动力系统分析范文

动力系统分析范文第1篇

1柴油机的数学仿真模型

涡轮增压柴油机是一个复杂的系统,当柴油机突然加负荷或突然加速时,由于增压器和柴油机之间是靠可压缩的废气来传递能量以及增压器本身的动力惯性,增压器转速不可能很快增加,那么压气机所能提供的空气量在短期内就不能满足突然增加的燃油完全燃烧的需要,这就是增压器的惯性滞后对柴油机系统运动过程的影响。在建立这个系统的数学模型时,要得到一个精确的描述是很困难的。本文采用“准稳态”建模方法建立柴油机仿真的数学模型。柴油机的准稳态模型是把柴油机的动态过程看成一系列的稳态过程组成,忽略进排气管的存储容积对动态过程的影响。

本文对“准稳态”模型作以下几个假设:柴油机系统中任何存储容积对动态过程影响忽略不计;柴油机的输出扭矩和排气温度(涡轮前温度)仅与柴油机燃烧过程中的空燃比和转速有关。它们可以用经验公式表示,不进行缸内过程计算。

该柴油机准稳态模型包括压气机、中冷器、涡轮、流量函数、柴油机本体诸环节。其基本模型如图1所示。

2仿真结果及分析

12VPA6柴油机按标准螺旋桨特性工作的6个稳态工况点的计算结果和试验数据的对比见表1。

比较结果表明:在高负荷时计算误差比较小,而在低负荷时,计算误差比较大。这种情况出现的主要原因是低负荷时候试验数据比较少,而且试验数据的离散程度比较大,经验公式在低负荷的某些工况有一定的偏差,但是在整个功率范围内计算误差一般都在5％以内。另外从仿真结果中我们还发现12VPA6柴油机在700rpm～800rpm转速范围内空气流量偏小,这样对柴油机的动态过程有一定的影响。

可以看出,仿真得出的稳态航速和实际航行结果基本相同,稳态误差在6％以内。因此,稳态仿真的计算结果有较好的精度。在相同的转速下,计算值一般比实际航行值略偏大,一方面是由于本文仿真计算的条件是标准海况,实际航行条件是三级海况;另一方面是由于仿真计算时候排水量是按515t计算的,而实际航行的排水量是533t～540t。

3结语

运用数值计算软件Matlab/Simulink建立仿真系统对船舶柴油机推进系统进行仿真分析,并对其做出相关的修正,通过与母型船相关资料的比较,能够对柴油机的稳态性能有很好的研究,同时为后续的动态性能的研究提供了必要参考依据。避免了采用实验方法而带来的很大的资金、人员和时间的浪费。

动力系统分析范文第2篇

[关键词]物流系统；系统动力学；分析

[中图分类号]F250 [文献标识码]A [文章编号]1005-6432(2008)45-0024-02

系统动力学(Systematic Dynamics)是一门分析研究信息反馈系统，认识系统问题和解决系统问题的学科。它适用于分析研究信息反馈系统，它通过研究系统的结构模型，分析系统内部各因素之间的因果关系，借助计算机仿真技术，定量地分析信息反馈系统结构、功能和行为之间的动态关系。

由于系统动力学可用于各种动态系统研究，而物流系统是由不同的动态系统组成的复杂社会系统，系统动力学完全在物流系统中得到广泛的应用，如库存系统、供应链系统、区域物流系统，系统动力学成为定量研究物流系统的方法之一。

1物流系统分析

对于物流国内外目前尚未有系统的描述和界定，按照中国物流标准术语一般定义，认为物流是物品从供应地向接收地的实体流动过程。根据实际需要，将运输、储存、搬运、包装、流通加工、配送、信息等基本功能实施有机结 合。

1．1物流系统及其复杂性

1.1.1物流系统概念

按一般对物流系统的定义和理解，认为物流系统是指在特定的社会经济大环境由所需位移的物资和载运工具、包装设备、搬运装卸设备、仓储设备、人员和通信联系等若干相互制约的动态要素构成，由运输、仓储、包装、装卸搬运、配送、流通加工、物流信息等各个环节所组成，具有特定功能的有机整体。

1.1.2物流系统复杂性

物流系统由物流节点及物流线路组成，由于物流对象、范围、工具等不同，使物流系统成为一个复杂系统。同时物流系统也是一个可分系统，按照物流活动覆盖的范围，可以将物流分为国际物流子系统、国家物流子系统、区域物流子系统、企业物流子系统；按物流运输方式分为水路物流子系统、管道物流子系统、陆路物流子系统、航空物流子系统；按物流产品对象又可分为多种。

1．2物流系统的界定

对物流系统的研究可以分两个层面，一是从宏观物流层面，不仅要研究物流系统的运作形态，也是物流系统运输及分拨网络的优化等问题；二是站在企业微观角度，来研究物流系统的结构、运作模式及其系统优化等问题。

1．3系统动力学在物流系统中应用的可行性

1.3.1系统动力学可用定性和定量方法研究物流系统问题

物流系统存在于物资生产和流通全过程中，由储存、运输、加工、包装、装卸及信息子系统组成。物流子系统大量存在随时间序列而变化的状态，如物资产量、运输量、库存量、搬运量、生产速度、进货速率等。因此，物流系统由不同子系统组成的动态系统，可以应用系统动力学进行研究。

1.3.2物流系统的动态特征包含了时间序列的动态和空间序列的动态

系统动力学研究的是动态系统，而物流系统的动态包括时间序列的动态，还包括空间序列的动态，即位置的变化。因而系统动力学提供了研究物流系统的基础，在此基础上结合规划方法、灰色系统等方法将会使物流系统研究更加深入。

2应用系统动力学分析物流系统的主要步骤

2．1物流系统分析

物流系统分析是用系统动力学解决问题的第一步，其主要任务在于分析问题，剖析要因。调查收集有关物流系统的情况与统计数据；了解用户提出的要求、目的与明确所要解决的问题；分析物流系统的基本问题与主要问题，基本矛盾与主要矛盾，变量与主要变量。

2．2物流系统的结构分析

分析物流系统总体的与局部的反馈机制；划分物流系统的层次与子块；分析物流系统的变量、变量间关系，定义变量(包括常数)，确定变量的种类及主要变量；确定回路及回路间的反馈耦合关系；初步确定系统的主回路及它们的性质；分析主回路随时间转移的可能性。

2．3建立数学的规范模型

建立L，R，A，C诸方程；确定与估计参数；给所有N方程、C方程与表函数赋值。

2．4物流系统模型模拟与政策分析

以系统动力学的理论为指导进行模型模拟与政策分析，更深入地剖析系统；寻找解决问题的决策，并尽可能付诸实施，取得实践结果，获取更丰富的信息，发现新的矛盾与问题修改模型，包括结构与参数的修改。

3系统动力学物流库存子系统应用实例分析

3．1系统动力学在物流库存子系统应用分析

传统进行库存子系统管理的方法有ABC管理法、经济订购批量（EOQ）、定期订货法、定量订货法等方法。然而传统管理方法存在着若干问题。管理库存责任通常是分配给各个部门，采购部门可负责原材料和外购物品的采购，生产部门负责在制品，营销部门负责成品。这种分工导致不同组织从各自利益出发而产生利益冲突。由此可见，库存系统的问题不能孤立处理，它和分销问题、仓库问题、生产问题、运输问题、采购问题、营销问题、财务问题等都有紧密联系，它应服务于整个系统的总目标。传统的方法过分重视库存本身，而没有重视与其相关的其他过程。而系统动力学在解决整体化问题时具有很强的能力。

3．2实例分析――配送中心库存控制模型的建立及其分析

如何确定城市物流中心、配送中心的库存量，也可以通过系统动力学模型来解决。结合实际情况和相关的研究，下图是按步骤建立的模型。

模型中各参数的说明：

OR1为区域物流中心订货率；SR2为区域物流中心发货率；RINV为区域物流中心实际库存；DINV1为城市物流中心期望库存；OT1为城市物流中心订货时间；OR2为城市物流中心订货率；SR2为城市物流中心发货率；CINV为城市物流中心实际库存；DNV2为配送中心期望库存；OT2为配送物流中心订货时间；TINV为配送物流中心实际库存；OR3为顾客订单；SR3为发货速率；AOR3为平均顾客订单；Kl，K2，K3，K4为常数；IPD1，IPD2为延迟时间。

上述模型是针对单一商品的，若要得出各物流中心的总商品库存量，可以将各种商品的有关参数分别代入模型进行运算，最后求和即可。可见，用这种方法进行物流中心合理容量的估计是可行的，也是比较简洁的，相对于其他各种预测方法而言，这一模型更多地考虑了供应链中各种社会经济因素的相互影响关系，较为符合实际情况;另外，该模型基本上不依赖于历史数据，这可以更好地符合物流中心缺乏历史统计数据的状况。

4结束语

随着我国经济与世界接轨，物流的作用将越来越突出。将系统动力学引入物流系统分析的过程，就是用系统的观点和思路来分析、思考物流领域中各环节的行为方式及其结果，从全局、整体的角度考察物流系统的运行机制，这对解决物流系统中存在的问题，提高整体运作效率，提升物流产业的整体水平具有十分重要的意义。

参考文献：

[1]贾仁安,丁荣华.系统动力学――反馈动态性复杂分析[M].北京:高等教育出版社,2002:35-38.

[2]初良勇,谢新连.基于系统动力学的水上石油物流系统建模与仿真[J].大连海事大学学报,2006(5):55-56.

动力系统分析范文第3篇

[关键字] 电动助力转向；动力学模型；状态空间模型

汽车转向系统是用来改变或保持汽车行驶方向的机构。其性能直接关系到汽车的操纵稳定性和舒适性。汽车转向系统的发展历经了无助力转向系统、液压助力转向系统（HPS）、电控液压助力转向系统（EHPS）、电动助力转向系统（EPS）、线控转向系统（SBW）。电动助力转向相比于液压助力转向，改善了汽车的转向助力特性，减少了能量消耗，结构紧凑，质量降低，维护方便，对环境的影响减少。近20几年来，随着电子技术的发展，传感器、电机及其控制理论的发展和完善，EPS技术日趋完善，EPS的助力型式也从低速范围助力型向全速范围助力型发展，并且其控制形式与功能也进一步加强。新一代的EPS则不仅在低速和停车时提供助力，而且还能在高速时提高汽车的操纵稳定性。主要体现在模型创新与试验创新2个方面。

1 EPS系统的基本结构

根据助力电机布置位置的不同，电动助力转向分为转向齿条助力式、转向齿轮助力式、转向轴助力式，如图1所示。

参考文献：

[1] Yuji Kozaki，GoroHirose, Shozo Sekiya. Electric Power steering [J]. Motor & Control,1999:449-459

[2] 余志生.汽车理论(第三版) [M] .北京:机械工业出版社,2002.

[3] Liao Y G, Du H I. Modeling and analysis of electric power steering system and its effect on vehicle dynamic behavior [J]. International journal of vehicle autonomous systems (S1471-0226), 2003, 1(3):351-362.

[4] Ji-Hoon Kim, Jae-Bok Song. Control logic for an electric power steering system using assist motor [J]. Mechatronics (S0957-4158), 2002, 12(3): 447-459.

[5] 徐建平, 何仁, 苗立冬, 等. 电动助力转向系统的建模与仿真分析[C]//中国汽车工程学会2003年学术年会SAE-C2003E206: 654-661.

