基于IAPWS-IF97的水和水蒸气性质计算模型及实现

将国际水和水蒸气性质协会(IAPWS)提供的1997年工业用计算模型(简称IAPWS-IF97)和国际公式化委员会提供的1967年工业用计算模型(简称IFC67)的不同方面做了比较分析,最后结合工程实践,在确保计算结果精确、计算速度快的基础上补充了计算炯的函数,并根据IAPWS-IF97模型编制了基于构件技术的水和水蒸气性质计算软件。     

基于信赖域内点法的静态ATC计算

可用传输容量(ATC)计算已成为电力市场研究的一个重要部分.将一种信赖域内点法应用到基于最优潮流(OPF)的总传输容量(TTC)计算模型中,以IEEE-39节点系统为例进行了验证计算,并就此算法的优化性能与连续二次规划法(SQP)进行了比较.     

雷电电磁场的空间分布

基于传输线 (TL )闪电回击模型计算了闪电回击产生的空间电磁场 ,根据计算结果总结了闪电电磁脉冲(L EMP)的空间分布规律     

基于蛇优化算法的Otsu图像分割方法

Otsu算法是图像处理中运用广泛的图像分割方法,尽管有着计算简单、准确的特性,但因为需要进行穷举运算,所以计算效率不高。为提高图像分割的实时性,引入了蛇优化算法(SO)对Otsu进行了优化,创建了基于蛇优化算法的Otsu图像分割方法(SO-Otsu)。在该算法中,利用蛇优化算法来模拟蛇的特性进行最佳阈值的寻找,以降低迭代时间,提升计算速度。在仿真实验中,利用经典的Lena、Peppers、Goldhill、Cameraman图片进行测试,与基于果蝇优化算法的Otsu方法(FOA-Otsu)和基于麻雀搜索算法的Otsu方法(SSA-Otsu)进行对比。并通过计算峰值信噪比(PSNR)、结构相似性(SSIM)、特征相似性(FSIM)和计算时间作为评价指标结果进行评估。结果表明,与其他算法相比,算法计算效率高、分割细节效果好且综合分割性能优异,为提高图像分割的计算效率提供了一种理想的工具。     

电厂锅炉(火用)效率分析

结合热力学第一定律和热力学第二定律,介绍了电厂(火用)效率的计算方法,并以珲春发电有限责任公司1号炉为例,利用在满负荷条件下的热力数据,计算了(火用)效率及(火用)损失,通过计算后的结果说明采用(火用)分析比热分析更全面、更有效地揭示锅炉各种损失及其部位,为火电厂进一步开展节能工作提供了科学依据.     

IEC60909标准与PSASP短路计算的比较研究

IEC60909是国际电工协会(IEC)制定的短路计算国际标准,目的是在通常可以接受的精度下,建立一个普遍性的、实用并简洁的求取结果的过程.(<电力系统分析综合程序>(PSASP)中的短路计算模块(SC),是我国电力系统广泛采用的短路计算程序.对两者的计算内容、计算假定、数学模型和计算方法等方面进行了比较,阐明了它们的异同,并结合算例解释了它们计算结果出现差别的原因,指出了其各自适用的情况.     

保护用电流互感器的选择及计算方法的探讨

通过对电流互感器(TA)暂态特性的分析,对保护用TA暂态面积系数K_(td)的计算、标准、计算K_(td)应采用瞬时值还是最大值、误差计算等问题进行了探讨。同时,对保护用TA在工程选择中,保护校验故障电流和流过TA的短路电流的时间t的选择原则进行了阐述。     

