一、非正弦周期电流的频域和时域分解方法(论文文献综述)
刘任[1](2021)在《软磁材料的磁滞模拟与损耗计算方法研究》文中认为软磁材料已广泛应用于电机、变压器、电感器等电力设备中,但其固有的非线性磁滞特性会对电力设备的励磁电流波形、损耗等特性产生重要影响,而它在运行中产生的损耗直接决定了电力设备的电能传递效率,同时也是电力设备的主要热源之一。因此,准确模拟软磁材料的磁滞及损耗特性是电力设备性能准确评估及其全局优化设计等工作可靠展开的基本前提。本文针对软磁材料磁滞特性建模及损耗计算方法开展研究,主要研究成果及创新点如下:1)提出了一种基于模拟退火(SA)与Levenberg-Marquardt(L-M)混合算法的Energetic磁滞模型参数提取方法。该方法综合了 SA算法全局搜索能力强和L-M算法局部收敛速度快的优点,克服了现有Energetic磁滞模型参数提取方法存在的精度低、耗时等问题。此外,针对现有静态Energetic磁滞模型不能准确模拟软磁材料小磁滞回环的问题,分析并推导了模型磁滞损耗系数与被模拟磁滞回环的矫顽力、峰值磁密之间的关系式,提出了一种改进的静态Energetic磁滞模型。仿真与实测结果验证了所提改进模型模拟小磁滞回环具有较高的精度。2)为准确描述软磁材料在交变激励下的动态磁滞特性,从能量平衡的角度出发,基于场分离技术与损耗统计理论,推导了涡流与剩余损耗各自对应的磁场强度的解析表达式,而磁滞损耗对应的磁场强度的求解则基于所提改进的静态Energetic磁滞模型,进而构建了一种新的解析的动态Energetic磁滞模型,并提出了一种基于该动态Energetic磁滞模型的软磁材料直流偏置下损耗求解方法。通过仿真与实验,验证了所提动态磁滞模型与直流偏磁下损耗求解方法的准确性。3)提出了一种考虑偏置小磁滞回环的非正弦激励下软磁材料损耗求解方法。该方法从主磁滞回环与其内部偏置小磁滞回环相互独立的角度切入,基于简化静态Preisach模型推导了磁滞损耗分量的通用算式,并利用简化动态Preisach模型与统计损耗理论剩余损耗算式之间的函数关系,推导了剩余损耗统计参数的通用辨识公式。利用所提算法,仅需少量传统正弦激励下的数据即可辨识模型所有参数。最后,通过仿真及实验验证了该算法的准确性与实用性。4)针对Steinmetz公式等传统损耗解析模型存在的过于依赖经验而需大量实验数据辨识模型参数的问题,应用分数阶导数理论和所提改进的静态Energetic磁滞模型,提出了一种新的软磁材料宽频损耗解析计算模型。其优点在于只需运用少量实验数据即可辨识模型所有参数,并且避免了运用数值算法求解高频损耗存在的计算耗时和不收敛的问题。仿真及实验结果验证了所提模型的计算精度和效率。
迟青光[2](2020)在《实际工况下电力机车用磁性材料磁特性研究》文中认为电力机车用高频变压器、牵引变压器、牵引电机等电磁设备的铁心材料通常是由电工钢片、非晶合金、纳米晶体等磁性材料组成。随着铁路接触网工作环境不断复杂化,各类电磁设备铁心材料更加频繁地工作在谐波、高频等非标准磁化条件下,引起铁心损耗增加,振动噪声增大,运行效率降低。由于缺少非标准磁化下电工钢片复杂磁特性的实验数据,目前仍广泛采用交变磁化曲线和损耗数据近似评估产品电磁性能,精度有限。为实现非标准磁化下铁心材料损耗特性与磁致伸缩特性的精细化模拟,本文开展实际工况下电力机车用磁性材料磁特性,包括磁滞特性、损耗特性、磁致伸缩特性等的测试与模拟研究工作,并将研究成果应用于电力机车用中高频变压器产品设计中,为实现电力机车高效能、低噪声、轻量化的设计与运行奠定基础。电力机车的实际工况指服役条件下牵引电机、牵引变压器、辅助变压器等电气设备越来越频繁地工作在谐波、中高频、旋转磁通等非标准磁化这一实际情况。本文研究内容主要包括以下几个方面:第一部分,针对牵引变压器与牵引电机铁心工作在谐波交变、畸变旋转磁化这一实际工况,以电工钢片磁特性测量实验数据为依据,建立了考虑各次谐波权重的非线性损耗模型。引入谐波权重系数修正传统模型将各谐波损耗线性叠加求和的简化处理方法,同时模型中引入磁化角度参数来考虑电工钢片的各向异性损耗特性。提出了考虑旋转磁化轨迹的变系数正交分解旋转损耗模型,将磁滞系数与异常损耗系数表达为旋转磁化轨迹的函数。进一步地,鉴于畸变旋转磁化方式复杂多样,较难通过实验测量各种畸变磁化轨迹的磁特性,因此本文从畸变旋转磁通密度瞬时表达式出发,推导了磁滞损耗、涡流损耗与异常损耗数学表达式,给出了畸变旋转损耗计算模型。通过与实验结果的比较,验证了上述模型的有效性,提高了谐波交变与旋转工况下损耗模型模拟精度,增强了损耗模型的工程实用性。第二部分,考虑到电力机车中频变压器实际运行时励磁形式为几千赫兹的方波,开展了中频铁心材料铁氧体、非晶、纳米晶在方波激励下损耗特性的测试工作,测量结果表明方波激励下铁心损耗明显大于正弦铁心损耗。提出了方波激励下变系数Steinmetz损耗修正公式,将磁通密度变化量d B/dt替换传统Steinmetz损耗公式中磁密幅值B,同时将等效频率的系数与指数参数表达为磁化频率的函数,表征不同频率下损耗的非线性特征。与实验测试结果的比较,验证了修正公式的有效性,提高了高频铁心材料损耗计算精度。第三部分,针对引起中高频变压器噪声的主要原因,测量并对比分析了非晶带材与电工钢片的磁致伸缩特性,测量结果表明非晶合金带材的磁致伸缩量是电工钢片10倍以上,由此引起的振动噪声问题较为严重。根据非晶带材磁致伸缩特性体现的非线性特征,引入变磁致伸缩系数修正线性压磁方程,建立了磁致伸缩预估模型,并根据A计权速度级公式计算了不同频率、不同磁化强度下非晶合金带材的噪声。第四部分,设计并制作电力机车用非晶合金中频变压器铁心模型,搭建铁心损耗与空载振动噪声的实验测试系统,完成了铁心损耗、振动加速度及噪声的实物测试工作。与空载损耗测试结果比较,进一步验证了上述损耗模型计算有效性。基于非晶合金磁致伸缩非线性压磁方程,仿真计算了铁心的空载振动加速度与噪声,与测试结果相比,噪声仿真结果小于实测值,建议采用修正系数对噪声仿真结果进行修正,为中高频变压器产品优化设计提供参考。
王婧[3](2020)在《伪随机动态测试信号建模与智能电能表动态误差测试方法》文中指出进入21世纪,为解决能源与环境间的矛盾,能源的供给侧与需求侧发生了重大变革,我国《十三五规划纲要》中明确提出“深入推进能源革命,着力推动能源生产利用方式变革”。经过多年的技术创新与应用,落实习近平总书记提出的“创新、协调、绿色、开放、共享”五大发展理念,我国能源生产与利用方式在发生重大变化的同时,也为电能的准确计量带来了挑战。电网供给侧可再生新型能源大规模发电,其输出功率具有较强的不确定性、间歇性和随机波动性。需求侧大功率非线性动态负荷的广泛应用,导致负荷电流表现出复杂的快速随机动态波动特性,进而引起电能表电能计量严重超差。根据国家能源局统计数据,2019年,我国以非线性动态负荷使用为主的工业用电量占全社会用电量的67.1%,因而,由动态负荷信号快速随机波动所导致的电能计量1%的误差就可能造成几十亿元的经济损失。目前,国内外缺少对快速随机波动条件下智能电能表动态误差的测试理论与技术。本文以上述国家战略实施中存在的问题为导向,发现并提炼出智能电能表动态误差测试的科学问题,研究探索电能表动态误差测试的理论和方法,形成了原创性的研究成果,主要包括:(1)研究分析电网中实际动态负荷信号的典型本质特性,在此基础上,针对现有的电能表误差测试信号模型无法反映实际动态负荷信号快速随机波动特性的问题,建立了一种新的畸变波形m序列伪随机动态测试信号结构化参数模型,并研究了此类信号的产生方法,所提出的测试信号模型满足电能表动态误差测试信号建模的要求,为开展智能电能表动态误差测试提供了有效的解决方法。(2)为提高智能电能表动态误差的测试效率,根据压缩感知理论中的测量矩阵线性编码调制理论,采用结构化方法,构建正交伪随机测量矩阵,通过矩阵映射产生正交伪随机幅度调制函数,建立畸变波形正交伪随机动态测试信号模型。使其在反映实际电网中动态负荷典型本质特性的同时具备紧凑性,提高了电能表动态误差的测试效率。解决了压缩感知理论在工程领域应用的难题。(3)针对国内外电参量测量领域广泛使用的窗函数卷积算法在快速随机动态条件下测量准确度明显降低的问题。基于压缩检测信号处理理论,分析离散畸变波形伪随机动态瞬时功率测试信号的频域稀疏性,通过构建最小误差有功功率检测滤波器,提出了动态电能量值准确测量的非交叠移动压缩检测(Nonoverlapping moving compressive measurement,NOLM-CM)算法,在仿真与实验条件下,验证了 NOLM-CM算法具有更高的准确度。为智能电能表在快速随机动态条件下的电能量值准确测量提供指导。(4)针对智能电能表动态误差测试,在所提出的两类畸变波形伪随机动态测试信号模型的基础上,定义测试信号的游程似然函数,建立智能电能表动态误差的似然函数间接测试方法,解决了从动态参考电能量值到稳态参考电能量值的溯源问题。其次,搭建智能电能表动态误差测试系统,实验验证了本文所建立的畸变波形伪随机动态测试信号和电能表动态误差似然函数间接测试方法的有效性,且测量不确定度显着降低。本文从理论研究到仿真分析,再到实验验证,形成了智能电能表动态误差测试的完整理论体系,解决了测试关键技术,研究成果对保证快速随机动态波动条件下电能的准确计量与公平交易,促进电能替代绿色发展与创新发展,具有重要意义和广阔的应用前景。