Dynamics Modeling and Analysis of Electric Power Steering

Ding Zhigang，Zhong Yong

(Electromechanical and Automation Engineering Department, Fujian University of Technology, Fuzhou 350108, China)

动力系统分析范文第4篇

关键词:电力工程；电力自动化；应用

在电力工程中将自动化技术应用到电力系统中不仅能使电力系统的安全运行得到保障，还能让人们的日常用电需求得以满足，从而在根本上让电力系统的管理能力得到提高，保障系统能够供电安全。电力系统在基于科学技术的支持下结合自动化技术，这在很大程度上对电力系统的发展起到了保障作用。除此之外，电力系统与自动化技术的融合除了能够让电力系统自动化管理与监控能力得到提高，使电力系统得以安全运行以外，还能让相关工作人员的工作效率与需求同样得到提高。

1电力系统与自动化技术的概述

1．1电力系统

为了使人们日常用电需求得到满足，作为生产电能中最为重要组成部分的电力系统，其通过合理的传递将完成生产的电能传递给人们使用。另外，对于电力工程中的相关技术、设施及方案都可以总称为电力系统。其主要作用是生产、运输及运用电能。总所周知，电力属于一种能源，然而这种能源最大的缺陷就是在其运行过程中不能存储电能，如果不能在产生电能的过程中对其进行合理有效的利用，就会发生能源浪费的现象。正是为了解决这一问题便出现了电力系统自动化，从而使能源浪费减少，对电力行业的发展起到促进作用。

1．2自动化技术

所谓自动化，主要指的是一种特定的仪器，其在计算机的作用下成产并传递电能以供人们使用。对于计算机而言，其核心技术主要就是具有较高综合性的自动化技术，在对自动化技术进行操作使用时，可以将部分智能性质的硬件作为其基础，从而合理的控制整个电路系统，同时让电能生产工作的质量和效率得以保证。自动化控制系统在通常情况下主要控制和装置电力系统，同时还会组成二者间的监测和控制信息通道。

2电力工程中电力系统自动化技术的要求

对于电力系统自动化技术而言，其要求非常严格，它不仅对电力系统各元器件和元器件之间的协调有要求，同时还对电力设备的寿命提出了要求。首先，在电力运行方面要求能够实时采集和监测整个或电力系统局部运行参数;其次，在元器件方面要求各元器件都能经济实用，并且安全可靠，同时能够提供相关依据在电力系统的控制和调节上，使绝大多数自动化系统可以直接调控电力系统;最后，电力系统自动化还要让电力系统各部分、各级之间能够实现协调，使自动化系统成为电力系统经济、安全运行的保障。

3电力系统自动化技术在电力工程中的应用

3．1智能保护技术与综合自动化技术

我国信息化技术在社会不断发展的基础上其水平得到了不断提高，当然，这其中也包含了自动化技术。当前，我国智能保护技术已在发展过程中有了较大成就，在对其进行使用时可以通过综合自动化分层设施应用与各级电压电站中。为了使电力系统智能保护技术的安全与稳定性得以保证，可以在智能自动化保护设施的基础上，制定出一项包含人工智能技术、微机技术以及自动化技术在内的全新理论。配电网管理在通常的运行过程中可以通过结合自动化技术、通信技术以及计算机技术等，从而使电力系统运行的整体质量得以保证，这在很大程度上促进了电力企业的发展，对供电安全度及效率也起到了强化作用。

3．2仿真技术

仿真技术会对电力系统及其自动化技术在运行期间所产生的大量数据信息进行部分分析，并从其中将有价值的数据信息找出来，再合理的进行利用。同时，为了合理的对电力系统进行控制，可以在实际使用仿真技术时利用其对电力系统运行稳定性的保障作用，进行电能实验工作，并且可以通过分析电力系统的运行现状来对相应的监控设备与系统进行设置，通过这些操作才能建立起一个全新的实验环境。

3．3PCL技术

作为计算机技术与机电碰触控制技术重要组成部分的PCL技术，在其运行过程中可能会有电能生产出来并被存储，从而保证能够顺利进行编辑程序工作。首先，在实际运行PCL技术期间生产电能问题将得到有效解决，能够顺利进行电力系统自动化工作。其次，同传统的电力系统相比，PCL技术在灵活性、可靠性及稳定性方面都要高出一筹，并且PCL技术的应用还能使能源的损耗得以降低。

3．4计算机技术

在电力系统中处于非常重要的位置的计算机技术是其关键组成部分，计算机在电力系统的实际运行过程中可以扩大其运行范围，同时可以使电力系统输配电和发电量工作质量及效率得到保证。与此同时，在电力系统中应用计算机技术还能够对自动化技术的发展起到促进作用。

4电力工程中电力系统自动化的发展

4．1自动化水平更加的综合性发展

在未来电力系统自动化的发展过程中，其发展方向将不断向着集成化及智能化发展，这里所说的集成与智能化主要是指电力自动化的基本功能能够实现，而尤其关键的一点是能够使电力系统智能化实现及时掌握信息功能，对出现的大部分故障能够及时发现并采取相应解决措施，在最到程度上让损失减到最小。同时，能够将收集数据信息与信号处理技术结合起来，从而简化分布系统。另外，发展智能化可以让劳动量减少，解放人手，这在电力部门方面就能够让维修工人的就业减少，从而使资金得到节省。

4．2在配电系统中使用载波通信技术

目前，对于配电系统来讲最常见的技术之一就是通信技术，而在现代通信技术发展过程中光纤技术又因其自身所具有较高稳定性及传输速率等特点成为关注行业内的焦点，对光纤技术的应用将会是未来电力系统中一种非常有效的措施，然而，对光纤技术的使用需要较高的成本，且只有很小的实施可能性，所以，最有可能实施引入的就是载波通信技术，在对载波通信技术的研究中发现其不仅作用与光纤通信相同，而且其具有更高的可靠性，更快的传输速率。

4．3电力技术更加贴近用户

经济的发展带动了电力行业的发展，现阶段的电力系统自动化技术也愈加完善，由于当前客户对于电能的需求量越来越大，为了尽可能满足客户，就必须对电力系统自动化服务进行改善。目前，有一种采用一系列高科技技术的用户电力技术能够满足有较大用电需求量的客户，并且其电压在供电时能够保持非常稳定，这样就使得因电压引起的巨大不稳定性得以减少，实现柔性配电。这样一方面使电源质量得到保证，另一方面也是对用户用电负责的一种方式。

4．4电力系统更加的集成化和综合化

对于电力系统自动化技术而言，至关重要的一点就是要在降低成本的同时使经济效益还能有所提高，对此必不可少的就是加强信息集成与系统功能的集成，所以在系统中的数据和功能可以被集成，使得功能可以统一化。

4．5更加智能化

在不断发展并趋于完善的电力自动化技术支持下，电力系统自动化水平将大大提高，逐步向智能化发展的方向发展，而智能化是电力系统自动化技术发展的必然趋势。随着智能电网研究的深入，电力系统将得到优化，故障容错性能将大大提高，使电力系统的运行更加稳定可靠。

5结束语

综上所述，电力系统自动化技术不仅能够对电力系统及自动化技术的发展起到促进作用，让电力系统运行质量得到保证，而且还能使电力系统供电的安全与可靠性也得以保证，是电力工程中一项全新的技术与重要措施，对我国电力行业的发展有着重要意义。通过本文简单的分析与探讨，电力系统自动化技术尚且还有一些不足之处，因此，还需要专业技术人员进一步对电力系统自动化技术加强研究。

参考文献

［1］娄进．浅谈电力工程中的电力自动化技术应用［J］．广东科技，2012(13):50，69．

动力系统分析范文第5篇

关键词：纯电动汽车；动力系统；参数匹配；分析

中图分类号：U469文献标识码： A

引言

汽车工业发展带来的石油资源短缺、环境污染等问题日益突出，而电动汽车在节能、环保和性能方面具有传统汽车无法比拟的优势，故研发电动汽车是解决上述问题的有效途径。但是，动力电池和电驱动等关键技术的不成熟使电动汽车的续驶里程比较短，严重制约了电动汽车的普及与发展。在这些关键技术取得有效突破之前，对动力系统的参数进行更为合理的匹配，最大限度地挖掘现有电动汽车技术的潜能，是提高电动汽车性能的重要手段之一。

1、中国纯电动汽车的发展现状

目前我国纯电动汽车的研发主要集中在整车总布置、系统集成控制、电机及其控制器，电池及其管理等方面。纯电动客车的研发首推北京理工大学科研团队，其开发的动力系统在国内行业处于领先地位；纯电动乘用车有多家企业单位进行了研发工作，如比亚迪、东风、时风等。通过国内整车和电池相关厂商、高校和研究单位的共同努力，纯电动客车使用的锂离子蓄电池的技术日趋成熟，基本可以媲美国际先进水平；而纯电动乘用车方面，随着磷酸铁锂电池等技术的改进，使得纯电动汽车产业向着市场化、产业化的方向迅速发展。

2、中国纯电动汽车基础设施现状

根据某调查部门得出的结果显示，影响电动汽车发展的诸多因素中，购买价格因素居首，第二位则是充电基础设施的建设。分析汽车工业发达国家的发展情况可知，国外的充电设施建设虽处于初步阶段，但是政府对该建设非常关注，正在加大支持力度。而从国内近几年发展情况来看，我国已经投产了一定数量的充电站与充电桩，国家电网公司也开展了电动汽车充电站测试与研究工作，充电站建设开始呈现加速发展的势头。但充电站的运行管理机制相比国外仍然较为落后，自动化水平程度有待提高，另外基础设施建设标准体系亟待建立。

3、纯电动汽车动力参数匹配计算

3.1、纯电动汽车基本参数和设计指标合理的动力系统参数匹配和良好的零部件性能（包括驱动电机、动力电池、变速器和其他部件性能）造就电动汽车良好的动力性能。某A级纯电动汽车的基本参数如表1所示，动力性和经济性设计指标如表2所示

表1某A级纯电动汽车整车基本参数

3.2、驱动电机参数匹配

驱动电机的基础参数主要包括电机的三大参数，即功率、转速和扭矩。

3.3、电机的峰值功率和额定功率

通常电机的功率参数选择视具体性能指标而定，峰值功率与额定功率之间并不存在一定的比例关系。就具体情况而言，当电机转速稳定在最高车速或90%最高车速对应的转速时，电机基本工作在额定功率阶段；当电机在爬坡或全力加速时，电机大多短时（1～5min）维持在最大功率阶段。即最高车速需求功率对应电机的额定功率，最大爬坡度和全力加速时间内对应电机的峰值功率。所以主要依据最高车速umax、最大爬坡度αmax和加速时间t选择驱动电机的功率。计算公式如下：

式中：ηt为传动系统的机械效率，取为0．9；uα为爬坡速度，这里取为15km／h；δ为汽车旋转质量换算系数，δ＝1＋δ1＋δ2，一般取1．08；vm为加速最后阶段的速度（m／s）；dt为迭代步长，通常取为0．1s；tm为汽车的加速时间（s）；x取0．5。进行计算可以得：Pmax1＝18．9kW，Pmax2＝14．3kW，Pmax3＝36．3kW，从而得最高功率Pmax＝｛Pmax1，Pmax2，Pmax3｝＝36．3kW。考虑到实际运行中的损耗和效率问题，电机的峰值功率取为45kW。而电机的额定功率应满足前述90％最高车速匀速行驶要求，即有Pr＝90％×Pmax1＝17kW。考虑实际运行中的损耗和效率问题，这里额定功率取为18．5kW。此时算得过载系数λ＝45／18．5＝2．43，满足一般的取值范围（λ＝2～3）要求。