基于分段三次Hermite插值的光源相关色温及色偏差的快速计算

为了确定光源的相关色温(correlated color temperature, CCT)和色偏差D_(uv),传统算法需要通过逐步搜索比较以确定普朗克黑体辐射轨迹上与光源色坐标(u_c,v_c)距离最近点的色坐标(u_0,v_0),以及与点(u_0,v_0)相邻较近的若干点的曲线斜率,计算量大、耗时长,而现有的曲线拟合计算方法虽然计算速度较快,但普遍存在计算误差大、适用色温范围有限、不能同时获得CCT和D_(uv)等问题。本文首先在CIE 1960 UCS色度空间内推导普朗克黑体辐射轨迹上温度、色坐标、曲线斜率三者之间的对应关系,并在此基础上建立分段三次Hermite插值函数v(u)来精确描述普朗克黑体辐射轨迹;然后根据点到曲线距离的函数关系快速计算光源(u_c,v_c)到黑体轨迹v(u)的最近点色坐标(u_0,v_0)以及最短距离D_(uv),由于此计算过程完全采用数学公式进行解析推导,避免了逐步搜索比较,因此可达到快速计算的目的;最后利用三角形几何近似的方法确定(u_0,v_0)的色温T,进而得到光源的相关色温。在1 000～20 000 K的色温范围内,使用本文算法分别计算了"标准黑体轨迹等温线色度坐标表"和标准色温灯的相关色温以及D_(uv),均获得了较为理想的计算结果。在实现快速计算相关色温和D_(uv)目的的同时,相对误差被有效地控制在10~(-4)的范围内。     

微燃机分布式能源系统的热力学分析

采用回热Braydon循环的简化模型,确定了微型燃气轮机(微燃机)分布式能源系统(DES)各组件的热力学过程和(火用)损失的计算方法.针对同济大学某建筑内的微燃机分布式能源系统,进行了能量平衡和(火用)平衡计算,确认该系统比常规能源系统在能源利用率、(火用)效率方面具有更好的经济性.     

考虑支路功率约束的静态电压稳定分析

提出了一种将连续法与崩溃点法相结合的电力系统静态电压稳定分析方法。该方法首先利用连续法求到电压临界点附近,并以此作为崩溃点法的初始点,最终求取电压临界点。该方法综合了原有连续法与崩溃点法的优点,同时弥补了各自的不足,实现了电压临界点的快速准确求取。用一种新的处理方法,有效地避免了电压临界点求取过程中的支路功率越限。算例分析结果验证了所提方法的准确性和有效性。     

稳态和动态混合信号的在线低频振荡模式辨识方法

针对目前自回归滑动平均(ARMA)法结合Prony方法方案存在的扰动检测和算法切换的难题,文中提出并验证了可以基于归一化峰度判断滑动窗内是否包含动态信号的方法,然后提出一种基于归一化峰度在常规ARMA法和高阶ARMA法之间自适应切换的低频振荡模式辨识方案。通过对电网实测信号的分析,将所提出方法与Prony方法和常规ARMA法分析结果进行对比,验证了此方案的可行性。     

电力系统非线性模式分析方法的比较

该文对2种电力系统非线性模式分析方法--模态级数法和正规形法进行比较。定性比较模态级数法和正规形法的2阶参与因子。在正规形法原有指标的基础上定义一个非线性指标，并以4机2区系统的算例验证该非线性指标的有效性。为比较模态级数法、正规形法和线性模式分析法所得解对时域仿真解的逼近程度，定义一误差指标，并在4机2区系统中做相关分析。发现模态级数法和线性模式分析法的有效性均不受系统共振的影响，而正规形法的有效性受系统共振情况的影响较大，在系统的2阶共振点附近，其有效域面积较小。通过延长故障的持续时间来改变系统的非线性程度，发现随着系统非线性的增强，模态级数法的误差及其增加速度都是最小的，正规形法次之。     

运行激励下结构模态参数测试方法及其实现

提出了一种在结构自身运行激励下只根据响应信号测试结构模态参数的方法—"峰值法"。通过MATLAB软件编程实现了该方法,并且利用传统的锤击方法和"峰值法"对一金属圆盘进行了实验模态分析。通过对比分析发现采用两种不同方法所取得的结果在前两阶模态中固有频率误差分别为1.6%和1.7%,阻尼比误差分别为7.2%和11%,振型整体趋势一致。从而验证了该方法的正确性。该方法适合不容易被激振的大型结构,而且能够分析结构在运行激励情况下的振动特性。     

