基于CEEMDAN-HT的永磁同步电机匝间短路振动信号故障特征提取研究

1

作者 夏焰坤 李欣洋 +1 位作者 任俊杰 寇坚强 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2024年第5期72-81,共10页

由于长时间处于高负荷运行状态,永磁同步电机(permanent magnet synchronous motor, PMSM)定子绕组线圈匝与匝之间的绝缘性能容易降低,导致出现匝间短路,此时电机的振动强度会发生改变。针对此现象,提出将自适应噪声完备经验模态分解(co... 由于长时间处于高负荷运行状态,永磁同步电机(permanent magnet synchronous motor, PMSM)定子绕组线圈匝与匝之间的绝缘性能容易降低,导致出现匝间短路,此时电机的振动强度会发生改变。针对此现象,提出将自适应噪声完备经验模态分解(complete ensemble empirical mode decomposition with adaptive noise, CEEMDAN)与希尔伯特变换(Hilbert transform, HT)结合,构成一种CEEMDAN-HT非线性信号分析方法,并将其应用于提取振动信号故障特征。首先,利用CEEMDAN算法分解振动信号,得到一系列本征模态函数(intrinsic mode function, IMF),并将主元分析中的方差贡献率用于识别包含故障特征信息的IMF。其次,使用HT对方差贡献率较高的IMF进行分析,并以三维联合时频图呈现时间、瞬时频率与幅值,得到了主要故障特征。最后,使用ANSYS有限元软件建立了电机短路故障模型,并搭建了短路故障试验平台,通过对比有限元仿真结果与试验结果,对提出的方法进行了有效性和准确性验证。 展开更多

关键词 永磁同步电机(permanent magnet synchronous motor PMSM) 振动信号 自适应噪声完备经验模态分解(complete ensemble empirical mode decomposition with adaptive noise CEEMDAN) 特征提取 希尔伯特变换(Hilbert transform HT)

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基于改进秃鹰算法优化极限学习机的谐波发射水平估计

2

作者 夏焰坤 朱赵晴 +2 位作者 唐文张 任俊杰 张艺凡 《电力系统保护与控制》 EI CSCD 北大核心 2024年第1期156-165,共10页

针对目前电力系统谐波发射水平难以直接测量的问题,提出了一种基于改进秃鹰算法(improved bald eagle search,IBES)优化极限学习机(extreme learning machine,ELM)的谐波发射水平估计方法。首先,在传统秃鹰搜索算法中引入Tent混沌映射... 针对目前电力系统谐波发射水平难以直接测量的问题,提出了一种基于改进秃鹰算法(improved bald eagle search,IBES)优化极限学习机(extreme learning machine,ELM)的谐波发射水平估计方法。首先,在传统秃鹰搜索算法中引入Tent混沌映射和柯西变异算子,利用IBES算法对ELM模型的输入权重和阈值进行寻优。其次,输入公共连接点(point of common coupling,PCC)处谐波电压和谐波电流,代入IBES-ELM模型,估计用户侧和系统侧谐波发射水平。最后进行仿真和工程实例分析,并与其他算法的估计结果进行对比。结果表明,所提IBES-ELM方法估计精度优于长短期记忆网络(long short-term memory,LSTM)、卷积神经网络(convolution neural network,CNN)、反向传播神经网络(back propagation neural network,BP)和CNN-LSTM算法模型,验证了该方法的有效性和稳定性。 展开更多

关键词 谐波发射水平 秃鹰搜索优化 Tent混沌映射 柯西变异算子 极限学习机

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基于反向传播-自适应提升算法的谐波阻抗估计

3

作者 夏焰坤 任俊杰 《电力系统及其自动化学报》 CSCD 北大核心 2024年第3期118-125,共8页

目前,关于量化谐波阻抗的研究大多数是基于系统侧谐波阻抗不发生改变而设定,当系统谐波阻抗变动时,如何估计谐波阻抗的研究相对较少。为此,本文提出一种基于系统谐波阻抗变动背景下的系统谐波阻抗估计新方法。首先,加窗处理谐波电压、... 目前,关于量化谐波阻抗的研究大多数是基于系统侧谐波阻抗不发生改变而设定,当系统谐波阻抗变动时,如何估计谐波阻抗的研究相对较少。为此,本文提出一种基于系统谐波阻抗变动背景下的系统谐波阻抗估计新方法。首先,加窗处理谐波电压、电流测量数据,使用二元线性回归法估算系统谐波阻抗,并用小波包变换对测量数据进行分段,以找出系统谐波阻抗变动的时间;其次,采用反向传播-自适应提升算法精确量化每个采样数据段的系统谐波阻抗;最后,通过仿真与实例分析验证本文方法相较于其他方法具有更好的鲁棒性和精确性。 展开更多