3.4、电机的最高转速和额定转速

汽车用电机大多数情况下是高速电机，综合考虑功率密度、综合效率、电机质量、可靠性等因素，并根据实际产品的市场情况，选取电机的最高转速nmax为9000r／min。电机的扩大恒功率区系数β的取值范围为2～4，这里取β＝3，则额定转速nr＝nmax／3＝3000r／min。

3.5、动力系统部件参数匹配

整车功率需求根据车辆动力学理论，整车功率需求满足如下关系：

式中：Pv―整车需求功率，kW；g―重力加速度，9.8m/s2；m―车辆满载质量，kg；i―道路坡度；δ―旋转质量换算系数；dua/dt―车辆加速度，m/s2；ua―车速，km/h。设分别由上式计算得到的最高车速总需求功率、最大爬坡度总需求功率和车辆起动加速总需求功率分别为Pv1、Pv2和Pv3，则动力系统总功率由下式来确定

式中：P―动力系统总需求功率；Paux―整车附件功率需求。

3.6、电机参数选择

混合动力汽车发动机提供稳态功率需求，而电机向电驱动系统提供所需的峰值功率。理论上，发动机与电机最大功率之和大于整车总功率需求即可满足驱动要求。实际上，发动机最大功率在最高转速下得到，而实际车辆峰值驱动功率需求的工作点却不一定在发动机最高转速下。即要求电机峰值功率满足：

初步选取电机额定功率为10kW，峰值功率为20kW，过载系数β=2。

3.7、动力电池组参数

选择动力电池组参数匹配主要是满足车辆行驶的功率需求和能量需求，满足如下条件：（1）动力电池组的输出功率不小于所选电机的峰值功率；（2）动力电池组在其正常应用范围内所提供的总能量不小于爬坡或加速时所需要的最少能量，同时能满足一定要求的平路纯电动行驶里程。

3.8、驱动系统和电池管理的控制策略

在驱动控制时，以电机电流为控制对象，采用电机电流闭环控制。控制电机的电流即控制其转矩，驱动电机在不同转速下的转矩受其相应转速下的最大转矩的限定，使得电机的最大输出转矩和峰值输出功率符合图1所示的机械特性要求。当电流超过电机允许的最大电流时，通过电机控制器关闭电机。此外，电机电压还受到最小电压的限定，当电压低于最小电压时，驱动电机不能运行。蓄电池模块根据电力总线的功率需求，通过电池组电压/内阻模块、功率限制模块和电流值计算模块计算电力总线实际得到的功率，并通过SOC（荷电状态）算法模块计算得到SOC值变化曲线。电池组的电压受电池组所能提供的最大电压和电机控制器要求的最小电压的限定，最大输出功率受等效电路和电机允许功率的限定，充放电电流的最大值也均受到一定限制。

4、结语

根据动力传动系统的设计原则和设计目标，设计的增程式电动汽车的动力传动系统的参数匹配方法对于指导增程式电动汽车的开发、提高汽车性能和安全性，以及对于电动汽车底盘集成控制系统的开发都具有重要的工程应用意义。

参考文献

[1]黄万友.纯电动汽车动力总成系统匹配技术研究[D].山东大学,2012.

[2]周飞鲲.纯电动汽车动力系统参数匹配及整车控制策略研究[D].吉林大学,2013.

动力系统分析范文第6篇

关键词：城市交通系统；系统动力学；供需关系；模拟仿真；交通需求管理

中图分类号：F294

文献标志码：A文章编号：16716248（2017）03003107

Supplydemand analysis model of urban traffic system

based on system dynamics

MA Shuhong1， SUN Chaoxu2

（1. School of Highway， Changan University， Xian 710064， Shaanxi， China；

2. Zhejiang Jinquli Gas co.， LTD， Hangzhou 310016， Zhejiang， China）

Abstract： Urban transportation system is a multivariable， multifeedback， and nonlinear complex system. There are mutual restrictions between its elements， and it is necessary to scientifically describe the dynamic mechanism of this system. This paper set the boundary of urban traffic system by use of the method of system dynamics， analyzed the causal feedback effect relations between various elements of the internal system， and presented a flow chart of urban transportation system. Based on that， a system dynamics model of urban traffic system was established， and the relationship between supply and demand of urban traffic system was studied to present the main equations of the model. Taking Xian as an example， this paper simulated the model and estimated the development trend of supply and demand. The analysis results show that there are serious imbalances in the proportion of longterm supply and demand. Some proper traffic demand management policies can be adopted to ease the contradiction between demand and supply， such as taking Transit Priority Policy， developing urban public traffic system.

Key words： urban transportation system； system dynamics； relationship between supply and demand； simulation； traffic demand management[GK-2！-2]

城市化和C动化的快速发展给城市交通系统带来了巨大的压力，导致其供需矛盾日益突出，道路拥堵、交通事故、环境污染等问题日益严重。交通系统的供需关系不仅关系到城市的经济活动效率，也会影响到城市居民的日常生活，需要重点关注。目前，对城市交通系统供需关系的研究，主要集中于内涵、评价方法和专门技术等方面，并以平衡分析为主，主要有平衡理论和弹性理论两种方法[1]。平衡理论认为道路交通的供需平衡不仅体现在总量上的平衡，还体现在结构上的耦合；弹性理论针对有附加条件的交通成本与需求量、交通成本与供给量之间的关系进行分析。事实上，对交通系统供给和需求的分析，不仅要单独分析供给与需求两个方面，还要系统考虑两者之间的关系，可以用系统动力学来进行分析。已有成果主要应用系统动力学方法从可持续发展、宏观政策、城市发展、区域经济与交通相互关系、交通运输方式与结构等角度对相关问题进行研究[23]，而在城市交通系统方面，则主要着眼于城市经济与交通的互动协调以及城市综合交通系统内部各种因果关系的研究[4]。基于此，本文拟采用系统动力学的原理与方法，对城市交通系统进行研究，在重点分析供给与需求相互作用关系的基础上，研究产生交通系统外部特性的内在作用机制，从宏观上给出交通问题的产生原因及应对策略，从而更好地实现城市及其交通系统的协调和可持续发展。

一、系统动力学概述

系统动力学（System Dynamics）是一门分析研究信息反馈系统的学科，其认为系统的行为模式与

特性主要取决于其内部的动态结构与反馈机制[5]。相比于传统的系统学科，系统动力学更注重系统的内部机制与结构，强调单元之间的关系与信息反馈，可处理高阶数、多回路和非线性的时变复杂系统与巨系统问题[6]，其解决问题的过程与步骤如图1所示。

城市交通系统是一个复杂的，涉及诸多方面且随时间不断变化的大系统，系统内部各因素之间相互影响和制约，其行为表现出明显的非线性特征。从图1可以看出，基于系统分析―结构分析―建立模型―模拟评估―政策制定的系统动力学分析过程与一般情况下分析和解决交通问题的过程一致，故可以采用系统动力学模型按照图1的基本思路来确定交通系统内部各个要素间的因果反馈关系，从城市交通系统需求与供给两方面入手，分析与它们存在联系的各个要素，建立城市交通系统动力学模型，模拟交通系统供给与需求在系统中的转化过程及相互作用机理，在此基础上对交通系统的发展趋势进行预测和分析。

二、系统动力学模型与交通供需分析

以分析城市交通系统供需关系为建模目的，根据系统动力学解决问题的一般步骤，确定建立的模型包括人口、经济、交通需求和交通供给等要素，通过研究系统各个部分的反馈关系和设定各种变量（方程）来建立模型。

（一）系统的界限

系统的界限（或边界）规定哪些应该划入模型，哪些不应归入模型，它是一个想象的轮廓，把建模目的所考虑的内容圈入，并c其他部分（环境）隔开。对城市交通系统来说，供需矛盾是当前导致城市交通问题的主要原因，而交通需求和交通供应的影响因素众多，其中城市人口、经济发展水平、机动车数量、现状路网情况等对供应和需求的影响明显[7]。以此为基础进行分析后，应用系统动力学方法重点研究城市交通系统的供需关系，并确定模型包含的主要要素有：

（1）GDP。GDP是一个重要的经济指标，它与交通基础设施建设的投资以及机动车出行比例的增长都有直接的关系，而且交通系统的运行情况在某种程度上会影响GDP的增长。

（2）人口。人口的增长会直接导致出行量的增长，使机动车出行量不断增加。

（3）交通需求。造成一系列城市交通问题的主要原因是小汽车出行，因此可用小汽车的出行量来表示交通需求。在需求方面，存在着一定的延迟，即从出行者有意图选择小汽车这种出行方式到最终将其实现之间存在一个时间间隔。所以将需求分为潜在需求和需求两个部分，潜在需求表示出行者选择小汽车出行的意愿，它经过一定的时间就会转化为实际的交通需求。

（4）交通供给。采用道路网长度与平均单车道容量（VKT）的乘积来表示。同样存在着延迟的问题，这是因为道路在建设阶段是无法形成供给能力的，投资的道路建设项目往往需要经过一定时间的建设后才能形成实际的供给能力，因此供给也可分为计划供给和供给两个部分。同时，考虑到城市用地的限制，道路网不可能永无止境的扩张，存在着一个最大值，将其定义为最大供给能力，当供给能力达到这个水平后将不再进行道路的建设。

（二）因果反馈关系分析

从供给与需求两个方面来重点研究城市交通系统内部各个要素的主要反馈关系，分析得到系统内部包含的主要反馈回路如下，其中箭头表示因果关系，正负号表示正效应或负效应。

（1）从需求出发的负反馈回路。GDP+人均GDP+机动车出行比例+潜在需求+需求-供需比例-GDP影响因子-GDP。

这是一个负反馈回路，表示经济的增长会刺激小汽车出行需求的增长，但在需求增长的同时会造成供给方面的不足，使得交通运行的效率降低，反过来会影响经济的持续快速发展。使用“GDP影响因子”来表示交通系统供需求关系对社会经济的这种影响。

（2）从需求出发的正反馈回路。需求+投资比例+交通投资+计划供给+供给+供需比例+转化率+需求。

这是一个正反馈回路，表示交通需求的增长会刺激道路建设投资的增长，人们试图通过交通基础设施建设来满足不断增长的需求，但是随着供给能力的不断提升，反而会加快潜在需求的转化，产生更多的交通需求。使用“投资比例”来表示交通需求增长对投资增长的这种作用。

（3）从供给出发的正反馈回路。经济+交通投资+建设率+计划供给+供给+供需比例+经济。这是一个正反馈回路，表示随着经济的增长，交通基础设施投资也会相应增多，道路网建设速度加快，形成了更加充足的供给能力，最终保证了经济的持续快速发展[8]。

（4）从供给出发的负反馈回路。供给-差值+建设率+计划供给+建成率+供给。这是一个负反馈回路，表示交通的供给能力并不是随着需求的增长而不断增长的，在实际中道路网会受到土地利用等因素的限制，不可能无休止地进行建设。

四、模型应用

以西安市交通系统为例，采用系统动力学软件Vensim PLE来模拟运行建立的城市交通系统动力学模型，基础数据来自西安市统计年鉴和居民出行调查报告。

（一）模型的参数估计

根据西安市历史和现状的相关统计数据和调查数据，通过参数拟合和回归分析，获取和标定GDP增长率、出生率、人均出行次数、平均出行距离等各个参数。迁入率和人均机动车出行比例的函数通过回归分析计算确定，如式（18）（19）所示，其他模型参数见表1。

（二）模型的检验

为了验证模型是否较好地反映系统的特征，选取城市人口和GDP这两个指标，以2000年为起始年，2010年为终止年，运行模型输出预测结果与实际统计数据相比较，并计算两者的相对误差，结果如表2所示。