陈楠[4](2019)在《单相并联型有源电力滤波器周期频率调制策略研究》文中进行了进一步梳理有源电力滤波器(Active Power Filter,APF)可以应对电力系统中的电流谐波和电源电压失真,已经在住宅、商业和工业等许多领域得到了广泛应用。脉冲宽度调制(Pulse Width Modulation,PWM)变换器是APF的重要组成部分,产生补偿电流以中和非线性负载电流中的无功和谐波分量,使电网电流保持正弦并与电网电压同相位。但是,固定开关频率PWM模式下,开关器件的高频动作会导致变换器在输出波形的整数倍载频处产生幅值较大的载频谐波,致使APF在补偿非线性负载低次谐波的同时引入了载频谐波,这些载频谐波所具有的电磁噪声能量会通过近场耦合和远场耦合形成电磁干扰(Electromagnetic Interference,EMI),降低APF性能。为了抑制APF的载频谐波,本文将周期频率调制策略引入APF系统。在研究过程中,本文主要完成的创新性工作与研究成果如下:(1)进行了单相并联型APF系统设计。一方面,所设计的APF基于离散傅里叶算法同时实现电网电压同步相量的锁相和负载电流中无功与谐波分量的检测;另一方面,所设计的APF电流内环与电压外环双闭环PI控制系统对频率较低的周期参考信号具有很高的控制精度。(2)分析了周期频率正弦脉冲宽度调制(Sinusoidal Pulse Width Modulation,SPWM)频谱分布特性。以单极性SPWM为研究对象,运用双重傅里叶分析方法对固定开关频率SPWM进行了频谱量化计算,理论分析了固定开关频率SPWM在开关频率及其整数倍处存在较大谐波峰值。进一步将上述频谱计算方法推广应用到周期频率SPWM的频谱量化计算中,并理论分析了周期频率调制在不同调制信号、不同频率偏差、不同调制比时的扩频效果,讨论了不同调制信号下扩频效果不同的内在机理。(3)分析了周期频率调制对APF载频谐波电流的抑制规律。建立了APF谐波等效电路,运用双重傅里叶分析方法对固定开关频率PWM APF载频谐波电压和载频谐波电流进行了频谱量化计算,理论分析了固定频率PWM APF在开关频率及其整数倍处存在幅值较大的载频谐波电压和载频谐波电流。进一步将上述频谱计算方法推广应用到周期频率PWM APF载频谐波频谱量化计算中,理论分析了具有最优谐波抑制效果的调制信号及频率偏差的选取方法。(4)分析了周期频率调制对APF差模(Differential Mode,DM)EMI的抑制规律。建立了APF DM EMI等效电路,分析了APF DM EMI的产生机理,提出了量化固定开关频率及周期频率PWM APF DM电压源频谱的计算方法,进而预测周期频率调制参数对APF DM电压源频谱的影响,以获得具有最优DM EMI抑制效果的调制参数及最优DM EMI分布。本文的研究结果表明,离散傅里叶检测技术、双闭环PI控制系统、周期频率PI控制器、定量设计周期频率PWM APF载频谐波电流抑制、周期频率PWM APF DM EMI抑制、APF补偿性能优化等方面均取得了预期效果。本文实验结果表明,与固定开关频率PWM APF相比,频率偏差为800 Hz时的锯齿波周期频率PWM APF的网侧电流THD优化了1.0%,网侧载频谐波电流峰值下降了约50%,APF DM EMI降低了6.6 dBμV。验证周期频率调制技术可有效优化APF的补偿效果、抑制APF载频谐波电流和降低APF DM EMI。
杨峰[5](2019)在《基于介电等值模型的套管受潮状态分析及热电耦合仿真研究》文中认为油纸绝缘设备在电力系统中承担着能量转换、电能计量以及绝缘保护等基本功能,其运行状态对电网的整体安全至关重要。受潮会造成油纸绝缘性能下降,是引发设备故障的主要原因之一。目前,基于电介质弛豫理论的频域介电谱(FDS)方法因具有非侵入式测量、抗干扰能力强及测量频段宽泛等优点而被广泛用于油纸绝缘受潮状态的判定。但该方法存在特征量单一、评估结果可靠性差的问题,且目前对油纸设备绝缘状态的研究大多仅侧重于分析绝缘介质介电特性这一自身内部问题,而忽视了运行电压工况这一重要的外界因素对绝缘的影响。因此,研究一种油纸绝缘受潮状态的定量分析方法,并协同考虑油纸绝缘设备在复杂电压因素下的损耗特性及其热效应问题将具有重要的学术意义和工程价值。本文以油纸电容式套管为典型研究对象,以频域介电响应为理论基础,对与频域介电谱的低频及高频分别对应的两方面问题开展了研究:基于低频介电信息,本文采用扩展德拜模型,通过辨识模型参数深入分析参数变化规律同水分含量的关联机制,并通过时频域转换研究进而提出了时频域混合特征参量集用于多参量融合的绝缘受潮状态分析;基于高频介电特性,本文将受潮对油纸绝缘的影响进一步引申为电压因素作用下的损耗特性及其热效应问题,并对复杂电压下的介质损耗计算方法及考虑油纸绝缘非线性介电特征的热电耦合特性进行了研究。论文的研究内容及取得的创新型成果主要有:(1)采用扩展德拜模型对油纸绝缘频域介电响应进行了建模,提出了考虑FDS低频加权及绝缘电阻约束的改进优化模型,并采用了一种遗传算法与Levenberg-Marquardt算法的融合方法进行模型参数辨识。本文验证结果显示,本模型对28组复电容C*-f谱图的拟合优度均达到0.920.99,证实了扩展德拜模型在宽频范围内(10-4Hz103Hz)对FDS的理论适用性,解决了该模型目前仅能匹配时域介电谱,而对FDS重构效果较差的难题,为使用扩展德拜模型解读FDS携带的绝缘状态信息提供了重要基础。(2)提出了模型极化支路介电子谱分析方法,通过子谱峰值特征分析确定主导支路变化模式同原始FDS谱图及样本受潮状态的关联机制,进而选取了绝缘电阻R0、极化支路中按大小递减排列的最大时间常数?(16)、以及?(16)、?(17)支路对应的极化电阻R1、R2这4个油纸绝缘受潮频域介电特征参量,并分别建立了各特征量同水分含量的关系式。(3)通过扩展德拜模型实现了时频域介电响应的相互转换,并提出了用于油纸绝缘受潮状态分析的时频域混合介电特征参量集。基于辨识后的扩展德拜模型计算得出了极化去极化电流和回复电压谱图,并分别从中提取出吸收比K、极化指数P.I.、去极化电流衰减时间t‰1、20s充电时间下的回复电压峰值时间tp这4个时域介电特征量,并融合频域介电特征量组成时频域混合特征参量集用于油纸绝缘受潮状态的综合评估分析。(4)在油纸绝缘介电特性的基础上,进一步计及作用电压因素,针对非正弦的周期性电压类型,以换流阀产生的谐波电压为背景,提出了介质损耗增强系数指标用于表征谐波对介质热效应的影响;针对非平稳暂态电压类型,提出了一种基于四阶龙格库塔(Runge-Kutta Method)算法求解扩展德拜模型输入输出方程求取介质损耗的方法。(5)最后建立了套管的全尺寸电-热耦合仿真模型,并全面计及周期性复杂电压及负荷电流的谐波频谱特性、油纸绝缘介电特性随水分含量、温度及频率的非线性关系、油浸纸及绝缘油的热物性参数随温度的非线性关系三方面的特性问题,通过联合应用有限元分析及数值分析软件获得了套管的损耗及温度场分布,并分析得出了作用电压、负荷电流、环境温度及油浸纸受潮状态等关键因素对损耗及温度场分布的影响规律。
