥面铺装层裂缝扩展水-荷载耦合应力强度因子

地铁列车底部几何结构简化对车底流动及电机散热的影响

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中南大学学报（自然科学版） 2024年第5期55卷 1723-1733页

作者：马江川杨明智钱博森中南大学交通运输工程学院轨道交通安全教育部重点实验室湖南长沙410075 中南大学轨道交通安全关键技术国际合作联合实验室湖南长沙410075

在数值模拟中,几何结构的简化可以有效提升计算效率,降低计算成本。采用基于三维、定常、可压缩的雷诺平均纳维斯托克斯方程(RANS)模型,并充分考虑热辐射,研究3种底部结构简化模型(A、B、C)对地铁列车底部流场以及直线电机表面温度分布... 详细信息

在数值模拟中,几何结构的简化可以有效提升计算效率,降低计算成本。采用基于三维、定常、可压缩的雷诺平均纳维斯托克斯方程(RANS)模型,并充分考虑热辐射,研究3种底部结构简化模型(A、B、C)对地铁列车底部流场以及直线电机表面温度分布的影响,从而评估简化模型的计算精度和效率。研究结果表明:简化底部结构可减小电机后方的尾流面积,使底部流动增强;模型越简化,冷却空气的流量越高,通过简化几何结构可以影响走行风的流通性;冷却风量增加可影响电机的对流换热,相比于原始模型,这3种简化模型使得各电机的温度的平均值分别降低1.2%、2.4%和7.5%;若要在保证计算精度的前提下提高计算效率,考虑到车底的流场分布规律和温度场计算结果,则需对原始模型的转向架的轮轴、刹车盘、横向拉杆和悬挂装置等结构进行简化。

关键词：地铁列车简化模型车底流动散热

MOFs基微流控电化学芯片对多种重金属离子的实时在线检测

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高等学校化学学报 2024年第2期45卷 25-34页

作者：陈晓萍王旭潭刘宁汪庆祥倪建聪杨伟强林振宇闽南师范大学化学化工与环境学院漳州363000 福建省现代分离分析科学与技术重点实验室污染监测与控制福建省高校重点实验室漳州363000 福州大学食品安全与生物分析教育部重点实验室福建省食品安全分析与检测技术重点实验室福州350108

将具有丰富微孔的ZIF-8金属有机框架和电化学技术对金属离子的富集作用与微流控器件对溶液流动的可控性相结合,构建了一种新型传感器,实现了高通量、实时和快速检测环境中的多种金属离子污染物.研制的ZIF-8-Nafion/ITO基微流控电化学传... 详细信息

将具有丰富微孔的ZIF-8金属有机框架和电化学技术对金属离子的富集作用与微流控器件对溶液流动的可控性相结合,构建了一种新型传感器,实现了高通量、实时和快速检测环境中的多种金属离子污染物.研制的ZIF-8-Nafion/ITO基微流控电化学传感器对Cd^(2+),Pb^(2+)及Hg^(2+)离子在0.1~100μmol/L的浓度范围内具有良好的线性关系,检出限分别为0.055,0.0025及0.0016μmol/L(S/N=3).该微流控芯片对于样品的需求量少,可降低对能源的消耗;同时由聚二甲基硅氧烷拓印的微流控器件还有望实现柔性电极的功能,对便携式电化学柔性器件在生物和环境样品的集成化和自动化检测具有重要意义.

关键词：微流控重金属检测电化学传感器金属有机框架

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球形分层大地格林函数的理论推导和数值计算

中国电机工程学报 2024年第3期44卷 1237-1246,I0033页

作者：潘卓洪王岩高磊王浩丞肖振民刘子暄李慧奇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

目前球形分层大地格林函数在理论推导和数值计算方面还存在着较大的困难。首先,通过球形分层电磁理论推导无穷勒让德级数形式的格林函数,并提出勒让德级数权重函数的递推算法。在此基础上,提出求解球形分层格林函数的复镜像方法,将格林... 详细信息

目前球形分层大地格林函数在理论推导和数值计算方面还存在着较大的困难。首先,通过球形分层电磁理论推导无穷勒让德级数形式的格林函数,并提出勒让德级数权重函数的递推算法。在此基础上,提出求解球形分层格林函数的复镜像方法,将格林函数的无穷级数求和转化为复镜像位函数的叠加,并推导算法的误差上限计算公式,通过算例验证方法的准确性。针对地球尺度级别球形分层格林函数的数值奇异问题和极缓慢收敛特性,提出基于多精度算法的解决方案,进一步证明复镜像法在计算速度和精度上的优势。所提方法能够解决球形分层格林函数的理论和计算难题,为求解地球尺度级别球形分层格林函数提供有效解决方案。