从表2中相对误差的计算结果可以看出，模型预测得到的人口和GDP数据与实际的统计数据之间的相对误差均在5%以内，认为建立的系统动力学模型是具有高可信度的，可用来模拟预测与相关政策分析。

（三）系统发展趋势预测

根据前文分析，这里重点对西安市城市交通系统的供需关系进行研究。模型设定运行以2000年为起始年，2020年为终止年，仿真步长为1年，模拟运行模型并输出每年的需求、供给与供需比例的仿真结果及其随时间变化趋势的曲线，如表3和图4所示（需求与供给量的单位均为pcu）。

从图4中可以看出，供给会随着需求的增长而增长，但是道路网建设受到各种用地因素限制，其增长率会逐渐减小，在2015年城市道路网建设接近饱和。交通需求量因为人口和经济的增长而继续增长，且它的增长率慢慢变小，这是因为当需求大于供给即供需比例小于1时，就会出现道路拥堵等交通问题，影响人们对小汽车出行方式的选择，导致潜在需求转化率的降低。在不采取任何外部政策干预的情况下，不断增长的需求致使供需比例持续降低，最终导致交通系统的瘫痪，其表现是实际需求无法继续增长，供需比例严重失调。从2009年开始，城市交通供需比例就会随着需求的增长而下降，由于供给能力在2014年接近极值，供需比例会持续下降，到2018年时供需比例已经严重失衡，需求量远远超出路网的供给能力，交通系统将无法正常运行。因此有必要采取一定的政策和措施来抑制需求的增长，以维持交通系统的正常运行。

五、政策分析

从供需关系的预测结果可以看出，西安市城市交通系统将会随着需求量的不断增长而最终瘫痪，因此有必要采取一些外部措施来改善系统的行为，抑制机动车出行需求的增长，使供需关系趋于合理化。根据国内外的经验，单纯地限制机动车出行和保有的办法无法从根本上解决交通问题，应该采取一系列相配套的政策措施，才能到达令人满意的效果[12]。发展公共交通被国内外一致认为是解决城市交通问题的出路，因此在限制机动车出行需求量增长的同时，要加快城市公共交通系统的建设。具体措施有：

（1）限制机动车出行需求的转化。采取如小汽车限购、提高小汽车出行费用、拥堵收费等政策，延长潜在需求的转化时间，降低其向实际需求的转化率，来降低交通需求量。设定限制机动车出行需求转化的政策干预有两种模式：一般限制（模式1）和严格限制（模式2），相应的潜在需求转化时间分别为1.5DT和2DT。

（2）发展城市公共交通系统，吸引出行者使用公共交通方式出行，如采取提高公共交通服务水平、开辟公交专用车道、建设公交枢纽、城市轨道交通系统等措施，同时限制机动车出行，使城市交通系统出行方式的结构合理化，把机动车出行比例控制在一定的范围内。根据西安市居民出行调查结果，考虑到未来一个时期机动车出行需求的增长，设定政策干预模式为控制机动车出行比例的增长上限为30%（模式3）。

在以上两类政策的影响下，通过软件的模拟运行，得到不同政策模式作用后的交通需求预测结果，如图5、图6所示。

从图5可以看出，在外部政策的作用下，交通需求的增长出现了减慢的态势，特别是在不同政策的共同作用下，需求的增长明显放缓，很好地抑制了过快的增长势头，绝大部分的交通需求得到了满足，供需关系基本上保持平衡。但是值得注意的是机动车的出行需求量仍然略大于道路网的供给能力，其主要原因是交通流在时空分布上是不均匀的，高峰时段的需求量所占的比重较大，所以在早晚高峰时段机动车的出行效率会相对低一些。因此，建议进一步发展和完善具有大容量的城市轨道交通系统，以满足高峰时段的出行需求。

六、结语

鉴于城市交通系统的动态性和非线性特征，采用系统动力学的原理与方法，在对城市交通系统供需关系及其影响因素进行研究的基础上，建立了城市交通系统动力学模型；以西安市为实例验证了模型的应用，并探讨了在相关政策作用下交通系统行为的变化趋势。通过建立城市交通系统动力学模型，模拟交通需求与供给如何产生并相互作用，反映交通系统的运行情况，有助于加深对交通系统供需关系的理解。应用模型对城市交通系统进行预测并分析不同政策Τ鞘薪煌ㄏ低彻┬韫叵档挠跋欤可在了解交通系统供需发展情况的基础上，考量各种政策作用及其对系统的影响程度，为决策和

采取相应的管理措施提供参考。

参考文献：

[1][WB]王殿海.交通系统分析[M].北京：人民交通出版社，2007.

[2]宋世涛，魏一鸣，范英.中国可持续发展问题的系统动力学研究进展[J]. 中国人口・资源与环境，2004（2）：4228.

[3]来逢波.综合运输体系与区域经济互动发展的理论与实践研究综述[J].山东交通学院学报，2012（3）：1319.

[4]王丰柏.论对构建城市和谐交通问题的思考[J].江西化工，2010（1）：4647.

[5]王其藩.系统动力学[M].北京：清华大学出版社，1998.

[6]吕康娟，王娟，陆晶.上海城乡运行的系统动力学分析及仿真[J].中国人口・资源与环境，2009，19（专刊）：505510.

[7]朱明皓.城市交通拥堵的社会经济影响分析[D].北京：北京交通大学，2013.

[8]HoltzEakin D， Schwartz A E. Infrastructure in a structural model of economic growth[J].Regional Science and Urban Economics，1995，25（2）：131151.

[9]王其藩.管理与决策科学新前沿――系统动力学理论与应用[M].上海：复旦大学出版社，1994.

[10]王继峰，陆化普，彭唬.城市交通系统的SD模型及其应用[J].交通运输系统工程与信息，2005，8（3）：8359.

动力系统分析范文第7篇

【关键词】自动化；综合报警系统；电力系统

随着国民经济的迅速发展，电网规模在不断的扩大，出现了越来越多的无人值班变电站，这样就对自动化系统提出了很高的要求。如果还是采用原来人工定期巡视的方法，自然无法满足需求，因为采用原先的方法会有着特别大的工作量，并且工作效率也不高，甚至电网运行的安全性也不能得到保证。在这种情况下，自动化综合报警系统就能够很好的满足需求，它的数据接口标准和报警输出接口都是统一的，这样就可以有效的整合原来分散的电子值班功能模块，从而实现统一管理，也让管理更加的规范，电网的自动化程度和运行管理的效率也得到了很大的提高。

1 系统设计

随着时代的发展，地调自动化专业的系统已经呈现多样化，不仅有电量采集TMR系统，还有调度自动化SCADA系统等等。依据电监会的相关要求，要按照安全分区和横向隔离的原则来部署各个应用系统，各个分区也不能直接进行网络连接，在这样的技术背景之下，十分重要的一个问题就是自动化综合报警系统的分区定位和组网方式。通常情况下，可以将组网方式分为两种：

一种是在生产控制大区部署自动化综合报警系统，这样自动化综合报警系统就会通过TCP/IP协议来直接接收生产控制大区各应用系统的报警信息，管理信息大区的各个应用系统要想将信息传送给自动化综合报警系统，就需要首先通过反向隔离装置，然后利用专用的传输软件来进行。如果采用这种组网方式，就需要向生产控制大区传输管理信息大区的数据，然后依据安全防护方案，来进行反向物理隔离装置的安装，同时，还需要对专用数据传输软件进行编制，这样就会增加自动化综合报警系统部署的难度。

另一种是在管理信息大区内部署自动化综合报警系统，这样自动化综合报警系统就可以通过TCP/IP来直接接收管理信息大区各个应用系统的报警信息；因为生产控制大区的各个应用系统都将WEB系统部署在了安全三区，并且利用现有软件就可以传输生产控制大区的信息，这样就不必重新进行软件的开发。

通过上文的叙述，我们最终确定了第二种组网方式。

2 系统功能

自动化综合报警系统主要是集中管理自动化各个应用系统的报警平台，对机房环境监控系统、网管系统、以及自动化专业各大应用系统的电子值班功能模块产生的报警信息进行收集，报警信息主要是通过统一的报警输出出口来的，具体来讲，主要包括这些基本功能：

一是接口形式是统一的，这样就可以有效的收集和分类整理所有其他应用系统的报警信息，并且接口十分的简洁，安全性和可靠性较高，还可以有效的进行扩展。

二是可以统一管理人员电话薄，并且具备信息类别管理功能，这样在给制定的人员发送报警信息的时候，可以分类来进行。

三是可以存储报警信息，并且还可以分类查询历史数据。

四是可以离线诊断各个应用系统，并且还可以及时的预警，这样就可以有效的避免出现系统离线而无法有效的分布报警信息等问题。

五是还可以进行自我故障诊断，并且将故障信息及时的进行，同时，如果报警信息发送失败了，还会继续重发，这样就可以让报警信息的传送变得更加可靠。

3 系统接口

一般来讲，可以由两种方式来获取自动化综合报警系统的报警信息，分别是主动获取和被动获取，主动获取指的是自动化综合报警系统发出查询制定，对各个应用系统进行周期巡检，这样就可以将各个应用系统的报警信息和电子值班信息及时的获取；被动获取指的是自动化综合报警系统主动接收各个应用系统所产生的报警信息和电子值班信息，自动化综合报警系统并不主动巡检，只是被动的接收。为了使其他应用系统的在线情况能够被自动化综合报警系统实时的监测到，从而对异常情况及时的发现，并且进行报警，那么我们建议，自动化综合报警系统在对应用系统的报警信息和电子值班信息进行获取的时候，采用主动查询的方式，可以采用这样的方案：

在管理信息大区的系统方面，可以在服务器的某一特定目录下保存报警信息和电子值班信息；在生产控制大区的系统方面，各个系统要向WEB服务器上传输报警信息和电子值班信息，只需要利用已有正向物理隔离传输软件即可，然后在WEB服务器的某一特定目录下保存这些信息。

具体来讲，自动化综合报警系统要想对其他应用系统的报警信息进行主动查询，一般可以采用两种方式，一种是WEB WERVICES方式，在管理信息大区内，由各个应用系统提供相应的WEB SERVICES接口，这些服务可以被自动化综合报警系统直接调用，那么报警信息或者电子值班信息就可以被及时的获取。另一种是文件夹共享方式，指的是各个应用系统按照共享的原则来设置保存报警信息的目录，这样利用文件目录的操作方式，其中的报警信息就可以被自动化综合报警系统所及时的获取。

通过分析研究，第一种方式有着更加规范化的接口，有着更加强大的功能，如果以后要对功能进行扩展，也十分的方便；第二种方式也有着很大的优点，比如十分的简单，不需要利用目前的各个应用系统来对WEB SERVICES接口进行开发，这样就可以有效的降低成本。通常情况下，我们都会选择第一种方式，这是从接口的标准化以及内部逻辑的封装等方面考虑的；如果要将实现成本作为考虑的重点，那么第二种方式也是不错的选择。

自动化综合报警系统需要对各个系统进行周期性的自动扫描，这样报警信息和电子值班信息就可以及时的被获取，扫描周期是可以被设置的，通常情况下，会被设置为5秒到10秒之间，如果连续进行了3次失败的扫描，那么系统就会认为系统处于离线的状态；在这种情况下，自动化综合报警系统就会自动产生报警信息，将系统离线及时的通知给相关的人员。

4 结语

通过实践研究表明，在电力系统中应用自动化综合报警系统，可以有效的提高工作效率，实现了自动化值班，如果出现了事故，处理速度也可以得到大大的提高。因此，自动化综合报警系统就值得在电力系统中推广和应用。

参考文献：

[1]刘冬梅.调度自动化设备状态在线报警系统的设计与应用[J].城市建设理论研究，2012（35）.