关键词 系统侧谐波阻抗 小波包变换法 反向传播-自适应提升算法 鲁棒性

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高速和重载电气化铁路V型接线牵引变压器负序补偿研究 被引量：26

4

作者 夏焰坤 李群湛 +2 位作者 解绍锋 易东 郭锴 《电力自动化设备》 EI CSCD 北大核心 2014年第2期73-78,共6页

为解决V形接线形式牵引变电所引起的负序问题,首先分析了V型接线形式负序产生机理。在此基础上提出基于潮流控制器(PFC)的补偿方法,该方法采用2个单相背靠背连接的变流器在变压器次边2个端口进行功率交换和补偿,容易实现异相供电补偿模... 为解决V形接线形式牵引变电所引起的负序问题,首先分析了V型接线形式负序产生机理。在此基础上提出基于潮流控制器(PFC)的补偿方法,该方法采用2个单相背靠背连接的变流器在变压器次边2个端口进行功率交换和补偿,容易实现异相供电补偿模式和同相供电补偿模式,同时分析了基于PFC装置的负序补偿原理及电流检测方法,其中电流检测方法采用瞬时无功功率理论。最后对补偿方案进行了仿真验证,仿真结果表明所提方法能取得良好的补偿效果。 展开更多

关键词 V形接线牵引变压器 补偿 负序 潮流控制器 同相供电 电流检测 电气化铁路

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电气化铁道贯通同相供电变电所控制策略研究 被引量：17

5

作者 夏焰坤 李群湛 +3 位作者 解绍锋 陈民武 郭鑫鑫 赵元哲 《铁道学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第8期25-31,共7页

针对现行换相式和同相牵引供电系统的特点,分析一种采用直接三相-单相交直交变换型贯通同相供电系统方案。该方案既能解决牵引供电系统电能质量问题,又能取消掉牵引网上的薄弱环节"电分相",有利于高速、重载机车实现全线贯通... 针对现行换相式和同相牵引供电系统的特点,分析一种采用直接三相-单相交直交变换型贯通同相供电系统方案。该方案既能解决牵引供电系统电能质量问题,又能取消掉牵引网上的薄弱环节"电分相",有利于高速、重载机车实现全线贯通运行。针对贯通供电变电所控制方式,提出采用直接功率控制策略。该方法以瞬时无功理论为基础,控制三相侧和单相侧功率交换。仿真结果表明,在有功和无功指令突变的情况下,变流器能够进行快速跟踪指令,有良好的控制效果。 展开更多

关键词 贯通同相供电系统 电能质量 电分相 瞬时功率理论 控制策略

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基于瞬时无功理论和平衡变压器的牵引变电所电流平衡补偿方法 被引量：10

6

作者 夏焰坤 李群湛 +1 位作者 赵元哲 肖楚鹏 《电力自动化设备》 EI CSCD 北大核心 2011年第9期42-45,64,共5页

针对变电所平衡变压器的特点,结合三相瞬时无功检测理论,提出了一种针对平衡变压器的两相电流瞬时无功检测方法。该方法应用于牵引变电所二次侧两供电臂电流的动态综合补偿,使两臂电流达到平衡,以确保一次侧三相系统侧电流对称,同时可... 针对变电所平衡变压器的特点,结合三相瞬时无功检测理论,提出了一种针对平衡变压器的两相电流瞬时无功检测方法。该方法应用于牵引变电所二次侧两供电臂电流的动态综合补偿,使两臂电流达到平衡,以确保一次侧三相系统侧电流对称,同时可以抑制谐波和无功分量。尤其在两供电臂电流对称的情况下,该检测方法和有功分离检测法或FBD检测法相比,只需1/4个电源周期,极大加快了响应速度。其次提出了直流侧电压和两变流器电流的控制策略。仿真结果证明了该检测方法的正确性和实时性。 展开更多

关键词 两相瞬时无功检测 变压器 平衡变压器 谐波分析 牵引变电所 补偿

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一种基于有源滤波器的同相牵引供电方案 被引量：18

7

作者 夏焰坤 李群湛 邹大云 《电网技术》 EI CSCD 北大核心 2010年第10期131-134,共4页

电气化铁路牵引供电系统由于采用单相供电方式,造成电力系统三相负载不平衡,存在大量无功和谐波。电分相环节的存在不利于机车向高速重载的方向发展。分析了一种基于有源滤波器和Yn、d11变压器结合的新型同相牵引供电系统方案。该方案... 电气化铁路牵引供电系统由于采用单相供电方式,造成电力系统三相负载不平衡,存在大量无功和谐波。电分相环节的存在不利于机车向高速重载的方向发展。分析了一种基于有源滤波器和Yn、d11变压器结合的新型同相牵引供电系统方案。该方案基本消除了三相负载不平衡,同时取消了电分相环节。根据该方法建立了仿真模型,仿真结果验证了该方法的有效性。 展开更多