李洋[6](2019)在《基于弧光接地故障特性的中压配电网对地参数测量方法》文中指出线路的对地电容和绝缘电阻是中压配电网正常运行的两个重要技术参数。对地电容的测量是系统中性点运行方式、消弧线圈容量选择的依据,电缆绝缘老化会引起单相接地故障甚至人身触电,严重危害配电网可靠运行,因此,准确掌握配电网电缆线路的对地电容和绝缘状态,在实际生产中具有非常重要的意义。针对现有方法在对地参数测量过程中影响系统正常运行,受系统运行方式影响大、不能长期在线监测的问题,论文从配电网自身特性出发,研究线路对地参数与配电网中广泛存在的瞬时性故障之间的内在联系,分析了利用瞬时性故障数据测量对地参数的可行性。针对电弧现象导致故障信号严重畸变,而该信号中又包含丰富的对地参数信息的问题,选取了适用于畸变电压、畸变电流的信号分析方法。在此基础上,提出利用Fryze畸变功率分解方法对故障信号进行分析,根据畸变零序电压将畸变零序电流正交分解为畸变有功电流,畸变无功电流和电钝电流三个分量,在时域内直接提取与对地参数有关的信息。在分析瞬时性单相接地故障特性基础上,采用Fryze理论结合Hilbert变换方法从畸变功率的角度直接求解出表征电缆绝缘电阻的零序等效电导和对地电容的零序等效电纳,推导了绝缘电阻和对地电容的计算公式,并采用谐波修正系数提高电缆对地电容的测量精度。最后设计了中压配电网对地参数的测量算法和实现方案。论文建立10kV中压配电网的仿真模型,通过对不同接地方式、不同故障类型的仿真,验证了本文所提出方法的正确性。本文所提出的基于弧光接地故障特性的对地参数测量方法,可以同时测出表征系统安全运行的电缆线路对地电容和绝缘电阻,具有适用范围广、安全经济、容易实施等优点。
康健炜[7](2019)在《无线电能传输系统空间电磁场及功率流特性研究》文中研究说明无线电能传输(Wireless power transfer,WPT)是一种不借助线缆传输电能的方式。WPT技术起源于19世纪末的科学家尼古拉·特斯拉,经过了跌宕起伏的发展历程,目前WPT技术已成为能源与信息领域研究的热门课题之一,在WPT原理研究、系统装备、工业应用等方面已经取得了长足的进步,在传输功率、传输效率、电磁兼容与人体安全等问题的研究中取得了一定突破。但是,目前WPT技术主要还处于实验室研究阶段,在传输距离、传输方向等方面依旧不能实现完全代替线缆的作用,和电能实现任意距离、任意方位的终极梦想还有一定距离。出现这种差距的原因之一是对WPT系统空间电磁场的基本物理特性及电量传输规律掌握还不够,有待进一步研究。因此,针对这一问题本文围绕WPT系统传输空间的电磁场计算方法、电磁场时变及分布特性和功率传输机理三个方面进行了研究。主要工作如下:○1提出了计算WPT电磁场的直接细线法和优化方案。第一,提出了一种基于直接求解毕奥萨伐尔定律、适用于WPT系统电磁场及功率流分析的直接细线法。相比于其他细线法,直接细线法是一种以编程求解为目的、计算效率更高、公式表达更为简洁的计算方法。第二,基于图形去噪原理,提出了最大值滤波法联合二维特性选择验证法(2D Feature selected validation,2D-FSV)对线圈分段数进行优化的方案,从而解决了直接细线法的计算效率与精度的矛盾。本文提出的算法与优化方案较好地满足了WPT系统空间电磁场的求解与分析需求,奠定了全文理论计算的基础。○2研究了WPT系统空间电磁场的特性。第一,采用时域法和相量法研究了WPT系统的合成磁场,分析了其大小、方向随空间和时间的变化规律。揭示了合成磁场是非正弦磁场,并应用复数模和瞬时最大值定义了合成磁场的非正弦率(Magnetic field soniual distortion,MFSD),从而实现了对合成磁场非正弦程度的量化分析。揭示并研究了合成磁场的极化特性,发现了合成磁场同时具备线极化、圆极化和椭圆极化的三种极化形式。通过对极化条件和轴比的分析,发现线极化是固有极化特性,仅由WPT系统的几何结构决定。讨论了WPT系统在不同状态下的非正弦特性和极化特性的变化情况,得出合成磁场的非正弦特性与三种极化形式是普遍存在于WPT系统中的,空间磁场分量相位差是导致非正弦和极化特性的直接原因。最后对非正弦特性、极化特性进行了仿真与实验验证,验证了理论分析的正确性。第二,研究了WPT系统的电场,最终获得了WPT系统电场的单分量、线极化、正弦时变的特性。根据感应电场的特点,设计了WPT系统空间电场的测量方法。对WPT系统电磁场特性的研究,揭示了WPT系统电磁场的基本特性,为本文功率流分析奠定了基础,也可以为其他WPT系统电磁场设计与屏蔽提供理论参考。○3研究了WPT系统中的功率传输机理。在复坡印亭矢量的分析中,从有功功率密度和无功功率密度矢量出发,分析功率流的特性。其中有功功率密度矢量始终发端于发射线圈,终止于接收线圈,并且在空间形成了圆筒状的电能传输通道。而无功功率密度则形成了两个独立包裹各自线圈的环形,无功功率在两线圈之间没有流动。讨论了在不同WPT系统状态下有功与无功功率密度矢量的变化规律。发现平均有功功率密度矢量的方向与电流幅值比无关。计算了以接收线圈横截面为大小、靠近接收线圈的圆面上的有功功率,即传输功率,发现传输功率是否存在取决于电流相位差。最后通过仿真验证了理论分析的正确性。对WPT系统的功率流的研究,获得了功率流的基本特性,对WPT系统的分析和设计有一定参考价值,同时也可为其他近场耦合系统的研究提供参考。
赵恒一[8](2019)在《畸变信号条件下电能计量新技术研究》文中研究指明随着电力电子技术的飞速发展,高电压、大容量的非线性设备如电弧炉、轧钢机以及电气化铁路等的广泛应用,使得电力系统信号产生严重的畸变,使电网信号具有严重的波动性和骤变性,电能计量的合理性和准确性直接受到了影响。采用正弦或非正弦电路功率理论设计的电能计量设备将不能准确合理的计量畸变信号条件下的电能。因此,如何合理准确的计量畸变信号条件下的电能已经成为电能计量领域亟待解决的问题。本文首先阐述畸变信号条件下电能计量的研究背景和意义,介绍现有的适合于畸变信号的计量标准和计量算法。研究模拟式电子电能表和电子式电能表的基本结构,定性分析畸变信号引起电流互感器磁饱和,产生相位误差的规律;定量分析畸变信号中谐波信号对模拟乘法器和数字乘法器的影响,给出功率计量误差表达式;定量分析畸变信号中非周期性信号对后置滤波器的电能影响,给出电能计量误差表达式,为电能计量算法研究与装置设计奠定基础。根据畸变信号的特点,构建畸变信号条件下的功率数学模型,提出基于新型优化窗改进FFT和快速小波变换功率算法。对于稳态信号提出基于K-N互卷积窗的三谱线插值FFT的功率计量算法,并通过稳态信号仿真验证算法的准确性。对于非稳态信号提出基于改进快速小波变换的功率计量算法,并通过非稳态信号仿真验证算法的准确性。深入研究单相半波整流电路、电弧炉和高铁牵引变的工作原理,搭建各情况下的simulink模型,产生畸变的电压电流信号,通过MATLAB仿真生成后续分析的畸变电压电流信号,基于新型优化窗改进FFT和快速小波变换功率算法计算功率,仿真试验结果表明,本文提出的基于新型优化窗改进FFT和快速小波变换畸变电能计量算法能准确计量电网畸变信号的功率。基于本文提出新型优化窗改进FFT和快速小波变换畸变电能计量算法,设计了ADC+DSP+ARM结构的电能计量装置,并详细介绍了信号采集模块、数据处理模块和数据管理模块的硬件设计电路,并完成设备的主程序、畸变电能计量和数据传输等功能模块的软件设计,及触摸屏的人机交互模块设计。最后对电能计量装置进行了实际测试与检验,验证了本文提出方法的准确性和有效性。