[2]秦勇.论自动化技术在电力系统中的应用[J].城市建设理论研究，2011（13）.

动力系统分析范文第8篇

1. 动态仿真误差研究方法概述

目前电力学科内还没有专门针对动态仿真误差的系统理论，但从所查阅的文献来看，有些专家在处理特定的研究课题时采用了一些误差方法[9]。综合起来有两类：一是定性的分析；二是量化的分析。

定性分析一般采取目测法，就是在一定的坐标和显示尺度下，描出动态变量的时间序列点，形成时间曲线。并且将同一扰动下仿真模型响应结果和实测系统的响应结果描成两条曲线，通过观察曲线间的接近程度来判定变量间的误差大小。

量化的误差分析和误差评定是对动态变量间的差异给出数值化的指标，可以克服目测法等定性分析方法的局限。同时，为模型校验、算法优化提供数学依据，也需要量化的误差评定。总结其他文献的处理方法，可分为三大类：即残差分析、特征量分析和模式识别。

(1) 残差分析

对仿真结果进行基于残差的误差计算，是在辨识算法中出现的。残差分析的主要思路为，将动态变量的比较时间序列减去基准时间序列，得到一组残差时间序列，再对残差时间序列建立合适的数学模型，并给出相应的定量指标。

(2) 特征量误差分析

特征量误差分析是相对于残差误差分析的另一种误差计算和分析方法。首先对动态变量进行特征量提取，通过比较特征量的差异表达动态变量的差异。

(3) 模式识别

对于某些非常复杂的信号、图像，难以使用传统的数学方法进行分析，常常使用智能方法处理。模式识别经常用于判断两个信号、图像是否属于同一类。

2. 电力系统动态变量基本特征分析

当使用同步互连技术连接交流发电机时，无论何时发生扰动，都将观测到振荡。原因在于发电机上的同步转矩将其带入同步运行的能力。本质上讲，发电机通过振荡交换功率，当一台发电机加速时，其它发电机将减速。

实际系统中，可以把稳定的振荡过程分为两类：

1）系统趋向一个新的平衡点。例如，线路短路、断开、不重合，故障后的系统趋向一个新的稳定平衡点。

2）建立等幅的振荡过程，这时需要一定的措施才能使之达到一个新的稳定的非振荡状态。研究表明，大扰动和小扰动存在一定的统一关系。当系统的网络结构、运行方式基本不变的情况下，不论是大扰动还是小扰动，其振荡模式基本相同。

3. 仿真计算方法

应用Prony算法分析实测振荡数据，可以确定系统振荡频率和振荡模式；可以定量分析系统振荡的阻尼问题；对于大系统可以分散提取各个信号的特征，与系统的阶数和参数没有关系；可以提取曲线的振荡特征，为振荡仿真分析可信度提供有力验证。因此，Prony分析是提取电力系统动态变量特征，计算仿真误差的有力工具。

4. 影响误差计算的因素

现有的负荷模型辨识算法中采用残差序列的范数平方和来表达误差的大小，在表征负荷模型仿真算例的误差水平时，存在一些问题需要解决。例如负荷水平的影响因素。

挑选了某变电站两组不同无功水平的扰动数据进行说明。

负荷稳态无功负荷水平为102.3MVar，5b负荷无功负荷水平为 12.2MVar。

采用如下的误差计算准则进行误差计算：

（ 1-1 ）

其中，为无功仿真变量，无功实测变量，为扰动时段的无功均值。此式意义为无功仿真结果的均方差相对于实测扰动幅度均值的误差。

计算结果如表1所示：

表1 不同负荷水平仿真误差值比较

可见，低负荷水平下的仿真结果对于负荷扰动动态的拟合要优于高负荷水平下的仿真结果对该负荷水平下负荷扰动动态的拟合。但采用以负荷水平作为基值的误差计算准则（1-1）的计算结果却显示相反。其原因在于，以负荷的均值为基值，负荷水平越低，则相对误差越大。如作为最终误差评定结果，则可能会引起与实际完全相反的结论。

综上所述，不宜直接采用负荷水平作为误差计算准则的基值。

5 总结

本文通过分析电力系统动态仿真的特点，确立电力系统动态仿真评估必须综合考虑元件模型、参数准确度和全网动态仿真输出准确度，确立了实测数据的方法和仿真原则。电力系统动态仿真是一个确定型仿真，而电力系统中有很多随机因素，如何正确认识电力系统中的随机因素，将随机因素造成的误差与模型、参数造成误差分离开是必须要解决的问题，也是需要深入研究的问题。

参考文献：

动力系统分析范文第9篇

【关键词】电力拖动;运行过程;分析

电力拖动系统中包括电源、电动机、控制设备等部分。其中，作为控制设备与电动机的能源，电源主要分为直流电源和交流电源;电动机作为生产机械的原动机，它将电能转化为机械能;控制设备控制着电动机的运转，而传动机构则传递着电动机与生产机械之间的力量。本文针对电力拖动系统运行过程展开讨论。

1.电力拖动系统的基本知识

要对电力拖动系统的运行过程进行分析，首先必须掌握该运行过程所需要的知识，采取正确方法，对相应的电力拖动系统运行过程进行分析，从而获取出想要的数据以及客观的结论，使得准确分析出该系统的运行状态，保证系统的稳定性以及安全性。

1.1 旋转运动方程式Tem -TL=GD375・dndt

Tem、TL和n的方向在电力拖动系统运作过程中都是不确定的，所以需要对运动方程式规定正方向。通常把电动机工作状态中的旋转方向定为正方向，而电磁转矩和转速方向与电动机旋转方向相同时规定为正方向，反之为负方向。当负载转矩与规定正方向相反则为正，相同则为负。规定方向后即可判断电力拖动系统是处于加速、减速或者恒速运行状态中哪一种状态。

1.2 电动机的特性及其方程式

因电动机分为直流电动机和交流电动机两种，所以应当根据电力拖动系统运行中所用电动机的类型对其自身特性、人为特性等机械特性进行准确判断。同时，应当理解与其相关的方程式，譬如：感应电势方程式、电压平衡方程式、磁势平衡方程式等。

1.3 负载的特性

在运行电力拖动系统前应当对负载的机械特性进行详细了解。通常，机械的实际负载特性是由几种类型特性叠加而成。所以，应当先了解最基本负载的机械特性，如恒功率负载等，再通过将其进行再组合，写出最终负载特性方程式，并根据特性方程式绘出负载特性曲线。最后，根据所学动力学知识对其特性方程式以及曲线图进行分析，从而判断出是否会发生变化，若发生变化，应当对新的机械特性进行重新分析。

1.4 过渡过程

电动机在电力拖动系统中是非常重要的组成部分。当电力拖动系统正确运行时，根据运动方程式，电磁转矩的大小是由其负载转矩决定的。所以，拖动系统在负载转矩出现变化等被外部干扰或人为改变电动机参数时，都会使电力拖动系统的正常稳定运行造成极大的影响。

1.5 静态稳定性

当只考虑系统机械惯性时，电力拖动系统能够在某点保持稳定运行，需满足以下条件：首先必须在电动机的机械特性与其负载特性之间具有交点，其次需要有稳定运行数据条件。

1.6 运行状态

电力运行是电动机产生的电磁转矩和系统旋转方向相同时，T与n同号即同处于正数或负数。制动运行是电动机产生的电磁转矩和系统的旋转方向相反时，T与n异号。制动运行又分为回馈制动和能耗制动两种制动方式。

2.分析方法

利用上述知识，可以采用图解法或者代数法对电力拖动系统进行分析。因图解法的直观、便于理解等特点，下面主要对图解法进行过程分析。

（1）在同一个坐标系内将电动机的机械性能与负载性能同时画出来，坐标系设置为T―n。

（2）根据电力拖动系统的数据，通过计算，分析系统的初始运行状态是否满足稳定运行的条件，并判断其是否有稳定运行点。如果能在某点稳定运行，则对其运行状态进行分析。

（3）若没有受到外界或人为因素的干扰而造成系统中负载特性与机械特性在运转时出现变化，则应将其变化呈现于坐标系中。

（4）由于过渡过程是沿着电机机械特性运行的，当运行至稳定时电磁转矩是由负载转矩的大小决定的，从而根据运动方程式以及电动机工作原理的基本方程式推出。

（5）根据电力拖动系统运行状态以及过渡状态中每段曲线以及特殊点进行运动状态分析。

3.安全保护

对电力拖动系统的保护方式由两方面组成：一方面是对电器的保护，另一方面是对计算机系统的安全保护。

3.1 电器保护

这是一种最基本的保护形式。一般包括短路保护、过流保护等。

3.2 计算机系统的安全保护

计算机的保护属于上端保护。

首先是短路保护，短路电流通常会导致电器的绝缘设备被破坏，原因是电流过强引起的电动应力加强，是的电动机的绕组失去承受能力，最终导致损坏。其次是过流保护。电动机启动异常或者超过其负载都可能会引起过流电流，而这种电流的流通通常相当大，会引起一些传动器件甚至电动机本身的损伤。接着，是过热保护。当电动机长时间运行时，产生的热量会使电动机的绕组温度超过其承受能力，从而导致电动机无法正常运作。

再者是欠电压保护。欠压是由电源电压过分降低导致的，这可能会导致电动机转速降低更可能导致是停止运转。与此同时，欠压形成的释放气体也会阻碍电路正常运行。

还有安全链的保护。它涉及过流保护、水压保护、欠压保护等多方面保护，必须对其涉及的所有方面进行保护。

最后是整体系统故障保护。通常计算机在其自身能够正常运行时能够保证稳定的自动控制，可以对意外的古装做出处理。

4.电力拖动系统安全稳定运行的涵义

假设一个电力拖动系统原先是在一定的转速中稳定运行的，忽然收到一定外力或人为作用，譬如负载转矩有所变化或者人为对电动机的参数进行改变，使得系统不能够在原先的转速之下运行。然而，如果系统能够在一个新条件下达到新平衡的话，则能够在一个新的稳定点上正常运行，或是在外界影响失灵时系统又能够恢复到原先运行状态，则称之为系统稳定，相反，若失去影响后系统恢复不到之前状态，则该系统是不稳定的。

5.总结

电力拖动系统在实现电能向机械能转变中尤其重要。然而，电力拖动系统的运行过程是比较复杂的。首先要确定其转向，再要熟悉其机械特性和负载特性，并掌握相关方程式，明确其正常运行时需要的条件，从而对其运行状态进行判断。所以，只有深刻理解这些知识点并采用正确的方法，譬如图解法，才能够准确分析拖动系统的运行状态和运行过程。

参考文献

[1]侯锐.浅谈电力拖动系统稳定运行的条件与方法[J].太原城市职业技术学院学报.2012.12（09）：27-28.

[2]孙立新.电力拖动系统中电动机的选择[J].民营科技.2012.10（04）：44-45.

[3]邓国栋.电力拖动系统自动控制和安全保护[J].新建设：现代物业上旬刊.2011.8（11）：90-91.

[4]王永静.电力拖动系统的节能[J].防爆电机.2014.04 （14）：72-73.

