基于流式计算的暂态电压扰动并行实时监测技术

暂态电压扰动模式识别面临两个挑战,一是局限于单一监测点的扰动识别不能准确解释复杂扰动的完整过程,另一是离线分析很难满足辅助决策实时性的要求。提出基于Storm流式计算框架,结合logstash和Kafka消息中间件,构建面向多监测点的实时数据监测处理平台。采用滑动时间窗口算法,实现Storm编程逻辑拓扑。通过设置基本时间窗口大小和数量,实现面向区域电网的多时空尺度、多业务模型的暂态电压扰动模式识别。实验结果表明,合理设置Storm组件的任务数目能够最大限度发挥并行处理能力。通过仿真数据测试得到的吞吐量和平均处理延迟结果,能够满足电网对流数据实时处理的高吞吐量、可扩展性、实时性和准确性的要求。     

基于扰动观测器的电力系统鲁棒滑模控制器设计

针对多机电力系统中的励磁系统,设计一种基于扰动观测器的滑模控制(Perturbation Observer based Sliding-mode Control, POSMC)以提高系统稳定性。首先,将系统的非线性、参数不确定性、未建模动态和外部时变扰动聚合为一个扰动,同时由一个滑模状态扰动观测器(Sliding-mode State and Perturbation Observer, SMSPO)对该扰动进行实时快速估计。随后,通过滑模控制器对该扰动估计进行在线完全补偿以实现全局一致的控制能力。POSMC具备结构简单、可靠性高、不依赖系统精确模型以及仅需测量发电机功角一个状态量等优点。最后,基于机械功率阶跃变化、三相短路以及发电机参数不确定性三个算例验证了POSMC的有效性和鲁棒性,其能在各种工况下实现最佳的动态性能,有利于电力系统发生故障后恢复稳定运行。     

暂态干扰下并网光伏发电系统故障特性研究

基于Matlab/Simulink软件建立了光伏发电系统的仿真模型,在此模型上分别模拟了电源侧扰动和电网侧扰动,通过分析扰动下光伏系统输出特性的变化情况,研究了暂态干扰下光伏发电系统的故障特性。     

基于改进型自抗扰控制器的独立微电网系统频率扰动抑制策略

光伏-风力-储能交直流混合独立微电网系统普遍存在暂态频率波动的问题,这一问题会严重影响电力线路及负载设备的使用安全。针对这一问题,在传统自抗扰控制器的基础上,提出一种基于改进型自抗扰控制器的独立微电网系统频率扰动抑制策略。这一策略将重复控制融入自抗扰控制器,基于重复控制能够周期性减小频率扰动的原理,最大限度抵消频率扰动造成的影响,提高独立微电网系统的供电可靠性。通过仿真验证了所提出的策略能够在系统存在频率扰动的情况下有效提高独立微电网对交流侧负载和直流侧负载供电的质量。     

沿飞行弹道的扰动引力逼近方法

为实现导弹飞行过程中的扰动引力补偿,提出了一种基于网函数逼近理论的扰动引力模型构建和快速赋值方法。推导了该方法的赋值误差,分析了影响赋值精度的主要因素,计算了该方法应用于不同射程、不同射向及不同区域弹道中的扰动引力重构结果以及由赋值误差产生的落点偏差。结果表明,对于射程为12 000 km的弹道,当存储量约为1 000个数据时,即可将赋值误差及其引起的落点偏差控制在10^-2 mgal量级和8 m以内,全程弹道生成时间远小于其他方法。该方法能够实现沿任意飞行弹道的扰动引力快速赋值,其赋值精度、计算速度和存储量均满足弹道计算要求。     