关键词 有源电力滤波器 同相牵引供电系统 电分相

原文传递

高速铁路Ⅴ型接线牵引变压器混合补偿式同相供电方案 被引量：6

8

作者 夏焰坤 周福林 陈民武 《电力系统及其自动化学报》 CSCD 北大核心 2017年第4期89-94,共6页

为解决我国高速电气化铁路采用的Ⅴ型接线牵引变压器供电方式存在的负序问题,提出了一种无源和有源混合补偿式同相供电方案。首先,文中分析了Ⅴ型接线牵引变压器有源补偿结构、原理和混合式补偿结构,给出了混合补偿时有源装置的补偿电... 为解决我国高速电气化铁路采用的Ⅴ型接线牵引变压器供电方式存在的负序问题,提出了一种无源和有源混合补偿式同相供电方案。首先,文中分析了Ⅴ型接线牵引变压器有源补偿结构、原理和混合式补偿结构,给出了混合补偿时有源装置的补偿电流表达式。其次,分析了混合式补偿方案的特点和电流检测方法。最后,采用MATLAB仿真软件和变电所实测数据,对混合补偿效果进行了分析,结果表明了采用混合补偿式同相供电方案的有效性。 展开更多

关键词 牵引变压器 混合式补偿 负序 同相供电 铁路

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同相供电系统无源补偿方案及参数配置 被引量：2

9

作者 夏焰坤 解绍锋 +2 位作者 宿婉 南晓强 郭鑫鑫 《郑州大学学报（工学版）》 CAS 北大核心 2013年第4期64-68,共5页

在平衡变压器负序补偿特性基础上,提出利用无源对称补偿原理来构成同相供电方案.针对不同性质的牵引负荷,借助负序向量图分析方法,直观地分析了不同方案中各端口补偿容量配置,得出以αβ端口对外供电所需要的补偿容量最小的结论.最后以... 在平衡变压器负序补偿特性基础上,提出利用无源对称补偿原理来构成同相供电方案.针对不同性质的牵引负荷,借助负序向量图分析方法,直观地分析了不同方案中各端口补偿容量配置,得出以αβ端口对外供电所需要的补偿容量最小的结论.最后以交直交型机车负荷为例进行了仿真,仿真结果验证了理论的正确性. 展开更多

关键词 平衡变压器 补偿 同相供电 负序

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新型同相供电系统潮流控制器直流侧电压研究 被引量：4

10

作者 夏焰坤 解绍锋 +1 位作者 吴浩 高银银 《电气应用》 北大核心 2013年第1期22-25,37,共5页

新型同相供电系统潮流控制器是一种单相交直交变换装置。该装置结合三相两相平衡变压器能够实现电气化铁道的同相牵引供电。分析了潮流控制器中间直流侧电压波动的原因。在控制器的控制原理基础上分析了直流侧电压波动对装置输入输出电... 新型同相供电系统潮流控制器是一种单相交直交变换装置。该装置结合三相两相平衡变压器能够实现电气化铁道的同相牵引供电。分析了潮流控制器中间直流侧电压波动的原因。在控制器的控制原理基础上分析了直流侧电压波动对装置输入输出电流波形的影响，并从抑制直流侧电压波动和改善输入输出电流质量方面提出了解决方案。进行了相关仿真验证。证明研究结论以及解决措施的有效性。 展开更多

关键词 同相供电系统 潮流控制器 直流侧电压 电流波形

原文传递

基于平衡变压器的同相供电系统变流器容量优化设计 被引量：1

11

作者 夏焰坤 周福林 陈民武 《铁道学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第4期42-46,共5页

对基于平衡变压器的同相供电系统拓扑结构和补偿原理进行分析;以变流器控制模式和电能质量指标要求,研究变流器容量优化设计方法,建立电能质量指标约束方程;以某一个具体的牵引变电所为对象利用实测数据对变流器容量进行优化设计。实例... 对基于平衡变压器的同相供电系统拓扑结构和补偿原理进行分析;以变流器控制模式和电能质量指标要求,研究变流器容量优化设计方法,建立电能质量指标约束方程;以某一个具体的牵引变电所为对象利用实测数据对变流器容量进行优化设计。实例分析表明本文所提变流器容量优化方法,在保证系统满足电能质量指标情况下,能明显降低变流器安装容量,从而使得系统工程造价降低,有利于提高系统容量利用率。 展开更多

