天津大学学报杂志 统计源期刊

天津大学学报 2016年第05期杂志 文档列表

天津大学学报杂志电气与自动化工程

计及用户停电损失的离网光伏与储能系统优化规划443-449

摘要：离网运行的光伏与储能系统的投资,即所需安装的光伏和储能的容量,不仅取决于用户负荷需求的大小,而且与用户对供电可靠性的要求以及系统的控制策略密切相关.为合理计及可靠性成本,通过用户停电损失指标把可靠性货币化,不仅可以通过该指标确定负荷的供电优先级,而且便于以总成本最小为目标进行优化规划.提出了一种具有时间前瞻性的控制策略,该策略的特点是：在储能充电阶段进行前瞻性充电,以保证储能可以在放电阶段向供电优先级高的负荷供电,使用户总成本最小;通过嵌套全生命周期Monte Carlo模拟的广度优先搜索策略,迅速锁定最优规划方案.通过算例证明了所提控制策略的优势和规划方法的有效性.

转子槽数对电动汽车用异步电机性能的影响450-456

摘要：介绍了一种应用在电动汽车上的高功率密度异步电机.首先简要分析了转子槽数对附加损耗和最大转矩的影响,然后通过场路耦合的有限元方法对6种不同转子槽数下的电机电气性能做了仿真分析,研究了电机的气隙磁通密度波形、电机的磁通密度分布以及输出转矩的波动情况,并计算了电机满载时的铜耗和铁耗,进行了性能参数的比较,最终得到了合理的转子槽数.通过分析表明,当电动汽车用异步电机转子槽数设计为68槽时,与其他槽数的电机相比,其电流密度最高可降低2.97%,过载能力最高可提高13.8%,并且电机效率可达91.55%,电机有最佳的性能输出,能够很好地满足电动汽车对驱动电机的性能要求.

火灾烟雾的轮廓光流矢量分析457-464

摘要：由于烟雾运动具有特殊的湍流特性,使得其运动方向具有特定一致性.利用这一特性,采用光流矢量分析方法,对可疑区域运动方向进行判定.为了提高算法实时性,首先提取可疑区域轮廓,然后对轮廓光流矢量进行分析.通过对比烟雾与非烟雾干扰（包括运动的光照、行进中的汽车车灯、水蒸气等）,分析其轮廓的光流矢量特性,发现烟雾轮廓与非烟雾轮廓的光流矢量具有明显差异性,即其运动矢量基本呈现向上、向外扩散的趋势,因此角度基本位于一、二象限,即在0°~180°之间（除个别干扰点）,这也与烟雾湍流运动特征相匹配,而分析非烟干扰发现,运动矢量并不具备这一特征.通过对比实验证明了该算法在保证准确度的基础上,将传统光流算法的计算速度提高了3倍.

漩涡的卷吸作用对多孔孔板流量计精度的影响465-471

摘要：为了优化多孔孔板流量计的结构、提高计量精度,结合实验、CFD仿真与射流理论相结合的方法对多孔孔板流量计计量精度的影响因素进行分析.结果表明：漩涡的卷吸作用是影响计量精度的关键因素,并得出回流通量能够表征卷吸作用的结论;多孔孔板流量计在不同的流速范围内,回流通量沿流向呈非相似性分布和相似性分布.在非相似性分布的流速区间内,流出系数Cd的重复性较差,不同多孔孔板的重复性随着回流通量的增加而增大,流出系数Cd波动较大.在相似性分布的流速区间内,流出系数C_d的重复性较好,不同多孔孔板流量计的量程范围和线性度随着回流通量的增大而降低.

数字控制对并网逆变器的影响及抑制方法472-479

摘要：从并网逆变器控制性能的比较可知,常规的数字控制不如模拟控制.为此,以常用的准比例谐振电流控制器为例,采用传统模型、1阶惯性模型、离散化模型,分析了数字控制采样、零阶保持和滞后一拍对逆变器稳态和动态性能的影响.得出结论：数字控制使控制器和控制对象特性发生变化,系统阶数由3阶升高为4阶,相位滞后增大,开关频率及其整数倍频率出现谐振,并伴随有相位的跳变,控制参数的稳定域缩小;受稳定性的制约,稳态精度和动态性能也下降,采样频率越低时上述影响越突出.一种基于误差电流衰减的预测控制被提出用于抑制数字控制的影响.仿真和实验结果表明预测控制能减小稳态误差,动态调节时间由10,ms减少到小于5,ms,电感估计标幺值在0-1.53内变化,系统具有良好的鲁棒性.