计及随机小扰动影响下的多机系统稳定性分析

随着风力、太阳能等可再生能源发电的大规模并网,系统中的随机因素不断增多,传统的确定型线性化稳定性分析方法急需得到改善。采用含随机扰动项的非线性系统模型分析多机电力系统在随机扰动下的随机稳定性,利用It赞随机微分方程的相关理论分析了多机系统功角和角速度在Gauss随机小扰动下的均值稳定性和均方稳定性,并在MATLAB/Simulink中分别对4机11节点系统和16机68节点系统进行了仿真计算,通过对系统在随机小扰动下的响应曲线进行分析,验证了理论证明的正确性。     

基于扰动观测和补偿的PMSM伺服系统位置跟踪控制

针对存在参数摄动和外部扰动力矩的PMSM伺服系统位置跟踪控制问题,提出一种基于扰动观测和补偿的滑模控制方法。采用扰动观测器估计系统参数摄动以及负载力矩,并在此基础上对等效扰动进行补偿,减小了模型不确定性对系统控制性能影响,系统的位置跟踪误差由0.85 rad减小到0.35 rad;在保证系统稳定性的前提下,去除了常规滑模控制中的不连续控制项,有效地减小了抖振。实验结果表明,与工程上常用的PID算法相比,基于扰动观测和补偿的滑模控制算法不仅能够显著提高PMSM伺服系统的位置跟踪精度,而且能有效地削弱抖振。     

杭州地铁湘湖车站基坑坍塌引起的基底土深层扰动与沉降分析

杭州地铁湘湖车站北二基坑在施工过程中发生了严重的坍塌事故,基底土体在坍塌过程中受到了严重的扰动。通过杭州地铁湘湖车站基底土的现场测试和室内压缩试验,研究了基坑坍塌对基底土的扰动情况以及扰动土的压缩特性。研究成果表明受基坑坍塌扰动,基底土的强度损失了40%~80%,远超过了结构强度所占比例。基于现场试验与室内试验成果,提出了一种基底深层扰动土的沉降计算方法。计算结果表明,基底土受扰动后的沉降量要远大于基底未受扰动的最终沉降量。最后根据基底土的扰动程度,对扰动土进行了分层加固处理,地基处理后的沉降量满足地铁运行要求。     

基于虚拟力法的盾构隧道施工扰动地层附加应力分析

目前针对盾构隧道掘进引起周围地层附加应力的研究较少,且既有成果一般均假定施工场地为均质土体。基于层状地基基本解,结合虚拟力法,建立了考虑分层效应的盾构隧道施工扰动地层附加应力的分析方法,重点研究了盾构施工正面附加推力、盾构与土体间掘进摩擦力引起的地层附加应力。结合上海典型分层地基工程实例,分析了盾构施工引起的附加应力分布规律,且与均质土体工况下的计算结果进行了对比研究,考察了地基分层效应对扰动地层应力场的影响。计算结果表明：盾构与土体间掘进摩擦力与正面附加推力引起的土体附加应力分布规律较为相似,靠近开挖面时附加应力衰减较快且影响范围一般较小,而远离开挖面时应力衰减明显变慢,在实际工程中要重视掘进摩擦力和正面附加推力造成的施工风险;此外,考虑分层效应与常规不考虑分层效应时的附加应力场有较大差别,在设计中应重视地基非均质性带来的影响。成果可为合理制定层状地基中盾构隧道施工对临近管道以及建筑物的保护措施提供一定的理论依据。     

阶段空场嗣后充填采场底部结构受开采扰动规律研究（增刊）

底部结构作为采场的薄弱环节,在阶段空场嗣后充填采矿中需要重点监测,结合某铁矿底部出矿结构巷道的工程实例,借助FLAC3D数值计算软件,分析了阶段空场嗣后充填全过程底部结构受开采扰动规律。开采扰动对阶段空场嗣后充填采场的底部结构稳定性的影响有时效性和阶段性。由于中间的矿柱起到了有效的隔离作用,相邻矿房的开采对底部结构位移的扰动影响程度较小。矿房回采完毕后,对采空区及时充填可有效控制采场的持续变形,同时为下一步矿柱的回采提供了安全保障。