作者简介：

动力系统分析范文第10篇

【关键词】电力自动化；故障；分析方法

1.电力自动化系统的常见故障及其分析方法

电力系统常见故障包括以下几种类型：

第一，硬件故障。包括前置系统的故障和服务器的故障。前置系统由数据前置网和前置服务器、终端服务器、以及通讯数据板所构成，其主要任务是采集电网的相关数据、并对数据进行处理、监控以及传送等。其中一个环节发生问题，均需后台发出警告提示，以便得到及时处理。服务器出现的故障可采用故障排除法进行检测与查找，如先更换服务器的电源、风扇以及相关的板件等，若更换这些部件后设备能够正常运转则可排除其他方面出现故障。

第二，软件故障。主要是数据库出现错误，此时需查看是不是软件开关出现极开关问题，数据库存盘有没有发生重复或空漏时，警告表有无重写记录，对数据库装置遥控编号是否填写正确进行检测。要对数据库及时做病毒查杀，在发现病毒时应立即断网，再进行处理。

第三，通讯传输故障。在电力自动化系统中进行的信息传递主要通过信号交换来完成的，因此，通讯讯号在信息传输所起的作用无疑是极其重要的。而对无形的讯号的检测必须在专业检测工具的协助下才能完成。通讯系统是由传输部分和接入部分等构成，若通讯系统发现故障，可经指示信号做出判断；若模块发现故障，可通过模块化方式进行替换。

2.深刻把握有效排除电力自动化系统故障存在的难点与重点

电力自动化系统发生故障都存在相应的客观原因，对故障的原因要做出正确判断，并因故障的不同而采用相应不同的解决方法。在实践中，解决电力自化系统的故障还存在一些难点。主要表现为：

第一，电力自动化系统的标准配置存在的难点。主要表现为标准的设立方式存在较高难度，原因在于系统配置条件存在差异，无法对唯一的系统做出全面配置与评价。所以，实践中一般是建立一套简单完善的系统模型，依据模型计算出电力技术相关的参数与指标。

第二，在电力自动化系统的参数确定中存在的难点。确定电力自动化系统的参数方法随现代信息技术的发展而日益完善，并有效促进了系统硬件参数的确定与软件开发技术的进步。与此同时，确定电力自动化系统的参数标准因设立时间太久，而出现与实际情况不符之处，需做出动态调整，以确保参数确定标准与电力自动化的实际技术状况相适应。

第三，在电力自动化系统的操作领域存在的难点。由于电力自动化系统的相关理论与实际操作之间有着一定差异，实践中不存在绝对的理想状态，所以只能依照近似的电力资源配置状况对电力自动化的操作系统进行测试，再依测试结果，与电力自动化中存在的配置差异性进行比较，再对实际测量数据具有的真实性做出评价，采用这种方式将不可避免出现误差。将测量误差有效控制在合理区间内就成为需要重点探索的课题。

3.灵活把握排除电力自动化系统故障的方法

第一，运用系统分析法。在对电力自动化系统做深入了解的基础上，把握电力自动化系统中的各个子系统的工作原理及其功能，尤其是要重点把握子系统是由哪些设备所构成，每台设备所具有的功能，以及在系统中所起的关键性作用。利用相似性的原理对电力自动化系统做出综合性分析与判断，从而能在短时间之内对故障所处在位置做出准确判断。

第二，运用故障排除法。这种方法也是在排除电力自动化体系出现的故障时被经常所使用的，这种方法的优点是，面对电力自动化系统的复杂内部状况，故障排除法可用最少的时间对故障所处位置做出判断。

第三，运用电源检查法。在电力自动化系统经长时间的运行后，系统内部各组成部分都处在相对稳定阶段，这一时期设备发生故障的可能性较小。若在这一时期出现设备故障，首先要考虑的是查看连接电源的电压状态正常与否。

第四，运用更换配件法。应用中的大量电力自动化系统的构成设备异常复杂，在发生故障后，难以在短时间之内进行迅速修复。在这时可运用更换设备配件的办法来保证电力自动化系统先行恢复系统运行，然后再选择适宜的办法排除故障，修复系统。

第五，运用信号追踪法。利用数据通信方式以保证电力自动化系统的设备功能正常发挥。充分利用这些看不到、摸不着的无形数据信号，经示波器等工具设备将信号的追踪情况清晰地显示出来，以判断系统的设备的运转状态有无异常现象。

4.结束语

总之，对电力自动化系统出现的故障采用正确的分析方法和合适的标准，是保证电力自动化系统正常运行和故障得到快速有效排除的基本保证，也对电力自动化系统未来的发展具起到重要的作用。同时有利于促进电网提高运行的可靠性与安全性，有效提高电力企业的经济效益。

参考文献

[1]刘鸿鹏.三相异步电动机常见故障分析与处理[J].考试周刊，2011（35）.

动力系统分析范文第11篇

关键词：电力系统；电气自动化技术；分析

0引言

电气自动化技术主要包括电气技术、电气设备、自动化技术系统的安装过程、设计理念、调试方法维护、技术改造、产品开发及技术管理的高级技术应用。随着经济技术发展及全球化的进步，合资企业及外资企业不断深入中国市场，这些企业存在大量的设备需要使用电气自动化技术[1]。因此，电气自动化技术显得尤为重要。

1电气系统中电气自动化技术的发展方向

1.1电力系统自动化实施仿真系统

针对电力系统技术中的电力系统及负荷动态特性的检测进行深入的分析及研究后实施仿真建模系统的设计，将先进的电力系统数字模拟实施仿真体系进行引进，将混合实施仿真环境创建完成，在实验的过程中电力系统的自动化仿真系统能提供大量的参考数据，进行多元化的电力系统暂态及稳态实验操作，连接各项控制装置后形成一个闭环的系统，是新装置进行测试的研究方向及引导起点，是研究电力系统的控制及智能保护提供最坚实的基础保障条件。

1.2电力系统应用过程中的人工智能

根究电力工业发展的需要，分析及诊断电力系统及元件中的运用方法、故障现象及规划设计等，针对分析及研究采用进化理论、专家系统及模糊逻辑等，在分析电力系统及元件的基础上研究电力系统的应用及智能控制理论，以此达到控制智能化水平发展方向及提高电力系统运行状态及效果的目的[2]。

1.3电力系统中的自动化技术及智能保护

通过研究电力系统自动化保护的新原理，在电气自动化保护装置中加入了国内外较为先进的自适应理论、网络通信功能、综合自动控制系统及微机技术等，将智能控制的特点及优势融入新型保护装置中，以此达到提高电力系统安全性的目的。现阶段普遍使用的分层式综合自动化装置能有效使用在各种电压等级电站，综合自动化领域的分析达到了较高的水平。

1.4电力系统中配电网自动化技术

将电力系统配电网自动化技术融入到高级应用软件、信息配网一体化、配网模型及低压网络数字的方式能有效突破技术难点，提高了数字信号的处理技术及载波接收的灵敏度等，解决载波在配电网上的路由及应用消耗，将配电网及输电网的理论算法相结合是高级应用软件的主要表现形式[3]，其主要采用了最新的国际标准公共信息模型，将人工智能灰色神经元算法进行复核预测的方式应用进去。

2电力系统中电气自动化技术的应用

2.1智能电网技术方面的运用

计算机技术中的信息管理系统属于运用较为广泛的技术之一，计算机技术与电力系统自动化技术相结合形成的针对全局进行智能化控制的技术就是智能电网技术，属于一个较为典型的技术，主要包括配电、输变电、用户、发电机调度等环节，在计算机技术的系统中运用的较为广泛的就是变电站自动化系统及稳定控制系统两方面，此外，调度柔流输电及自动化系统等也应用在其中[4]。现阶段，在建设数字化电网的过程中实现了智能电网的建设，是智能电网较为坚持的后盾，智能电网中最为典型的是智能电网的通信技术，智能电网的通信技术在建设的过程中需要依靠较多计算机技术进行运行，运行过程中应保证双向性、实时性及可靠性等运行原则，通过应用先进的现代网络通信技术。

2.2电力系统自动化应用计算机技术

计算机的应用在电力系统中的作用较为关键，在电力系统运行过程中的输电操作、配电过程及变电等程序都需要应用计算机技术进行支撑，一定程度上促进了电力系统自动化技术的发展及进步。

2.3电气系统中电网调度自动化的应用

电力自动化系统中较为重要的组成部分就是电网调度，现阶段我国的电网调度一共分为五个级别，各个级别的电网自动化调度与计算机技术均处于密不可分的关系中，总要是国家电网、大区、省级、地区及县级的调度等，在这个过程中最为基础的方面就是计算机网络系统中应用的电网调度控制中心，每个级别的电网调度安装及连接均需要在计算机系统的推动下进行，其形成一个自动化的电网调度系统，将整个电网调度的系统进行整合，而风作战、变电站终端设备、服务器、大屏蔽显示器、调度范围内的发电场及打印设备等也属于自动化电网调度系统中的重要程序。在电网调度自动化的作用下计算机不仅仅是监控电网运行是否处于安全状态下，其还搜集了电网运行的其他数据，能有效发挥电力系统的电力负荷及状态预估的效果，其主要通过电力系统专用广域网连接的测量控制、夏季电网控制等装置进行电力系统的状态及电力负荷进行预测及预估[5]。

3电力系统中电气自动化技术系统及发展前景

3.1电力系统中电气自动化技术系统

3.1.1电缆设计在自动化系统外部的应用

外电缆设计在变配电站综合自动化中的设计较为简便，使用的材料为一根通信电缆（计算用屏蔽的电缆，并准备一对进行备用，选择使用双芯屏蔽双绞线或光缆）及一根220V的交流电源线，采用专用的电源进行电力监控器进行供电，提高供电的充足性，加强大型变配电站的抗干扰能力；选用220V直流电源进行部分电力监控器进行供电，采用的供电模式为直流屏集中供电，选用具有监控功能的电力监测器进行供电，不能现场进行控制的情况为当变配电站的数量不多时，电力监控器的通信电缆应直接引入中央控制器中。

3.1.2变压电站自动化系统的选择及应用

根据实际的情况、设计的标准及系统功能的具体状况等进行变压电站综合自动化系统的选择及使用，高级专家功能、数据库搜索功能、网络互动功能及运行管理功能等是一般变压电站综合自动化系统需要具备的基本功能，变压电站综合自动化系统选用的基本原则应满足系统运行过程中保证运行的可靠性及安全性及性价比较高等要求。若出现不合理的变压电站综合自动化系统将会出现电力系统自动化设计数据提供方面出现偏差的现象，无法保证电力系统的自动化设计技术保障。

3.2力系统中电气自动化技术的发展前景

3.2.1广泛应用以太网技术

以太网技术的发展速度较快，在使用过程中具备传输速度较快及传输的数据量较多等特点，能满足电力系统综合自动化系统在运行的过程中需要进行的传输数据的功能及标准，以太网技术具有精确的、实时的优势，具有较好的发展前景。

3.2.2综合电气自动化技术系统

在国际标准中的应用电力系统电气自动化中应用智能电子设备的范围越来越多，为了满足信息的兼容及共享，我国开始在电气综合自动化技术系统的方面进行研究及发展，因此，国际标准的应用属于综合电气自动化技术系统发展的主要趋势[6]。

3.2.3保护+控制+测量一体化

在进行电力系统综合电气自动化技术的合理使用过程中，为了提高工作效率应将电力自动化技术系统中的测量、控制及保护结合在一起，实现一体化的操作，测量+控制+保护一体化能有效简化电力系统设备，提高电力系统运行的可靠性。

4结语

电力系统中采用的自动化技术在其中的应用越来越广泛，自动化技术使得电网的管理方式发生了较大的变化，在自动化技术的不断选择及应用过程中纳入了较多的新技术及新理论，使得传统的技术界限较为模糊，各种自动化技术相互渗透及联系，不断推动了电力自动化系统的变化。原有的自动化技术系统的相关概念会随着科学技术及经济的不断发展而发生巨大的变化，电力系统的相关工作人员应结合以往的工作经验，符合电气自动化的设计原则，采用针对性的设计方式及策略保证电力系统使用自动化技术的合理性及科学性。

参考文献：

[1]张春霖.电气自动化技术在电力系统中的运用探究[J].中国科技纵横，2016，10（11）：154-155.