关键词 变流器 容量优化 补偿 电能质量 同相供电系统

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多电平单相级联有源滤波器载波调制与电容电压平衡方法 被引量：5

12

作者 夏焰坤 《电力系统及其自动化学报》 CSCD 北大核心 2017年第3期79-82,109,共5页

级联型结构变流器在高压大功率领域得到越来越广泛的应用。该文研究一种级联相移多电平单相电压型电力有源滤波器结构,首先分析了模块单元间载波相移控制原理,其次提出了一种直流侧电容电压平衡控制方法,最后在Matlab仿真平台上搭建了... 级联型结构变流器在高压大功率领域得到越来越广泛的应用。该文研究一种级联相移多电平单相电压型电力有源滤波器结构,首先分析了模块单元间载波相移控制原理,其次提出了一种直流侧电容电压平衡控制方法,最后在Matlab仿真平台上搭建了仿真模型。仿真结果表明,该级联结构滤波器能够有效治理负载引起的谐波电流,并且保证了各模块直流侧电压稳定。 展开更多

关键词 级联相移 有源电力滤波器 谐波 电容电压平衡 多电平

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电气化铁路单三相组合式变压器电气特性分析 被引量：5

13

作者 夏焰坤 《郑州大学学报（工学版）》 CAS 北大核心 2016年第4期11-14,35,共5页

研究了一种应用于电气化铁路的单相和三相组合式变压器供电系统.分析了单三相组合式供电系统的结构和工作原理,以及容量利用率和负序特性.使用Matlab/Simulink首先对单三相组合式供电系统的变压器进行了仿真,仿真结果表明,单三相组合式... 研究了一种应用于电气化铁路的单相和三相组合式变压器供电系统.分析了单三相组合式供电系统的结构和工作原理,以及容量利用率和负序特性.使用Matlab/Simulink首先对单三相组合式供电系统的变压器进行了仿真,仿真结果表明,单三相组合式供电系统的结构和原理符合理论分析.其次,对组合式变压器构成的同相供电系统进行了仿真验证,仿真结果表明补偿方案是有效的. 展开更多

关键词 组合变压器 电气化铁路 容量利用率 负序 补偿

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高速铁路同相供电系统直接功率控制器设计 被引量：3

14

作者 夏焰坤 《电源学报》 CSCD 2017年第1期105-110,118,共7页

提出了一种应用于高速铁路的同相供电系统直接功率控制器设计方法。该方法在αβ坐标系下,通过分析变流器直流侧和交流侧有功功率和无功功率,利用瞬时功率理论推导了变流器输出电压指令,该指令值通过定频脉宽调制技术来控制变流器工作... 提出了一种应用于高速铁路的同相供电系统直接功率控制器设计方法。该方法在αβ坐标系下,通过分析变流器直流侧和交流侧有功功率和无功功率,利用瞬时功率理论推导了变流器输出电压指令,该指令值通过定频脉宽调制技术来控制变流器工作。该控制方法物理概念清晰,不需要复杂的坐标变换,控制方法简单。为避免低开关频率对电压幅值和相位延迟影响,提出采用电压幅值和相位修正补偿方法。最后仿真结果表明该方法能够实现系统功率传输的平衡,并且直流侧电压稳定,能够有效地消除系统侧负序分量。 展开更多

关键词 单相变流器 直接功率控制 瞬时功率理论 同相供电系统 高速铁路

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多频率电源下的最大功率传输问题再研究 被引量：1

15

作者 夏焰坤 《实验技术与管理》 CAS 北大核心 2016年第4期53-54,60,共3页

在参考资料基础上进一步探讨了多频率电源作用下的最大功率传输问题。采用Matlab仿真软件,对负载R和C不同情况下进行数值计算仿真。理论和仿真计算相结合,使学生能够更深入地对最大功率传输问题知识点进行理解。

关键词 电路 最大功率传输 多频率电源 MATLAB

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MATLAB软件的特点及其在电路原理仿真教学中的应用 被引量：1