晋志明[9](2019)在《非正弦激励下变压器非线性电磁场的频域算法研究》文中指出电工装备的制造和运行过程中,对设备内部的电磁场进行有效分析具有重要的意义。深入研究面向大型电工装备电磁场问题的数值计算方法具有重要的学术意义和工程应用价值。在国家重点研发计划“特高压设备内部多物理场耦合建模与仿真”(2017YFB0902703)和国家自然科学基金“基于关键材料与构件在役特性的大型间隙铁心电抗器振动行为有效模拟及实验验证”(51777073)的资助下,本文面向电力变压器直流偏磁和换流变压器交直流复合电场等非线性问题,采用基于谐波平衡的频域分解算法实现了强非线性电磁场的准确计算和有效分析。本文采用复指数级数对周期变量进行展开,提出了基于磁标量位和电矢量位的定点频域分解算法,并应用于叠片铁心直流偏磁问题的计算和分析。采用棱边元对电矢量位进行插值计算。考虑场路耦合关系,以磁标量位和励磁电流为未知量建立求解二维非线性磁场的频域方程。引入定点磁导率实现各次谐波的解耦,有效地降低了频域求解的计算代价。利用叠片铁心模型进行直流偏磁实验,将计算结果与实验结果进行了比较,验证了基于磁标量的有限元法在直流偏磁问题中的有效性。进一步地将频域分解算法应用于多谐波激励下换流变压器交直流复合电场问题的分析。本文方法同时域算法和传统谐波平衡算法相比,可以显着降低内存消耗并减少计算时间。为验证该算法的有效性,在考虑电导率非线性的条件下,针对换流变压器阀侧绕组油–纸绝缘典型结构模型进行了计算。将所提算法的计算结果与时步法的结果进行了对比以验证其准确性。对一台±500kV的实际换流变压器二维模型内部的电场分布进行了计算和分析。
傅中君[10](2019)在《信号频偏时准同步DFT的分析误差修正方法及其应用研究》文中认为谐波分析与检测是一种常用的技术方法,在电力系统以及其他工农业领域应用十分广泛。基于离散傅立叶变换的谐波分析方法是应用最广泛的一种谐波分析方法,但是该方法无法抑制矩形窗采样导致的长范围泄漏和非同步采样导致的短范围泄漏。准同步采样和离散傅立叶变换相结合的准同步DFT谐波分析方法能够有效地抑制长范围泄漏,但是无法有效抑制非同步采样导致的短范围泄漏,因此信号频偏时准同步DFT的谐波分析结果仍然存在较大的误差。准同步采样算法通过多次迭代和复化积分的方法来进行采样,其离散频谱具有主瓣宽度小、旁瓣衰减快的特点,能够有效地抑制长范围泄漏,是一个理想的采样窗函数。但是信号频偏时,短范围泄漏仍会带来极大的谐波分析误差;并且,准同步DFT多次迭代的特性导致其离散频谱函数极为复杂,无法通过反演来推导信号频偏与谐波误差之间的修正函数关系。针对准同步DFT难以修正短范围泄漏误差的难题,本论文从离散频谱抽样和插值修正两方面着手研究准同步DFT谐波分析误差的修正方法,提出了可变栅栏谐波分析和线性修正算法两种方法。本论文的主要研究内容和创新性成果如下:(1)研究准同步DFT的短范围泄漏问题,提出了可变栅栏的频域抽样思路,给出了基于此构想的可变栅栏谐波分析方法。准同步DFT的短范围泄漏产生的原因是:信号频偏时固定位置的频域抽样栅栏无法对准谐波离散频谱谱峰。本文在研究准同步DFT频谱伸缩特性的基础上,提出了可变栅栏的概念。所谓可变栅栏,指的是谐波分析时频域抽样的位置并不是固定的,而是根据信号频率的偏移而改变。在此基础上,本论文给出了基于可变栅栏概念的谐波分析方法。仿真实验结果表明,该方法能够在±10%信号频率偏移范围内有效抑制短范围泄漏,获得高精度的谐波分析结果。(2)针对可变栅栏谐波分析方法计算量大、无法分步计算的问题,提出了基于最小二乘原理的准同步DFT幅值线性修正方法和基于线性误差理论的准同步DFT相位线性修正方法,两者合称为准同步DFT线性修正算法。幅值线性修正方法应用最小二乘法构建准同步DFT的幅值误差曲线,进而获得准同步DFT的幅值和信号频偏的修正方程;准同步DFT谐波相位的线性误差特性表明,相位误差只与信号频率、谐次、迭代次数线性相关,由此得出了准同步DFT的相位和信号频偏的修正方程。仿真结果表明,该算法能显着减少信号频偏时的短范围泄漏,提高准同步DFT谐波分析精度;同时还能降低算法的时间复杂度,实现分步分析。(3)研究工频信号相位差远程测量的问题,提出了一种分布式非同步的相位差测量方法。该方法采用准同步DFT线性修正算法抑制长范围和短范围频谱泄漏,引入220V市电信号作为参考信号实现相位差的分布式测量和非同步测量,通过牛顿迭代初相计算方法精确计算类正弦信号的初相和相位差。仿真实验和工程应用证明:本文方法可以在±1%频率偏移范围内分布式非同步地精确测量正弦和类正弦信号的相位差,具有较高的工程应用价值。(4)研究氧化锌避雷器(MOSA)的阻性电流提取问题,提出了一种在线运行的氧化锌避雷器(MOSA)的阻性电流提取方法——分布式非同步阻性电流测量方法。该方法采用准同步DFT线性修正算法和分布式非同步相位差测量技术来测量MOSA的阻性电流参数,能够实现各项阻性电流参数的分布式和非同步测量。该方法不需要长距离信号线就可以实现电流/电压信号的采样,并且测量电流/电压信号的相位差不需要同步进行,可以分时完成,极好地解决了 MOSA阻性电流提取的难题。仿真结果和现场实验表明,该方法能够在各种复杂现场环境下精确地测量MOSA的不同阻性电流参数。
二、非正弦周期电流的频域和时域分解方法(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、非正弦周期电流的频域和时域分解方法(论文提纲范文)
(1)软磁材料的磁滞模拟与损耗计算方法研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 课题的研究背景及意义 |
1.2 国内外相关研究现状 |
1.2.1 磁滞模型的研究现状 |
1.2.2 损耗模型的研究现状 |
1.2.3 小结 |
1.3 本文的主要工作 |
第2章 Energetic磁滞模型参数的高效提取方法 |
2.1 引言 |
2.2 Energetic模型 |
2.3 现有优化方法 |
2.4 基于SA与L-M混合算法的Energetic模型参数提取方法 |
2.4.1 目标函数 |
2.4.2 模拟退火算法 |
2.4.3 Levenberg-Marquardt算法 |
2.4.4 基于SA与L-M混合算法的Energetic模型参数提取方法 |
2.5 仿真分析及实验验证 |
2.5.1 仿真分析 |
2.5.2 实验验证 |
2.6 本章小结 |
第3章 改进的静态Energetic磁滞模型 |
3.1 引言 |
3.2 现有改进的静态Energetic模型 |
3.2.1 改进的静态Energetic模型 |
3.2.2 实验验证 |
3.3 新的改进静态Energetic模型 |
3.3.1 改进的静态Energetic模型 |
3.3.2 实验验证 |
3.3.3 其他讨论 |
3.4 本章小结 |
第4章 动态Energetic磁滞模型及直流偏磁下软磁材料损耗计算方法 |
4.1 引言 |
4.2 基于损耗统计理论与场分离技术的动态Energetic磁滞模型 |
4.2.1 损耗统计理论 |
4.2.2 动态Energetic磁滞模型 |
4.3 基于动态磁滞Energetic模型的直流偏磁下软磁材料损耗计算方法 |
4.4 实验验证 |
4.4.1 动态Energetic磁滞模型 |
4.4.2 直流偏置下损耗计算方法 |
4.5 本章小结 |
第5章 考虑偏置小磁滞回环的非正弦激励下软磁材料损耗计算方法 |
5.1 引言 |
5.2 传统非正弦激励下损耗计算方法 |
5.2.1 Amar算法 |
5.2.2 Boglietti算法 |
5.2.3 Barbiso算法 |
5.2.4 实验验证与结果分析 |
5.3 考虑偏置小磁滞回环的非正弦激励下损耗计算方法 |
5.3.1 求解思路 |
5.3.2 计算方法 |
5.3.3 实验验证 |
5.4 本章小结 |
第6章 软磁材料的宽频损耗解析计算模型 |
6.1 引言 |
6.2 基于分数阶导数理论的宽频损耗解析计算模型 |
6.2.1 计算方法 |
6.2.2 实验验证 |
6.2.3 分析与讨论 |
6.3 本章小结 |
第7章 结论与展望 |
7.1 结论 |
7.2 展望 |
参考文献 |
攻读博士学位期间发表的论文及其它成果 |
攻读博士学位期间参加的科研工作 |
致谢 |
作者简介 |
(2)实际工况下电力机车用磁性材料磁特性研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 课题研究背景与意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 实际工况下电工钢片磁特性测量技术发展现状 |