基于压缩感知的微网谐波分析方法480-484

摘要：多类型分布式电源和电力电子装置的运用使微网中谐波分量更加复杂,针对目前Nyquist采样框架下前段谐波采样数据量大、压缩复杂度高的问题,基于压缩感知理论提出了一种微网谐波分析和同步检测方法.首先理论证明了电网谐波信号在DFT基下的稀疏性满足压缩感知必备条件;随后依据国标要求,选定采用稀疏测量压缩采样方法和谱投影梯度恢复算法的压缩感知过程,使采样端存储空间降低为传统Nyquist采样的M/N,且降低传统稠密测量复杂度.实验结果表明：谱线插值修正算法可有效提升检测精度,新方法对微网谐波的频率、幅值和相位的检测误差分别降低到0.000,1%,、0.053%,和0.05°以内,对间谐波的检测误差分别在0.002%,、0.15%,和0.2°以内.

3步光伏最大功率点跟踪算法485-490

摘要：光伏阵列的P-U特性曲线在局部阴影的情况下会呈现多个极值点,传统算法容易陷于局部极值,智能算法追踪耗时过多.在研究两类算法的基础上,提出一种基于扰动观察法和粒子群算法的3步最大功率点跟踪（MPPT）算法.该算法采用大步长扰动观察法缩小搜索范围并确定粒子数目;采用改进粒子群算法实现全局搜索寻找最优局部;采用逐步逼近的扰动观察法在最优局部内搜索最大功率点.仿真结果表明：该算法在均匀光照和局部遮阴情况下均能准确迅速地跟踪到最大功率点,相比于粒子群算法,追踪时间缩短35%,以上.

低含液率气液两相钝体绕流实验与机理491-497

摘要：气液两相钝体绕流现象广泛存在于生产实践和社会生活中,其中气相中含少量液体是常见的两相流现象.通过实验,研究了常压下50,mm口径水平圆管中低含液率气液两相钝体绕流的涡街现象,就含液率对涡街信号的频率与幅值的影响进行比较分析,应用消除趋势波动法（DFA）对涡街信号进行处理,得到液相体积含率0.1%,左右是本实验条件下能产生稳定涡街的分界点.对实验流型——环状流进行了动力学分析,得到气、液相惯性力之比和液相韦伯数随含液率的变化规律,并从液相的分布与运动及气相夹带液滴对漩涡能量影响两方面,分析了涡街失稳的机理.最后利用拟合的两相斯特劳哈尔数和含液率之间的线性关系,使涡街在湿气及低含液率下的测量误差从6.37%,减小到2.03%,,对实际工程测量有一定的指导意义.

基于改进混合粒子群优化的特定谐波消除脉宽调制策略498-505

摘要：针对传统迭代法求解特定谐波消除脉宽调制策略（SHEPWM）开关角方程组需要合适的初值和难收敛的问题,提出一种改进的混合粒子群优化（HPSO）算法对其进行求解.该算法对粒子群（PSO）算法的权重系数和学习因子进行了改进,并且提出了一种温度系数线性递减的模拟退火（SA）算法与粒子群算法结合,有效弥补了传统粒子群（CPSO）算法求解开关角收敛速度慢和精度低的缺点.仿真分析表明,该算法消除了对初值的依赖,提升了算法寻优的能力,从而提高了求解速度与精度,并且通过实验验证了该算法的可行性.

乳腺肿瘤同伦LM算法EIT图像重建506-512

摘要：将同伦延拓方法与Levenberg-Marquardt（LM）迭代算法相结合,对不同的乳腺肿瘤模型进行图像重建,并与LM算法进行比较.在不同迭代初始值下,同伦LM算法与LM算法的平均电导率相对误差相比,最优值能降低接近7%,,运行时间最大能减少46%,的计算开销,电压相对误差要优于LM算法7%,以上.实验结果表明,同伦LM算法比LM算法能重建更好的图像,提高了重建图像的精度和收敛速度.