[2]胡荣荣.电气自动化技术在电力系统中的应用探析[J].机电信息，2012，23（30）：109，111.

[3]郑道疆.电气自动化技术在电力系统中的应用和发展[J].电子制作，2014，26（13）：202-203.

[4]张倩.电力系统中电气自动化技术的应用及发展方向分析[J].电子测试，2016，33（23）：130，123.

[5]黄俊.浅析电力系统中的电气自动化技术及其应用[J].建筑工程技术与设计，2015，17（31）：1065.

动力系统分析范文第12篇

摘要 通过小扰动的方式，实现了典型供电系统的低频振荡模式，在机电扰动的状态下，电力系统的发电机的功率增量也将通过本地模式以及区间模式扰动组成。对于相同供电模式内不同发电机的机电扰动模式，本地模式分量之间将相互抵消，区间之间的分量将加强，通过仿真分析将验证机电扰动将在电力系统中产生渗透性传播，传播的速度与发电机转动惯量密切相关。

关键词 电力系统；机电扰动；传播特性

中图分类号TM7 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2012）61-0016-02

低频振荡同时也是功率振荡，其根本在于电力系统的机电扰动引发的电机功角之间的相对振荡，同时也将使发电机的输出电功率发生周期性的振荡。从更大范围上而言，电力系统不是静态的，而是动态的，在电机的扰动状态下将产生功率振荡，只要在电机扰动作用下都能形成功率振荡，而是在弱阻尼的状态下，相应的系统并不能迅速完成系统的振荡过程，而在负阻尼的作用下，都将产生增幅振荡的情况。而当系统产生低频振荡时，电力系统的发电机发生低频振荡时，系统的每台发电机都将相对于其他发电机产生一定的振荡，同时低频振荡也将将分为本地模式以及区间模式，本地模式也将体现出在一定区间机组范围内的相对振荡，而系统区间模式是电力系统之间产生的相互作用的后果。

相应的电力系统的机电扰动的低频振荡研究，并从电力系统的机电扰动的传播特性角度分析，但电力系统的众多问题都与都与运动过程中的能量相关，通过对电力系统的机电扰动传播特性进行分析，明确了区域内部机组之间由于机电扰动而形成的本地模式将相互削弱。但同一区域内的区间模式将相互叠加以及增强，从而导致了联络线振幅较大。通过相应的仿真分析了解到，在互联系统中，电力系统间的机电扰动还可通过联络线渗透传播，渗透传播的速度受到发电机转动惯量的影响。

1 电力系统的低频振荡分析

1）电力系统的供电区域内，机电扰动将引发当前所在区域内的本地振荡模式以及区间振荡模式。电力机组输出电力功率的增量由本地振荡分量以及区间振荡分量两个部分构成；

2）在同一供电区域内部，不同的机组输出的电功率的区间模式的分量符号应保持一致，而本地模式的振荡分量符号则应保持相反；

3）相同的供电区域内部，若干机组并联在同一条母线上，那么在母线的连接处，区域之间的模式幅值将增强，而本地模式的幅值将遭到削弱，由此联络线一般振幅较大。

2 电力系统机电扰动的传播速度

长久的研究以来，人们普遍以为有功功率一光速速率在电网中传播，在相关的研究人员通过同步测量电力系统的机电动态响应后了解到，机电扰动的速度比光速要晓得多。要实现从理论上研究机电扰动的传播速度，还应建立电力系统的连续系统模型，从波动理论这一视角研究电力系统的机电暂态，建立了由多台发电机构成的链式电力系统的机电系统模型。假设电力系统中连接起来的模型参数处于均匀分布状况，当发电机相互靠近，两台发电机之间的间隔距离接近于零时，可以得出离散模型到连续体模型的电力系统机电波方程。

根据所推出公式得知，电力系统连续体中以密度为基本分类形式的发电机组的转子角动量、阻尼和机械功率以及线路电纳以及电导等。若是电力系统机组的连续体具有均匀的参数且长度为无限，那么在实际的理论研究中，假设不考虑初始速度的影响，而后可推出对电力系统机电波方程的通解。

由机电波的传播速度公式可了解到，机电扰动的传播速度与线路的电纳以及发电机的转子角惯量相关，但发电机的转子角惯量与转子角速度有关，当系统中的线路参数以及角的频率保持在一定的数值时，电力系统机电扰动传播速度只受到电力系统发电机转动惯量的变化影响。那么，电力系统中无连接的发电机组长距离的输电线路，由于转动惯量趋向于零，那么其具有较大的传播速率，其传播速率与光速接近。

3 电力系统机电扰动传播的仿真分析

3.1 机电振荡模式

为了明确电力系统中机电扰动低频振荡的传播过程，在该模式基础之上，以IEEE 4机11节点系统为实例进行仿真研究和说明。响应的系统结构图如图1所示。在未安装PSS的状况下，通过测试电力系统的三种机电的振荡模式，在模式一的振荡试验中，振荡频率为0.64，振荡模式2中的振荡频率为1.12，最后振荡模式3中的振荡频率为1.16，呈现递增的发展趋势。

在图1系统中的G1处施加机电扰动为具体研究实例，实现机电扰动传播特性的研究，在0.5s后在机电连接组的G1开端施加扰动，0.5s后消除扰动，为观察机电波的变化状况，揭示其实质，在研究过程中采用了Prony方法对相关支路的波形进行分解，分解后的波形图呈现持续变化的模式，也就是本地模式在受到小干扰后呈现波动到平稳的发展曲线，而区间模式则呈现出由平稳到波动的发展曲线。将电力系统受到小干扰后的机电波形通过Prony 分解完成后了解到，其结构为区间模式分量以及本地模式分量两个部分构成，而机电振荡模式1下，相应的特征值为0.1080±j4.0258，频率为0.6407，阻尼比为-0.0268。模式2的特征值为-0.6788±j7.0460，频率为1.1214，阻尼比为0.0958。

4 结论

通过发电机输出功率的增量方程了解到，机电扰动将引发电力系统供应区域的多个区间以及本地模式之间的振荡，使用小扰动的仿真分析方式，将连接在同一母线上的不同支路振荡输出响应可了解到，在同一个供电区域内部，不同自己之间的本地振荡模式符号相反，然而区间模式的符合则保持一致。由此可了解到，在母线的连接处，本地模式将遭到削弱，而区间模式则得以加强。并且，以联络线两端有功功率的相角对比，明确了电力系统中机电扰动的平均传播速度与发电机惯量密切相关，机电扰动在机电组中的平均传播速度远小于光速。

参考文献

[1]王德林，王晓茹.电力系统连续体模型中机电波传播特性研究[J].中国电机工程学报，2007(16).

[2]郭成，李群湛，王德林.电力系统机电扰动的传播特性[J].电网技术，2010(4).

动力系统分析范文第13篇

关键词：移动塔台系统；结构说明；抗风能力分析；有限元计算

前言

移动塔台多采用多塔节套装式结构，采用专用车辆运输，并设有举升及锁定机构，在设备到达预定阵地后，可以迅速展开工作；该结构具有高机动自行式、可快速架设及良好的环境适应性，在民航、气象、通信、军事等领域得到了广泛应用。移动塔台系统采用5节塔节套装式结构，底部设置支撑平台，可将监控设备架高至25m作业高度，并可在任意位置固定，可满足监控设备架设不同工作高度需要，同时进行设备电力供给，进行可快速展开和撤收，长期工作性能可靠。在系统展开作业时，风载荷是影响其性能稳定的最重要因素，在相应的指标中也提出具体要求，文章对移动塔台系统的结构情况进行说明，同时进行有限元分析计算。

1 总体结构说明

移动塔台系统主要由运载底盘、升降塔、液压控制单元、配电单元、支撑调平单元及附件等组成。运载底盘采用北奔1928A二类底盘运输，其最高车速可达84km/h，上装上装可利用长度为6090mm，最大越野载重可达7000kg可以满足装载需求；在底盘上加装车架总成、俯仰支架、运输支撑架、抗风支撑腿等刚性结构，形成运输及工作展开承载平台。考虑快速展开架设及工作高度要求，将塔体设计成五节伸缩式结构，采用支撑轴与运输平台上的俯仰支架安装，通过两只俯仰油缸实现运输时的水平状态与工作时的垂直状态转换；塔体采用多节联动起升方式，通过液压系统提供动力，采用举升油缸与起重链条进行举升；塔体的工作垂直状态采用液压缸推动机械锁定方式，并通过行程开关与俯仰、举升动作互锁。设置专用液压站和电气控制箱，对液压元件和电气元件进行集成安装，通过电气控制箱的控制面板进行系统操作，液压站和电气控制箱均安装在运输平台适当位置。考虑系统的抗风要求，在塔顶部设置四条揽风绳，揽风绳采用自动跟绳器进行收放，展开时安装在辅助支撑臂上，与塔节起降进行随动同步收放。如图1。

2 系统抗风能力分析

2.1 指标要求

抗风能力是塔台运行工作的重要指标，其具体要求为：风速≤13.8m/s时，塔顶部水平最大摆动幅度≤±80mm，允许拉揽风绳；风速≤13.8m/s塔台能够正常架设和工作；风速≤20.7m/s能够安全撤收；风速达到32.6m/s展开状态下不破坏。

2.2 采取方案

主要采用如下方案：保证塔节刚度，各塔节采用钢管焊接而成的桁架结构；考虑设置滑道及减小风载荷，将立柱设计成圆管；考虑定位准确将横梁设计矩形管，斜撑采用圆管；考虑表面质量及良好的焊接性能均采用冷拔20#钢材料，采用与已成型的塔架进行类比的设计方法，确定各截面尺寸；控制各塔节间隙：塔节采用专用工装进行保证对角误差控制在4mm之内；塔节之间的导向定位采用滚轮滑道形式，滚轮支座采用可调整方式，将滚轮与滑道间隙控制在2mm之内；设置揽风装置：在第五节顶部设置4条揽风绳，揽风绳采用不锈钢防卷钢丝绳，顶部通过卸扣安装，底部通过随动跟线盘安装在支撑腿端部，钢丝绳抗拉强度为3.12T，完全能够满足架设要求；底盘调平及设置辅助支撑：设置底盘手动调平系统，并设置6只辅助支撑千斤顶，通过支撑臂使形成更大的稳定的展开支撑工作面，保证系统展开工作的稳定性。

2.3 分析校核

2.3.1 计算工况

根据系统要求，设定以下四种工况进行有限元计算；工况1：重力场载荷+风速13.8m/s风压载荷，揽风绳拉紧状态，正常工作，顶部水平摆动

2.3.2 有限元分析建模

本次分析的任务是计算出塔架在各种工况下的应力分布和变形情况，属于固体结构的分析范畴，所以决定此次分析的前处理采用Hypermesh软件，求解计算采用Nastran软件，塔架有限元模型均以以上软件为基础进行构建。