1.2.2 实际工况下电工钢片铁心损耗预估模型研究现状 |
1.2.3 铁氧体、非晶及纳米晶材料损耗特性研究现状 |
1.2.4 非正弦激励下铁氧体、非晶、纳米晶铁心磁致伸缩特性研究现状 |
1.3 本文主要研究内容 |
第2章 谐波交变与畸变旋转磁化下电工钢片损耗特性测量与模型研究 |
2.1 实际工况下电工钢片复杂磁特性测量与分析 |
2.1.1 含有谐波分量的交变磁化下电工钢片磁特性的测量与分析 |
2.1.2 椭圆形旋转磁化下电工钢片磁特性的测量与分析 |
2.2 谐波交变磁化下铁心损耗模型与验证 |
2.3 旋转磁化下铁心损耗模型与验证 |
2.4 畸变的椭圆形旋转磁化下铁心损耗模型与验证 |
2.4.1 模型推导 |
2.4.2 模型验证 |
2.5 本章小结 |
第3章 方波激励下铁心材料损耗特性测量与模型研究 |
3.1 方波激励下非晶及纳米晶铁心损耗特性测量与分析 |
3.1.1 中频方波损耗测量装置 |
3.1.2 铁氧体、非晶合金及纳米晶铁心损耗特性测测量与分析 |
3.2 方波激励下非晶及纳米晶铁心损耗模型建立 |
3.2.1 方波激励下Steinmetz修正公式 |
3.2.2 方波激励下Steinmetz修正公式改进 |
3.3 方波激励下非晶及纳米晶铁心损耗模型验证 |
3.4 本章小结 |
第4章 非晶合金磁致伸缩特性研究 |
4.1 磁致伸缩特性测量与分析 |
4.1.1 磁致伸缩特性测量系统 |
4.1.2 磁致伸缩特性测量与分析 |
4.2 中频状态下非晶合金磁致伸缩特性模型的建立 |
4.3 中频状态下非晶合金带材A计权速度级 |
4.4 本章小结 |
第5章 中频变压器铁心损耗与空载振动噪声测试 |
5.1 中频变压器铁心试验样机参数计算及制作 |
5.2 中频变压器铁心多物理场仿真建模与计算 |
5.2.1 磁场仿真及铁心损耗计算 |
5.2.2 振动与噪声仿真计算与分析 |
5.3 试验样机性能测试与结果分析 |
5.3.1 测试系统 |
5.3.2 铁心损耗测量结果分析 |
5.3.3 铁心振动噪声试验结果分析 |
5.4 本章小结 |
第6章 结论与展望 |
6.1 结论 |
6.2 展望 |
参考文献 |
在学研究成果 |
致谢 |
(3)伪随机动态测试信号建模与智能电能表动态误差测试方法(论文提纲范文)
学位论文数据集 |
摘要 |
ABSTRACT |
符号说明 |
第一章 绪论 |
1.1 课题来源 |
1.2 论文研究的背景和意义 |
1.3 国内外研究现状 |
1.3.1 动态负荷典型特性的研究现状 |
1.3.2 电力系统负荷建模的研究现状 |
1.3.3 电能表误差测试的研究现状 |
1.3.4 压缩感知理论的研究现状 |
1.3.5 电参量测量算法的研究现状 |
1.4 现有研究成果的总结和不足 |
1.5 论文研究的主要内容 |
1.6 论文体系结构 |
第二章 大功率动态负荷信号典型本质特性分析 |
2.1 引言 |
2.2 动态负荷概述 |
2.3 电气化铁路负荷信号的典型本质特性分析 |
2.3.1 宏观时间尺度电气化铁路负荷典型本质特性分析 |
2.3.2 微观时间尺度电气化铁路负荷典型本质特性分析 |
2.4 电弧炉负荷信号的典型本质特性分析 |
2.4.1 宏观时间尺度电弧炉负荷典型本质特性分析 |
2.4.2 微观时间尺度电弧炉负荷典型本质特性分析 |
2.5 大功率动态负荷信号典型本质特性的总结 |
2.6 小结 |
第三章 畸变波形m序列伪随机动态测试信号建模 |
3.1 引言 |
3.2 现有的电能表误差测试信号模型 |
3.2.1 常用的测试信号 |
3.2.2 稳态测试信号模型 |
3.2.2.1 正弦稳态测试信号模型 |
3.2.2.2 非正弦稳态测试信号模型 |
3.2.3 动态测试信号模型 |
3.2.3.1 正弦包络调幅动态测试信号模型 |
3.2.3.2 梯形包络调幅动态测试信号模型 |
3.2.3.3 调频动态测试信号模型 |
3.2.3.4 调相动态测试信号模型 |
3.2.3.5 00K动态测试信号模型 |
3.3 动态负荷信号空间分解与动态测试信号空间构建 |
3.4 畸变波形m序列伪随机动态测试信号模型 |
3.4.1 m序列伪随机函数 |
3.4.2 畸变波形稳态周期函数 |
3.4.3 畸变波形m序列伪随机动态测试信号结构化参数模型 |
3.5 信号的产生验证与特性分析 |
3.5.1 动态测试信号的产生验证 |
3.5.2 动态测试信号的特性分析 |
3.6 小结 |
第四章 畸变波形正交伪随机动态测试信号建模 |
4.1 引言 |
4.2 压缩感知理论概述 |
4.3 正交伪随机测量矩阵的构建 |
4.3.1 正交伪随机测量矩阵的组成 |
4.3.2 正交伪随机测量矩阵的结构化构建 |
4.4 畸变波形正交伪随机动态测试信号模型 |
4.4.1 正交伪随机序列函数 |
4.4.2 畸变波形稳态周期函数 |
4.4.3 畸变波形正交伪随机动态测试信号结构化参数模型 |
4.5 信号的产生验证与特性分析 |
4.5.1 动态测试信号的产生方法 |
4.5.2 动态测试信号的特性分析 |
4.6 小结 |
第五章 动态电能量值的非交叠移动压缩检测算法 |
5.1 引言 |
5.2 电能表的功率电能测量原理 |
5.3 动态电能量值的NOLM-CM算法 |
5.3.1 有功功率压缩检测模型 |
5.3.1.1 离散畸变波形m序列伪随机动态瞬时功率测试信号的稀疏性分析 |
5.3.1.2 最小误差测量矩阵的构建 |
5.3.2 动态电能量值测量的NOLM-CM算法 |
5.4 NOLM-CM算法的仿真与实验验证 |
5.4.1 常用的窗函数电能量值测量算法 |
5.4.2 NOLM-CM算法的仿真验证 |
5.4.2.1 不同动态瞬时功率测试信号条件下的仿真验证 |
5.4.2.2 NOLM-CM算法与窗函数算法的对比分析 |
5.4.3 NOLM-CM算法的实验验证 |
5.5 小结 |
第六章 智能电能表动态误差的似然函数间接测试方法 |
6.1 引言 |
6.2 智能电能表动态误差的似然函数间接测试算法 |
6.2.1 畸变波形伪随机动态功率测试信号的游程似然函数 |
6.2.2 动态误差的似然函数间接测试算法 |
6.3 智能电能表动态误差的似然函数间接测试系统 |
6.4 智能电能表动态误差测试实验 |
6.4.1 畸变波形伪随机动态测试信号产生的实验验证 |
6.4.2 智能电能表的动态误差测试实验结果 |
6.4.2.1 不同模式的动态测试信号条件下电能表动态误差测试结果 |
6.4.2.2 不同功率因数的动态测试信号条件下电能表动态误差测试结果 |
6.4.2.3 不同被测电能表的动态误差测试结果 |
6.4.3 电能表动态误差似然函数间接测试系统的不确定度评估 |
6.4.3.1 P_k~m(t)条件下的不确定度评估 |
6.4.3.2 p_k~(OPRM)(t)条件下的不确定度评估 |
6.5 小结 |
第七章 结论和展望 |
7.1 结论 |
7.2 展望 |
参考文献 |
致谢 |
攻博期间完成的论文和取得的科研成果 |
作者简介 |
导师简介 |
附件 |
(4)单相并联型有源电力滤波器周期频率调制策略研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第1章 绪论 |
1.1 课题背景及研究目的和意义 |
1.2 APF研究现况及电磁干扰 |
1.2.1 APF发展历史 |
1.2.2 APF研究现况 |
1.2.3 APF电磁干扰 |
1.3 扩频调制策略研究现况 |
1.3.1 随机频率调制技术 |
1.3.2 周期频率调制技术 |
1.4 论文研究内容与结构安排 |
第2章 单相并联型APF系统设计 |
2.1 引言 |
2.2 APF系统描述及工作原理 |
2.2.1 APF系统描述 |
2.2.2 APF主回路工作模式 |
2.3 基于离散傅里叶算法的锁相和谐波检测技术 |