基于互相关和李雅普诺夫指数的微弱正弦信号混沌检测

微弱信号的幅值通常很小,且常被噪声淹没,难以检测。文中提出基于互相关和李雅普诺夫指数的微弱正弦信号混沌检测方法。该方法利用互相关方法对微弱正弦信号进行初步去噪,再利用混沌检测方法提取有效信号,以充分发挥互相关及混沌检测在噪声抑制及信号提取方面的优势;将最大李雅普诺夫指数作为判断混沌系统相变的量化依据,自动识别混沌系统的临界状态,从而准确给出用于确定微弱正弦信号幅值的策动力临界阈值。仿真实例分析表明,该方法能有效地检测出深埋于强噪声中的微弱正弦信号,且其检测精度较单独的互相关方法和混沌检测方法更优。     

一种考虑合闸角大小的单相接地故障选线方法

为了提高消弧线圈接地系统单相接地故障选线的准确性,提出一种先检测故障合闸角大小,然后分别采用故障合闸角小时的衰减直流分量法和故障合闸角大时的高频暂态电容电流小波包重构法联合来实现故障选线。经仿真研究表明,这种方法是合理有效的。该方法充分利用了合闸角大小不同时相应的故障特征,再分别启动相应选线判据的自动选线方法,具有较高的选线可靠性。     

基于热电耦合的10kV XLPE地下电缆群温度场数值计算

利用有限元计算了地下电缆的焦耳损耗和温度场分布,利用迭代法实现地下电缆温度场和电磁场间的耦合计算,提高了地下电缆温度场计算的精度,利用迭代法确定地下电缆的载流量。本文对地下直埋多芯电缆群的温度场进行了计算,并给出了相应的载流量。耦合计算结果比非耦合计算结果更接近试验结果,完全满足工程实际的需要。     

基于行波的电力电缆故障测距组合方法研究

分析了现有行波故障测距方法所存在的问题,在单端行波测距法的基础上推导出一种与行波波速无关的测距方法,然后将此方法与传统双端行波测距方法相结合形成一种组合测距方法。这种方法在测量端的近端线路故障时采用传统双端测距方法,解决了近端测距的盲区问题;在非近端故障时采用波速无关的测距方法,提高了测距精度。     

一种新型多电平直接脉宽调制方法

在研究了多电平逆变器模型及其脉宽调制(PWM)算法原理的基础上,提出了一种新型的适用于各种电平数目逆变器的直接PWM方法,分析了这种PWM方法的基本原理,给出了算法实现的原理框图,最后使用PSCAD仿真软件做了仿真研究,仿真结果验证了算法的正确性和有效性.文中提出的PWM算法的基本思想是由三相参考电压直接确定逆变器各个桥臂电路输出的开关函数及其作用规律,因此称之为直接PWM算法.与基于载波调制的多电平PWM算法和多电平SVM算法相比,该算法具有原理简单、实现容易、运行速度快、占用CPU时间少等优点.     

直接计算法的本质及其检测性能

为了研究直接计算法这种检测有源电力滤波器谐波电流的检测性能,首先根据非线性负载电流的傅立叶级数表达导出基于离散傅立叶级数的谐波电流检测方法;然后证明直接计算法和基于离散傅立叶级数的谐波电流检测方法的计算公式相同,从而证明直接计算法和基于离散傅立叶级数的谐波电流检测方法在本质上完全一致;最后以直接计算法的本质和非线性负载电流的傅立叶级数表达为依据,阐释了直接计算法检测性能的结果,即:当负载电流在一个周期内的采样个数足够大并且负载电流处于稳定状态时,由直接计算法计算的基波有功电流幅值准确;当负载电流处于变化状态时,由直接计算法计算的基波有功电流幅值能够缓慢平滑跟踪基波有功电流真实幅值;若使用一个周期内的采样数据进行计算,则直接计算法的动态响应时间为1个周期;若使用0.5个周期内的采样数据进行计算,则直接计算法的动态响应时间为0.5个周期。