16

作者 夏焰坤 《教育教学论坛》 2016年第7期213-214,共2页

针对《电路原理》传统理论教学存在的不足,本文引入基于MATLAB仿真软件的教学实践。首先介绍了MATLAB仿真软件和Simulink模型仿真平台的特点,其次用数值计算和建模仿真两种方法进行了教学实例演示。实例分析结果表明,引入MATLAB仿真软件... 针对《电路原理》传统理论教学存在的不足,本文引入基于MATLAB仿真软件的教学实践。首先介绍了MATLAB仿真软件和Simulink模型仿真平台的特点,其次用数值计算和建模仿真两种方法进行了教学实例演示。实例分析结果表明,引入MATLAB仿真软件,有助于学生加深对电路及模型的认识,提高了教学效果。 展开更多

关键词 MATLAB SIMULINK 电路原理 教学实践 仿真建模

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YN,vd平衡牵引变压器的建模研究

17

作者 夏焰坤 李群湛 叶润朝 《变压器》 北大核心 2010年第10期19-21,30,共4页

根据YN,vd平衡变压器的特点,提出了三相等效模型并建立了仿真模型,并分析了该变压器在两相对称负载和一种同相牵引供电模式下的运行状态。

关键词 平衡牵引变压器 仿真 研究

原文传递

一种牵引变电所无功和谐波补偿电流综合检测方法

18

作者 夏焰坤 《电源学报》 CSCD 2017年第1期153-158,共6页

针对电气化铁道存在的无功、负序等问题,结合通用瞬时无功功率理论,提出了一种基于平衡变压器的电源电压同步参考坐标矢量变换的变电所无功和谐波检测方法。该检测方法无需锁相环,计算方法简单,为潮流控制器实施变电所无功和负序综合治... 针对电气化铁道存在的无功、负序等问题,结合通用瞬时无功功率理论,提出了一种基于平衡变压器的电源电压同步参考坐标矢量变换的变电所无功和谐波检测方法。该检测方法无需锁相环,计算方法简单,为潮流控制器实施变电所无功和负序综合治理提供了新的有效途径。最后分别从电源对称和畸变两种条件下进行了对比分析,仿真结果验证了所提方法的有效性。 展开更多

关键词 谐波检测 无锁相环 潮流控制器 牵引变电所 补偿

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光伏阵列多峰最大功率点优化跟踪算法 被引量：12

19

作者 代莎 董秀成 +2 位作者 夏焰坤 陈庚 李浩然 《电力系统及其自动化学报》 CSCD 北大核心 2018年第12期48-52,共5页

当存在遮蔽情况时,光伏阵列输出的功率-电压(P-U)特性曲线变成多峰情况,具有非线性的特点,使得传统最大功率点跟踪方法失效。为此,提出了一种粒子群优化算法和电导增量法复合的最大功率点跟踪控制方法。该方法利用粒子群优化算法快速定... 当存在遮蔽情况时,光伏阵列输出的功率-电压(P-U)特性曲线变成多峰情况,具有非线性的特点,使得传统最大功率点跟踪方法失效。为此,提出了一种粒子群优化算法和电导增量法复合的最大功率点跟踪控制方法。该方法利用粒子群优化算法快速定位到最大功率点附近,再用电导增量法进行二次搜索,精确找到全局最优解。仿真实验结果表明,光伏阵列在遮蔽或非遮蔽条件下,该复合控制方法的结果比粒子群优化算法和电导增量法更加精确,证明了该方法的有效性。 展开更多

关键词 遮蔽 粒子群优化算法 电导增量法 最大功率点跟踪

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基于概率神经网络的广域后备保护故障判别研究 被引量：12

20

作者 吴浩 李群湛 +1 位作者 夏焰坤 刘炜 《电力系统保护与控制》 EI CSCD 北大核心 2012年第7期43-49,共7页

广域后备保护采集各节点相关信息,以判别电网某区域的故障元件。利用PNN的良好分类和容错能力,提出了基于PNN的广域后备保护故障判别新方法。以线路故障方向元件、线路距离Ⅱ段测量元件、主保护动作状态为PNN网络输入,利用确定故障下的... 广域后备保护采集各节点相关信息,以判别电网某区域的故障元件。利用PNN的良好分类和容错能力,提出了基于PNN的广域后备保护故障判别新方法。以线路故障方向元件、线路距离Ⅱ段测量元件、主保护动作状态为PNN网络输入,利用确定故障下的状态信息矩阵作为训练样本,训练PNN网络;再用随机故障时的元件状态信息向量作为测试样本,通过大量仿真实验,模拟了多种信息不准确情况下的故障判别结果。实验证明基于PNN网络的广域后备保护故障判别,具有很好的容错性和正判能力。 展开更多

关键词 广域后备保护 元件状态信息 PNN网络 故障判别 容错性

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