2.3.1 DFT算法检测原理 |
2.3.2 DFT算法的实现 |
2.4 交流侧电流与直流侧电压PI控制方法 |
2.4.1 单相并联型APF数学模型 |
2.4.2 电流环PI控制器参数设计 |
2.4.3 电压环PI控制器参数设计 |
2.5 单相并联型APF仿真与实验研究 |
2.5.1 仿真分析 |
2.5.2 实验验证 |
2.6 本章小结 |
第3章 周期频率SPWM频谱分析 |
3.1 引言 |
3.2 单相逆变器结构及SPWM控制 |
3.2.1 单相逆变器结构 |
3.2.2 单相逆变器SPWM控制 |
3.3 固定开关频率SPWM频谱分析 |
3.3.1 双重傅里叶级数 |
3.3.2 固定开关频率SPWM频谱计算 |
3.4 周期频率SPWM频谱分析 |
3.4.1 周期频率SPWM频谱计算 |
3.4.2 周期频率SPWM调制种类 |
3.4.3 周期频率SPWM频率偏差 |
3.5 本章小结 |
第4章 周期频率调制对APF载频谐波电流的抑制 |
4.1 引言 |
4.2 APF谐波电流等效电路 |
4.3 固定开关频率PWM APF载频谐波电流分析 |
4.3.1 数学建模及计算 |
4.3.2 仿真验证 |
4.4 周期频率PWM APF载频谐波电流分析 |
4.4.1 数学建模及计算 |
4.4.2 仿真验证 |
4.5 周期频率PWM APF载频谐波电流定量设计 |
4.5.1 调制信号 |
4.5.2 频率偏差 |
4.6 APF载频谐波电流仿真及实验研究 |
4.6.1 周期频率PI控制器的设计 |
4.6.2 APF载频谐波电流仿真分析 |
4.6.3 APF载频谐波电流实验验证 |
4.7 本章小结 |
第5章 周期频率调制对APF差模电磁干扰的抑制 |
5.1 引言 |
5.2 APF DM EMI等效电路 |
5.3 APF DM电压源分析 |
5.3.1 固定开关频率PWM APF DM电压源分析 |
5.3.2 周期频率PWM APF DM电压源分析 |
5.3.3 周期频率PWM APF DM电压源预测 |
5.4 APF DM EMI仿真研究 |
5.4.1 APF DM EMI高频模型 |
5.4.2 APF DM EMI仿真分析 |
5.5 APF DM EMI实验研究 |
5.6 本章小结 |
第6章 结论与展望 |
6.1 全文总结 |
6.2 创新点 |
6.3 全文展望 |
参考文献 |
作者简介及科研成果 |
致谢 |
(5)基于介电等值模型的套管受潮状态分析及热电耦合仿真研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
1 绪论 |
1.1 课题的背景及意义 |
1.2 介电响应方法研究现状 |
1.2.1 时域介电响应方法 |
1.2.2 频域介电响应方法 |
1.3 基于介电响应等效模型的油纸绝缘受潮诊断方法研究现状 |
1.3.1 油纸绝缘介电响应等效模型 |
1.3.2 介电响应等效模型参数辨识 |
1.3.3 基于模型参数的状态特征量提取 |
1.4 套管热电耦合分析研究现状 |
1.5 本文研究内容 |
2 油纸电容式套管受潮模拟实验 |
2.1 引言 |
2.2 油纸电容式套管的结构及主要故障类型 |
2.3 试验套管模型及介电响应测试平台 |
2.3.1 试验套管模型的结构 |
2.3.2 测试平台 |
2.4 电容芯子的吸潮处理及介电响应测量 |
2.5 试验结果分析 |
2.5.1 温度对FDS的影响规律及其校正方法 |
2.5.2 水分对FDS的影响规律 |
2.6 小结 |
3 油纸绝缘宽频等效模型参数辨识及受潮特征量研究 |
3.1 引言 |
3.2 扩展德拜模型 |
3.3 基于GA-LMA的模型参数辨识 |
3.4 扩展德拜模型参数辨识结果及分析 |
3.4.1 计算结果 |
3.4.2 温度对扩展德拜模型参数的影响规律 |
3.4.3 水分含量对扩展德拜模型参数的影响规律 |
3.5 油纸绝缘频域介电子谱特性分析 |
3.6 极化去极化电流分析 |
3.7 回复电压分析 |
3.8 油纸绝缘受潮介电特征量的主成分分析 |
3.9 实例分析 |
3.9.1 真型 126k V油纸电容式套管人工受潮实验 |
3.9.2 基于最小距离的介电特征识别算法 |
3.9.3 试验套管受潮评估验证 |
3.10 小结 |
4 谐波及暂态电压下油纸绝缘设备介质损耗特性研究 |
4.1 引言 |
4.2 谐波电压作用下介质损耗的计算 |
4.2.1 直流输电系统仿真模型 |
4.2.2 仿真结果及介质损耗的计算 |
4.2.3 实验验证 |
4.3 暂态电压作用下的介质损耗计算 |
4.3.1 四阶龙格库塔法原理及其稳定性 |
4.3.2 暂态电压作用下的功率计算 |
4.4 小结 |
5 复杂电压条件下套管热电耦合仿真研究 |
5.1 引言 |
5.2 套管的发热和传热过程 |
5.2.1 电场计算数学模型 |
5.2.2 涡流场计算数学模型 |
5.2.3 温度场计算数学模型 |
5.2.4 热电-耦合模型 |
5.3 计及电容芯子介电参数频率温度特性的电热耦合计算 |
5.3.1 油浸纸和绝缘油介电参数的测量 |
5.3.2 油浸纸和绝缘油热物性参数的测量 |
5.3.3 非线性迭代原理 |
5.3.4 有限元几何模型及网格剖分 |
5.3.5 激励及边界条件 |
5.4 计算结果分析 |
5.4.1 电场分布特征分析 |
5.4.2 损耗分布特征分析 |
5.4.3 温度场分布特征分析 |
5.5 小结 |
6 结论与展望 |
6.1 结论 |
6.2 展望 |
参考文献 |
附录 |
A. 作者在攻读博士学位期间发表的论文 |
B. 作者在攻读博士学位期间参与的科研项目 |
C. 学位论文数据集 |
致谢 |
(6)基于弧光接地故障特性的中压配电网对地参数测量方法(论文提纲范文)
摘要 |
英文摘要 |
1 绪论 |
1.1 研究背景 |
1.2 研究意义 |
1.3 对地参数测量方法研究现状 |
1.3.1 对地电容测量研究现状 |
1.3.2 绝缘电阻测量研究现状 |
1.4 对地参数测量存在的问题 |
1.5 论文的研究思路 |
1.6 论文主要内容 |
2 瞬时性弧光接地故障分析 |
2.1 瞬时性故障 |
2.1.1 瞬时性故障特点 |
2.1.2 瞬时性故障容易起弧的原因 |
2.2 电弧理论 |
2.2.1 电弧数学模型 |
2.2.2 电弧模型的建立与仿真验证 |
2.2.3 电弧的时域与频域特性 |
2.3 瞬时性弧光接地故障特性分析 |
2.3.1 瞬时性弧光接地零序回路分析 |
2.3.2 线路对地参数分析 |
2.3.3 零序电流特性分析 |
2.3.4 瞬时性弧光接地故障特性总结 |
2.4 小电流接地系统瞬时性弧光接地故障仿真分析 |
2.4.1 中性点不接地系统瞬时性弧光接地仿真 |
2.4.2 中性点经消弧线圈接地系统瞬时性弧光接地仿真 |
2.5 本章小结 |
3 弧光信号的分解方法 |
3.1 Fryze理论及Hilbert变换 |
3.1.1 Fryze理论思想 |
3.1.2 Hilbert变换在畸变信号分解中的应用 |
3.2 基于Fryze&Hilbert的畸变电流分解 |
3.2.1 正弦电压下畸变电流分解 |
3.2.2 非正弦电压下畸变电流分解 |
3.3 基于Fryze&Hilbert的电流分解仿真分析 |
3.3.1 经过渡电阻接地时正弦电流分解仿真 |
3.3.2 弧光接地时畸变电流分解仿真 |
3.4 畸变信号分解特点 |
3.5 本章小结 |
4 对地参数测量原理及步骤 |
4.1 基于弧光接地故障特性的对地参数测量原理 |
4.1.1 中压配电网线路对地参数分析 |
4.1.2 基于Fryze&Hilbert零序等效导纳分析 |
4.2 对地参数计算方法 |
4.2.1 对地参数修正 |
4.2.2 采样信号数值计算方法 |
4.3 对地参数测量步骤 |
4.3.1 绝缘电阻测量步骤 |
4.3.2 对地电容测量步骤 |
4.4 对地参数测量方法特点 |
4.5 本章小结 |
5 仿真模型搭建及仿真分析 |