关键词：球形分层大地格林函数复镜像法多精度算法误差上限计算公式

基于能量流向的变压器饼式绕组散热分析及试验研究

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中国电机工程学报 2024年第8期44卷 3327-3336,I0033页

作者：李欢刘云鹏毕瀚文李东阳黎晏霖范晓舟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

变压器热点温度作为运行经济性、安全性的关键指标,是设备在线监测及状态评估中的重点。该文对变压器内部散热进行研究,着眼于饼式绕组及其油道结构,基于能量流向建立绕组温度变化的物理模型。基于这一模型,在一台内置分布式传感光纤的1... 详细信息

变压器热点温度作为运行经济性、安全性的关键指标,是设备在线监测及状态评估中的重点。该文对变压器内部散热进行研究,着眼于饼式绕组及其油道结构,基于能量流向建立绕组温度变化的物理模型。基于这一模型,在一台内置分布式传感光纤的110kV三相ONAN变压器上开展试验研究,使用分布式光纤测温(distributed temperature sensing,DTS)技术对运行状况下的绕组整体温度分布进行实时监测,分析绕组在ONAN冷却方式下的散热状况。在变压器启动初期,绕组各处散热量较低,温升速率较快。约2 h后,各饼散热量基本与损耗相一致,散热率可达98%以上,因此将这一阶段称为准稳态。准稳态阶段,绕组整体散热率基本一致。负载变化前期不同位置散热量的差异是温度梯度形成的主要原因。基于DTS手段及散热器进出口处油温,提出绕组每饼平均对流换热系数的计算方法,基于无量纲数建立绕组内外表面局部对流换热系数的计算方法,对不同位置、负载率下两种对流换热系数的变化规律进行分析获得了绕组运行过程中对流换热系数分布规律及变化趋势。

关键词：变压器饼式绕组散热分析对流换热系数分布式光纤传感

基于OpenStack的高可用城轨云平台:设计、实现与可用性分析

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铁道学报 2024年第2期46卷 94-104页

作者：朱力李子恒唐涛王悉北京交通大学轨道交通信号控制与安全国家重点实验室北京100044

轨道交通系统对于可靠性具有特殊要求,构建高可用轨道交通私有云计算平台,已成为城轨交通的热门研究领域。设计并实现高可用云管系统与高可用云上虚拟机,能有力推动更多的轨道交通业务向云平台迁移,提升资源利用率。首先,介绍轨道交通... 详细信息

轨道交通系统对于可靠性具有特殊要求,构建高可用轨道交通私有云计算平台,已成为城轨交通的热门研究领域。设计并实现高可用云管系统与高可用云上虚拟机,能有力推动更多的轨道交通业务向云平台迁移,提升资源利用率。首先,介绍轨道交通的云计算建设概况及云平台容错方法;其次,详细描述利用开源OpenStack技术,实现高可用云管平台与高可用虚拟机的方法,利用故障树工具分析云管系统与虚机的失效模式之后,用马尔科夫过程对云管系统与虚机的可靠性进行建模分析;最后,利用设计的高可用云平台,部署完整的基于通信的列车控制系统中的地面业务,并对虚拟机两项可用性的关键指标进行测试,根据测试结果,获得模型的参数,进而计算得到整个私有云计算平台的可用性指标。本研究将为城市轨道交通的高可用云计算平台建设提供有力的理论基础与实践经验。

关键词：城市轨道交通云计算 OpenStack 虚拟机高可用可靠性

隧道火灾中物理场与关键控制参数间的快速双向预测

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清华大学学报（自然科学版） 2024年第6期64卷 1024-1031页

作者：洪瑶史聪灵李俊毅李佳中国安全生产科学研究院交通安全研究所地铁火灾与客流疏运安全北京市重点实验室北京100012

为提升隧道火灾全物理场信息的预测速度以及解决隧道火灾关键控制参数的反向预测问题,该文构建了深度学习模型用于隧道火灾中全物理场和关键控制参数间的快速双向预测,使用了大型数值数据库训练所构建的模型,评估了模型对数据的学习能... 详细信息

为提升隧道火灾全物理场信息的预测速度以及解决隧道火灾关键控制参数的反向预测问题,该文构建了深度学习模型用于隧道火灾中全物理场和关键控制参数间的快速双向预测,使用了大型数值数据库训练所构建的模型,评估了模型对数据的学习能力及其预测能力。结果表明:经过100个训练周期后,使用所提出的双向预测模型和数据集取得了良好的训练收敛效果,物理场和关键控制参数在训练集上均达到结果快速重现。模型训练完成后,隧道火灾的平均温度场和6项隧道火灾的关键控制参数得到了基本的预测,预测结果同时涵盖了隧道的几何信息和物理信息。该研究结果可为隧道火灾演化规律的快速预测提供参考。

关键词：隧道火灾深度学习快速预测物理场关键控制参数

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