电力系统实时仿真中细粒度并行实现513-519

摘要：为充分利用FPGA的高度并行特性,设计了一种可实现加减乘除混合运算的变结构运算组件.从实用性和扩展性角度出发,用控制指令描述对运算组件的操作,用有向无环图描述计算任务之间的依赖关系,提出了一种新的基于FPGA的仿真程序设计方法.在此基础上,以30,μs仿真步长在一块5SGSMD5芯片上实现了IEEE-14电力系统的实时仿真,其实验结果与PSCAD仿真结果相吻合.

光伏电源接入配电网的方向元件新判据520-527

摘要：光伏电源的控制策略不同于传统电源,传统方向元件不能正确判断故障方向,可能导致保护装置错误动作.为此,研究了光伏电源在并网控制策略下的故障输出特性,以及光伏电源接入影响下的系统侧电源故障输出特性,得到了配电网发生故障时光伏电源及系统电源输出故障电流的相位特征,以此为基础提出了一种基于正序故障电流和故障前电压相位信息的方向元件新判据,并与传统方向元件进行了比较,得出了光伏电源接入的配电网中方向元件的特性及整定计算方法.结果表明该方向元件判据在配电网不同故障条件下均能保证正确动作,同时避免了传统方向元件易受电压死区及过渡电阻影响的问题.

12相低速永磁同步电动机电磁设计与分析528-534

摘要：多相永磁同步电动机能够在低电压供电场合实现大功率、低噪声和高可靠性驱动.介绍了额定转速120,r/min的3.5,MW低速永磁同步电动机设计过程,转子为表贴式结构,合理地选择相数和槽极数配合,定子采用192槽40极4,Y相移15°分数槽双层短距分布绕组,整个定子可以看作由4个48槽10极4,Y相移15°单元电机构成.所设计的多相永磁同步电机径向力波模数高,引起的电机壳体振动幅度小.分析了单元电机的永磁电动势、电枢反应磁动势和电磁转矩特点.对电机进行了电磁优化设计,给出了电机主要结构参数.分析结果表明：该电机的电磁脉动转矩小,能够获得较好的力能指标.

天津大学学报杂志精密仪器与光电子工程

回转体测量机热变形误差三截面法补偿技术535-540

摘要：为了补偿复杂外形回转体测量机在生产现场的热变形误差,使用实物参考基准作为标定物,提出了三截面法热变形误差在线补偿技术.根据回转体测量机的结构特点,使用数字仿真分析了热变形形式,然后以此为依据建立了热变形误差补偿模型.通过测量两个参考基准的截面和被测工件的一个待测截面的数据,计算得到补偿模型中的参数,进而获得热变形误差的补偿量,实现了在线补偿,无需建立复杂的热变形模型,简单易行.现场测量实验证明了三截面法的可行性,重复性误差降低到8,μm,能够满足复杂环境下的测量任务.

多部脉象信息采集及处理541-547

摘要：基于中医三部脉象仪,探究一种新的多部脉象采集方法及各部之间的影响,提出一种新的脉象信号时域特征提取法NILP.通过小波高频去噪和基于三次样条插值的LIP算法对寸、关、尺三部脉象信号预处理.利用NILP、谱能比、小波熵和HHT提取时频域上的多个特征参数.结果发现,寸部信号随着尺部压力的增大,时域平滑化,频域高频成分减少;尺部信号随着寸部压力的增大,时域陡化,频域高频成分增加;寸关尺最佳取脉压力存在定量关系.这种影响关系表明单部采集与多部采集存在较大差异,应通过临床样本的积累,逐步建立符合三部脉象检测规律的脉象判读标准.

基于电磁能量吸收机理的海洋溢油厚度传感技术研究548-553

摘要：在石油生产与运输过程中,溢油事故经常发生,往往对海洋环境和经济造成十分恶劣的影响.通过对油污厚度实时监测可及时发现溢油并定位溢油来源.基于电磁能量吸收机理,推导了油污厚度与电磁能量吸收率之间的数学模型,设计了传感器结构,搭建了油污厚度检测的实验平台.实验结果表明,接收到的电磁能量功率与油污厚度间存在线性关系,传感器的检测分辨率可达0.07,mm,持续工作情况下测量时会产生最大0.57,mm的误差,相当于满量程的1.4%,为海洋油污检测传感器的设计提供了理论基础和实验参考.