5.1 中压配电网模型建立 |
5.1.1 架空线路模型和电缆线路模型 |
5.1.2 仿真参数的确定 |
5.1.3 中压配电网仿真模型 |
5.2 中性点不接地系统仿真分析 |
5.2.1 中性点不接地系统经过渡电阻接地 |
5.2.2 中性点不接地系统弧光接地 |
5.3 中性点消弧线圈接地系统仿真分析 |
5.3.1 中性点经消弧线圈接地系统经过渡电阻接地 |
5.3.2 中性点经消弧线圈接地系统弧光接地 |
5.4 本章小结 |
6 结论与展望 |
6.1 结论 |
6.2 展望 |
致谢 |
参考文献 |
附录 |
攻读学位期间发表的论文、专利 |
(7)无线电能传输系统空间电磁场及功率流特性研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
1 绪论 |
1.1 课题的研究背景与课题研究的意义 |
1.1.1 WPT系统的历史沿革 |
1.1.2 研究WPT系统电磁特性与功率传输机理的背景及意义 |
1.2 WPT系统中电磁场的研究现状 |
1.2.1 WPT系统中电磁场计算方法的研究现状 |
1.2.2 WPT系统中二维数据的分析与对比评价方法的研究现状 |
1.2.3 WPT系统传输空间中的电磁特性的研究现状 |
1.2.4 WPT系统传输空间中的功率流的研究现状 |
1.3 存在的问题 |
1.4 论文的主要工作及创新性 |
1.4.1 论文的主要工作 |
1.4.2 创新性工作 |
2 WPT系统空间磁场计算方法研究 |
2.1 WPT系统空间磁场的计算模型 |
2.1.1 WPT系统空间磁场的合成与叠加 |
2.1.2 计算合成磁场的直接细线法 |
2.1.3 合成磁场的几何函数 |
2.1.4 合成磁场的复数模 |
2.1.5 合成磁场计算公式的离散 |
2.2 WPT泵统合成磁场的计算精度与效率 |
2.2.1 线圈电流分段数对计算结果的影响 |
2.2.2 用误差比较法优化计算 |
2.2.3 ECM优化方案中评价指标的特点分析 |
2.2.4 计算精度与效率矛盾的解决方案 |
2.3 最大值滤波法 |
2.3.1 剔除线圈邻近区域上的场值 |
2.3.2 最大值滤波方法的原理 |
2.3.3 MVFM方案的计算结果分析 |
2.4 二维特征选择验证法 |
2.4.1 二维特性选择验证法 |
2.4.2 2D-FSV的步骤与特点 |
2.5 MVFM联合2D-FSV的优化方案 |
2.5.1 联合方案的优化过程 |
2.5.2 联合方案的优化结果 |
2.6 WPT系统空间磁场计算方法的仿真验证与结果分析 |
2.6.1 仿真验证过程 |
2.6.2 仿真验证结果 |
2.7 本章小结 |
3 WPT系统传输空间磁场的非正弦时变特性 |
3.1 WPT系统空间合成磁场的时变特性 |
3.1.1 合成磁场的时域推导 |
3.1.2 合成磁场的瞬时值的模分布 |
3.2 WPT系统空间合成磁场的非正弦特性 |
3.2.1 合成磁场瞬时值的模 |
3.2.2 合成磁场瞬时值非正弦变化的普遍性 |
3.3 WPT系统传输空间非正弦合成磁场的研究方法 |
3.3.1 时域法和相量法在分析非正弦合成场的异同 |
3.3.2 WPT系统空间非正弦磁场的正确表达 |
3.4 WPT系统空间合成磁场非正弦特性的量化 |
3.4.1 合成磁场的复数模与瞬时最大值 |
3.4.2 合成磁场的非正弦率 |
3.4.3 MFSD的应用 |
3.5 WPT系统不同运行状态下的磁场非正弦特性 |
3.5.1 MFSD随电流相位差变化 |
3.5.2 MFSD随电流幅值比变化 |
3.5.3 电流相位差和电流幅值比同时变化对MFSD的影响 |
3.6 WPT系统空间合成磁场非正弦特性的实验验证 |
3.6.1 实验平台与原理 |
3.6.2 实验过程与结果 |
3.6.3 磁场非正弦率的验证结果 |
3.7 本章小结 |
4 WPT系统空间合成电磁场的时空特性 |
4.1 WPT空间磁场分量的分布特点分析 |
4.1.1 磁场分量幅值与相位的分布 |
4.1.2 磁场分量的幅值比与相位差 |
4.2 合成磁场的极化特性 |
4.2.1 合成磁场极化公式的推导与三种极化形式 |
4.2.2 合成磁场的极化参数 |
4.2.3 合成磁场极化特性分析 |
4.2.4 WPT系统不同状态下的合成磁场极化特性 |
4.3 合成磁场极化特性的验证 |
4.3.1 合成磁场极化特性的仿真验证 |
4.3.2 合成磁场极化特性的实验验证 |
4.4 WPT系统传输空间中的电场 |
4.4.1 准静态电磁场中的感应电场 |
4.4.2 WPT系统中的空间电场 |
4.5 WPT系统的空间电场特性 |
4.5.1 电场的时空特性 |
4.5.2 电场的复数模分布 |
4.5.3 WPT系统不同状态下的电场 |
4.6 WPT系统空间电场的实验验证 |
4.6.1 空间电场的验证方法 |
4.6.2 电场的实验验证平台与实验原理 |
4.6.3 WPT系统空间电场的实验验证 |
4.7 本章小结 |
5 WPT系统传输空间中的功率流 |
5.1 瞬时功率流分析 |
5.1.1 瞬时坡印亭矢量及其时空分布规律 |
5.1.2 空间不同点的瞬时电磁场与坡印亭矢量的对比 |
5.2 复功率流分析 |
5.2.1 复坡印亭矢量 |
5.2.2 有功与无功功率密度矢量 |
5.2.3 有功与无功功率密度矢量的分布特点 |
5.3 WPT系统不同状态下的功率流 |
5.3.1 有功功率密度矢量随电流幅值比和相位差的变化规律 |
5.3.2 无功功率密度矢量随电流幅值比和相位差的变化规律 |
5.3.3 影响有功功率的因素 |
5.4 WPT系统功率流的验证 |
5.4.1 瞬时功率的验证 |
5.4.2 有功与无功功率密度矢量的验证 |
5.4.3 传输功率的验证 |
5.5 本章小结 |
6 全文总结 |
6.1 论文研究的主要结论 |
6.2 需要进一步研究的问题 |
参考文献 |
附录 |
A. 博士研究生期间发表的论文 |
B. 博士研究生期间参与的项目 |
C. 学位论文数据集 |
致谢 |
(8)畸变信号条件下电能计量新技术研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 本文研究背景和意义 |
1.2 畸变信号下电能计量技术国内外研究现状 |
1.2.1 现有电能计量标准 |
1.2.2 电能计量方法的研究现状 |
1.3 项目来源和本文的主要内容 |
第2章 畸变信号对电能计量的影响分析 |
2.1 现有电子式电能表构成 |
2.2 畸变信号对电能计量准确性的影响分析 |
2.2.1 畸变信号对电流互感器的影响分析 |
2.2.2 畸变信号对乘法器的影响分析 |
2.2.3 畸变信号对后置滤波器的影响分析 |
2.3 本章小结 |
第3章 畸变信号下的电能计量方法 |
3.1 畸变信号条件下的计量模型与算法 |
3.1.1 畸变信号条件下的功率数学模型 |
3.1.2 基于新型优化窗改进FFT和快速小波变换功率测量流程 |
3.2 新型优化窗改进FFT的稳态信号计量方法 |
3.2.1 傅里叶变换的基本原理 |
3.2.2 新型优化窗的选取 |
3.2.3 新型优化窗改进FFT算法 |
3.2.4 基于新型优化窗改进FFT的稳态信号功率测量 |
3.2.5 稳态信号计量算法的仿真与分析 |
3.3 快速小波变换的非稳态信号计量方法 |
3.3.1 小波变换原理 |
3.3.2 改进快速小波算法 |
3.3.3 小波函数的选择和分解层数的确定 |
3.3.4 基于快速小波变换的非稳态信号功率测量 |
3.3.5 非稳态信号计量算法的仿真与分析 |
3.4 本章小结 |
第4章 畸变信号下的电能计量模拟仿真实验研究 |
4.1 单相半波整流电路信号的电能计量仿真实验 |
4.1.1 单相半波整流电路模型 |
4.1.2 单相半波整流电路功率测量 |
4.2 电弧炉信号的电能计量仿真实验 |
4.2.1 电弧炉模型 |
4.2.2 电弧炉信号功率测量 |
4.3 高铁牵引变信号的电能计量仿真实验 |
4.3.1 高铁牵引变信号模型 |
4.3.2 高铁牵引变信号功率测量 |
4.4 本章小结 |
第5章 畸变信号下的新型电能计量装置设计 |
5.1 畸变信号电能计量装置硬件设计 |
5.1.1 信号采集单元 |
5.1.2 数据处理单元 |
5.1.3 数据管理单元 |
5.2 畸变信号电能计量装置软件设计 |
5.2.1 主程序模块 |
5.2.2 畸变电能计量模块 |
5.2.3 数据传输模块 |
5.3 人机交互模块软件与界面设计 |
5.4 实验与分析 |
5.5 本章小结 |
结论 |
参考文献 |
致谢 |
附录A 攻读硕士学位期间参与的科研项目与科研成果 |
(9)非正弦激励下变压器非线性电磁场的频域算法研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 非线性场的数值计算方法 |
1.3 国内外研究现状及发展动态分析 |
1.3.1 磁标量位的研究现状 |
1.3.2 谐波平衡有限元法的研究现状 |
1.3.3 直流偏磁的研究现状 |
1.3.4 换流变压器复合电场的研究现状 |
1.4 本文的主要工作 |
第2章 基于磁标量位的有限元算法 |
2.1 基于磁标量位的有限元方程 |
2.2 等参元法介绍 |
2.2.1 自然坐标及其形状函数 |
2.2.2 等参元法在场分析中的应用 |
2.2.3 高斯积分法 |
2.3 矢量的棱边元插值计算 |
2.4 静态非线性磁场的数值计算 |
2.4.1 叠片铁心模型及计算方案 |
2.4.2 静态非线性磁场计算结果 |
2.5 本章小结 |
第3章 频域分解算法及其在叠片铁心模型中的应用 |
3.1 频域分解算法 |
3.1.1 谐波平衡有限元法 |
3.1.2 场路耦合方程 |
3.1.3 考虑场路耦合的频域分解方程 |
3.1.4 解耦前后计算代价比较 |
3.1.5 计算流程 |
3.2 叠片铁心模型的直流偏磁实验 |
3.3 以电流为激励的二维叠片铁心模型的计算与分析 |
3.4 考虑场路耦合的二维叠片铁心模型的计算与分析 |
3.4.1 励磁电流的比较 |
3.4.2 磁通密度的比较 |
3.4.3 平均磁密交流分量的比较 |
3.5 本章小结 |
第4章 基于频域分解算法的交直流复合电场分析 |
4.1 非线性交直流复合电场的有限元分析 |
4.1.1 非线性各向同性的有限元方程 |
4.1.2 考虑各向异性的有限元方程 |
4.1.3 非线性电场计算中的频域分解算法 |
4.1.4 定点选取策略及计算流程 |
4.2 换流变压器阀侧电压及模型结构参数 |
4.2.1 换流变压器阀侧绕组的激励电压 |
4.2.2 实际换流变压器模型 |
4.2.3 换流变压器油纸绝缘参数 |
4.3 频域分解算法的有效性验证 |
4.3.1 油纸绝缘典型结构模型及参数 |
4.3.2 油纸绝缘典型结构计算结果 |
4.4 实际换流变压器计算结果 |
4.5 本章小结 |
第5章 结论与展望 |
5.1 结论 |
5.2 展望 |
参考文献 |
攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果 |
攻读硕士学位期间参加的科研工作 |
致谢 |
(10)信号频偏时准同步DFT的分析误差修正方法及其应用研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
1 绪论 |
1.1 研究背景及意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 基于傅立叶变换的谐波分析方法 |
1.2.2 基于瞬时无功功率的谐波分析方法 |
1.2.3 基于小波变换的谐波分析方法 |
1.2.4 现代谱谐波估计方法 |
1.2.5 基于神经网络的谐波分析方法 |
1.2.6 其他分析方法 |
1.2.7 准同步DFT |
1.3 主要研究内容 |
1.4 论文组织与结构 |
2 准同步DFT及其频谱特性 |
2.1 基于傅立叶变换的谐波分析方法及其存在的问题 |
2.1.1 基于傅立叶变换的谐波分析方法 |
2.1.2 分析误差产生的原因 |
2.2 准同步DFT谐波分析方法 |
2.2.1 基于多次迭代的准同步采样算法 |
2.2.2 数值积分 |
2.2.3 准同步采样的分组递推过程 |
2.2.4 准同步采样的一次加权处理 |
2.2.5 基于准同步采样和离散傅立叶变换的准同步DFT |
2.3 准同步DFT的谐波分析特性 |
2.3.1 分组递推过程和一次迭代处理的算法差异 |
2.3.2 准同步DFT的离散频谱 |
2.3.3 准同步DFT对长范围泄漏的抑制 |
2.3.4 准同步DFT的短范围泄漏 |
2.4 本章小结 |
3 基于可变栅栏的谐波分析方法 |
3.1 准同步DFT的谐波分析误差 |
3.2 准同步DFT的频谱伸缩特性 |
3.3 基于可变栅栏概念的谐波分析方法 |
3.3.1 可变栅栏的概念 |
3.3.2 信号频偏率μ的计算方法 |
3.3.3 谐波分析过程 |
3.4 仿真实验 |
3.4.1 可变栅栏的分析精度 |
3.4.2 和其他算法的比较实验 |
3.5 现场实验 |
3.6 本章小结 |
4 准同步DFT线性修正算法 |
4.1 关于可变栅栏的计算量问题 |
4.1.1 正/余弦计算 |
4.1.2 分步计算 |
4.1.3 算法存在的不足 |
4.2 线性修正算法 |
4.2.1 基于最小二乘的幅值线性修正 |
4.2.2 基于线性误差的相位线性修正 |
4.2.3 幅值和相位的线性修正过程 |
4.2.4 线性修正的分步计算方法 |
4.3 仿真实验 |
4.3.1 精度实验 |
4.3.2 时间复杂度 |
4.4 本章小结 |
5 分布式非同步相位差测量方法 |
5.1 基于初相和谐波理论的相位差测量方法 |
5.1.1 周期信号的初相 |
5.1.2 谐波参数的测量 |
5.1.3 相位差的测量 |
5.1.4 实验验证 |
5.2 分布式非同步相位差测量原理 |
5.2.1 常规的测量方法 |
5.2.2 正弦信号相位差的测量 |
5.2.3 类正弦信号相位差的测量 |
5.3 仿真实验 |
5.3.1 正弦信号相位差实验 |
5.3.2 混叠信号相位差实验 |
5.4 现场实验 |
5.5 本章小结 |
6 MOSA阻性电流的测量方法研究 |
6.1 MOSA的阻性电流 |
6.2 分布式非同步相位差测量方法 |
6.3 分布式非同步阻性电流测量方法 |
6.3.1 谐波分析方法 |
6.3.2 阻性电流的提取 |
6.4 仿真实验 |
6.4.1 正弦电压实验 |
6.4.2 谐波污染实验 |
6.4.3 频率偏移实验 |
6.4.4 仿真结果分析 |
6.5 现场实验 |
6.6 本章小结 |
7 结论 |
致谢 |
参考文献 |
附录 |
四、非正弦周期电流的频域和时域分解方法(论文参考文献)
- [1]软磁材料的磁滞模拟与损耗计算方法研究[D]. 刘任. 华北电力大学(北京), 2021
- [2]实际工况下电力机车用磁性材料磁特性研究[D]. 迟青光. 沈阳工业大学, 2020(02)
- [3]伪随机动态测试信号建模与智能电能表动态误差测试方法[D]. 王婧. 北京化工大学, 2020
- [4]单相并联型有源电力滤波器周期频率调制策略研究[D]. 陈楠. 吉林大学, 2019(02)
- [5]基于介电等值模型的套管受潮状态分析及热电耦合仿真研究[D]. 杨峰. 重庆大学, 2019(01)
- [6]基于弧光接地故障特性的中压配电网对地参数测量方法[D]. 李洋. 西安科技大学, 2019(01)
- [7]无线电能传输系统空间电磁场及功率流特性研究[D]. 康健炜. 重庆大学, 2019(01)
- [8]畸变信号条件下电能计量新技术研究[D]. 赵恒一. 湖南大学, 2019(06)
- [9]非正弦激励下变压器非线性电磁场的频域算法研究[D]. 晋志明. 华北电力大学, 2019
- [10]信号频偏时准同步DFT的分析误差修正方法及其应用研究[D]. 傅中君. 南京理工大学, 2019(06)