由于塔架结构较复杂，为了更好地分析各部分受力及位移情况，需要在建立有限元模型时在不影响计算结果的情况下对塔体进行一些合理的简化：把塔架各节和框架之间的焊接处简化成节点连接，且假设各节点间的连接为刚性的；顶部设备简化为等效集中质量作用在塔体顶部；顶部设备可能受到的最大的风载荷分解为等效的力和力矩作用在相应的位置和质心处；由于塔架结构是由一系列界面形状和尺寸相对固定的刚梁组成的，而且考虑到计算分析的经济性，所以决定采用梁单元赋予对应的梁截面属性来模拟塔架结构，梁单元决定选取cbar单元形式。建立一、二节塔架的梁单元之间采用首尾相接的节点耦合方式进行连接，第二节以上的每节连接采用弹簧单元模拟，这样可以输出揽风绳的拉力值。

2.3.3载荷、边界条件及材料

重力场载荷定义：考虑到实际的工作环境和使用情况，塔架是在重力场的作用下工作的，所以决定在分析中施加重力场载荷。这里统一按照重力加速度g=9.8[m/s2]计算。

风压载荷定义：我们知道，风压就是垂直于气流方向的平面所受到的风的压力，根据伯努利方程得出的标准风压公式：Wp=0.5・r・v2/g，其中：Wp为风压[kN/m2]，r为空气密度取r=0.01225[kN/m3]（在标准状态下气压为101.3kPa，温度为15°C），v为风速[m/s]（由于距地面高度不同时风速应进行修正，修正系数按GJB74A第3.13.13.4条表8选取，各节间风高系数按中间位置，采用差值法计算），重力加速度g=9.8[m/s2]（纬度为45°）处，我们得到： Wp=v2/1600。F风=Wp・S，其中：Wp为风压[kN/m2]，S为节点迎风面积[m2]（各个钢梁均以各自最大的截面计算所受压力，迎风面积按正投影的2倍计算）。根据公式计算出塔架结构各个钢梁所受到的风载荷，为了安全考虑所有的风载荷都以集中力的形式平均分布在各节塔架的所有节点上，节点数根据有限元网格划分确认，从第一节至第五节依次为：71

5/652/636/576/500，塔顶节点数为1。

边界条件定义：约束支撑腿与地面的固定点的x，y，z三个方向的平动自由度，放开绕三个方向的转动自由度。约束底座车架的x，y，z三个方向的平动自由度，放开绕三个方向的转动自由度。

材料定义：塔架结构采用钢材料，弹性模量E=2.1×105MPa，泊松比u=0.3，密度p=7.85g/mm3。

2.3.4 有限元计算结果及分析

系统按照X轴、Y轴、45°三个方向加载，计算结果如下：工况1：塔顶最大变形69.86mm，最大应力32.5MPa，揽风绳最大拉力886N，节间提升钢丝绳拉力值6868N；工况2：塔顶最大变形73.74mm，最大应力18.5MPa，节间提升钢丝绳拉力值7206N；工况3：塔顶最大变形132.7mm，最大应力35.6MPa，节间提升钢丝绳拉力值13039N；工况4：塔顶最大变形88.2mm，最大应力58.9MPa，揽风绳最大拉力6314N，节间提升钢丝绳拉力值12875N。缆风绳增加2000N预紧力后，工况1塔顶最大变形3mm，工况4塔顶最大变形9mm，揽风绳最大拉力为11890N。

根据机械手册查得，直径8mm钢丝绳最小破断力3.12T；根据数据类比可得提升钢丝绳安全系数为：正常工作4.54；正常架设4.3；正常撤收2.38；不破坏2.4；缆风绳安全系数为：固定工作状态35.2，不破坏状态5.8，施加预紧力后2.6；以上说明：选择直径8mm揽风绳可以满足系统要求。

顶部变形量分析：工况1塔顶最大偏移量70mm

在各个工况下的应力指标远远小于材料许用值，增加2000N预紧力，就会使塔顶部变形大大降低，计算结果都是满足要求的。

3 结束语

移动塔台系统总体结构经过系统的有限元分析计算，其抗风载能力能够满足性能指标要求，考虑车辆的承载能力及系统的整体协调性，经计算的相关结构未作出大的调整，该系统研制完成后经过实际模拟风载荷加载试验，产品性能可靠。该系统多节套装式塔架式结构，可在相类似领域得到应用。

参考文献

[1]王肇民.塔桅结构[M].上海：同济大学出版社，1989.

[2]于开平.Hypermesh从入门到精通[M].北京：科学出版社，2005.

[3]王望予.汽车设计[M].北京：机械工业出社，1998.

动力系统分析范文第14篇

关键词： 液压传动系统；压力；不正常；诊断分析

中图分类号：TH237 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2012）1210141-01

随着机械设备的不断发展，现代设备的复杂化，为了提高生产效率，避免过高的停机费用，设备的故障诊断与排除显得越来越重要。液压液压传动系统的故障有多种，这里主要对压力不正常进行了分析。

1 熟悉系统的工作原理

检测与排除故障最重要的一点是要掌握系统的工作原理。首先要熟悉系统的容量，还要熟悉合理的工作压力，并且还要了解设备的性能，认真阅读说明书，查阅设备运行记录和故障档案，向操作者访问设备出现故障前后的工作状况和异常现象等。并进行现场观察，对上述情况进行综合分析、认真思考，然后再进行故障的诊断与排除。

2 液压传动系统故障

调试阶段常发生的故障有：阀芯卡死或运动不灵活导致执行元件动作失灵、外泄漏严重、执行元件运动速度不稳定、阻尼小孔堵塞造成压力不稳定、漏装弹簧密封件造成的控制失灵、液压系统设计不完善、液压元件选择不当造成系统发热执行元件同步精度差等。

运行初期的常见故障：密封件质量差或装配不当造成的泄漏、管接头因振动而松脱、污物堵塞阻尼孔和滤油器造成的压力和速度不稳定、由于负荷大或外界环境散热条件差，使油液温度过高引起泄漏，导致压力和速度的变化。

运行中期应特别注意控制油液的污染。

运行后期故障：液压元件因工作频率和负荷的差异，易损件先后开始正常性超差磨损，导致故障率较高。

一些突发性故障往往与液压设备安装操作不当、维护不良有关系。因此要加强设备管理维护，严格执行岗位责任制，以及加强人员素质的培养。

3 故障诊断步骤

液压传动设备运转不正常，都可以归为流量、压力和方向三大问题。诊断步骤为：审核液压回路图，检查液压元件，初步评定质量状况；列出与故障相关的元件清单逐个分析；对清单中所列元件按经验和元件检查的难易排列次序；对清单中列出的重点检查元件进行初检；初检中未查出故障，要用仪器反复检查；识别出发生故障的元件，对不合格元件进行修理或更换；在重新启动主机前，必须先认真考虑这次故障的原因和后果。

4 诊断技术

简易的诊断技术为：看、听、摸、闻、阅、问。看压力、速度、油液、泄漏、振动、产品。听噪声、气蚀与困油的异常声、冲击声、敲打声。摸温升、振动、爬行、松紧程度。闻油液是否发臭，橡胶件是否发出特殊气味。阅设备技术上有关故障分析和维修记录、保养情况等。问液压系统工作是否正常、液压油更换时间、发生事故前调节阀是否调节过、密封件或液压件是否更换过、出现过哪些不正常现象等。精密的诊断技术主要是采用测试仪器进行定量分析，从而找出发生故障原因。

5 压力不正常的故障诊断分析

液压传动系统中，工作压力不正常主要表现在工作压力建立不起来，升不到调定值，有时压力升高后降不下来，使得不能正常工作，甚至运动件处于原始位置不动。液压传动系统压力不正常主要表现形式之一是压力不足，主要原因有：液压泵出现故障，液压泵的驱动电机出现故障，以及压力阀出现故障等几个方面，液压系统压力不正常都与液压泵、压力阀密切相关。

5.1 液压泵故障原因

泵内零件配合间隙不符合规定技术要求，引起压力脉动或压力升不高；进出油口不同的单作用泵，进出口油管接反；液压泵各结合面密封不严从而进入空气；叶片泵中叶片与转子装反或者叶片卡死，叶片与内曲线表面接触不良，柱塞卡死；泵内零件加工质量和装配质量差；泵内零件损坏。

排除方法：由于磨损而造成间隙过大的零件，要按修理工艺进行修复。不能修复的应更换新件；安装、调试液压泵时，一定仔细阅读使用说明书，严格执行安装调试工艺规程要求。确认泵的吸、排油口，起动液压泵前一定要向泵内灌满液压油；液压泵的进出油口密封要良好，不得泄漏或进入空气；泵内各配合处接触不良要及时修复；泵内零件加工，贮运都要严格执行图纸和各项工艺要求，装配前要严格检验制度，不合格零件，不能使用；泵内零件损坏不能修复的要及时更换。

5.2 液压泵驱动电机故障原因

电动机反转；电动机规格不准，功率不足或转速达不到规定要求。

排除方法：重新接线，纠正电动机转向；根据液压泵说明书，核对电机性能规格。

5.3 压力阀故障原因

溢流阀调压失灵；减压阀调压失灵。

5.4 压力不正常的其它原因

电机功率不足，转速太低；系统油液粘度过低，泄漏严重；油液中进入过量空气，以及污染严重；滤油器堵塞，液流通道过小，油液粘度过高，以致吸不上油；压力表损坏；管路接错。

6 液压传动系统的维护

检查和排除故障最重要的一点是要熟悉和掌握液压系统和工作原理，应该熟悉每个元件的结构及工作特征。在液压系统的维护中有几项简单而基本的维护方法对液压系统的性能、效率、寿命有很大的影响，我们一定不要忽视。

要保持系统具有品种和粘度合适、清洁而充足的液压油；保持所有联接处紧固严密，没有变形，防止空气进入系统或泄漏；更换滤油器或清洗滤网。

7 结束语

液压传动系统的故障原因有多种，这里主要进行了工作压力不正常的诊断分析，为了更好的保证液压设备的正常运转，我们要不断进行研究学习，积极做好预知维修，及时检测诊断设备故障，迅速排除，为提高生产率，提高经济效益做好工作。

参考文献：

[1]苏欣平，液压系统故障的快速诊断与排除[J].机床与液压，2003年.

动力系统分析范文第15篇

关键词：电力系统；信息安全；管理系统

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.09.159

0引言

伴随着网络化对于社会的影响，电力系统管理中自动化技术安全管理的系统建设工作重要性不断提高，同时也是优化与改进电力系统信息安全技术的多项措施，电力信息的安全管理标准属于信息的安全管理基本标准、需求以及准则，是提高管理效果的基本措施，其中最为重要的便是构建一个关于电力系统的自动化技术安全管理。对此，探讨电力系统自动化技术安全管理具备显著现实意义。

1电力系统信息安全管理目标

强化与规范电力系统的网路安全行以及自动化管理效果，并保障自动化管理系统的整体稳定性、持续性、可靠性以及保障信息内容的完整性、可用性以及机密性，预防因为自动化管理系统本身的漏洞、故障而导致自动化管理系统无法正常的运行，在病毒、黑客以及多种恶意代码的影响攻击时及时起到行之有效的管理保护，对自动化管理系统内部的信息安全性实现较高的管理效果，预防信息内容和数据的丟失，预防有害信息在网络当中的传播，从而提高企业信息的整体管理效果[1]。

2自动化技术安全管理建设内容

2.1管理系统安全监测与风险评估管理

信息管理系统的建设必然需要管理部门的高度重视，要求管理部门以年度作为单位，对信息化的项目实行全面性、综合性的管理，并在每一年的综合计划实行之后，制定这一整年在相关工作方面的创新计划，保障系统在正式上线之前便可以有效的满足整个系统在安全方面的需求[2]。采用的系统在建设完成之后的1个月之内，必须根据相应的“上下线管理办法”实行申请，并通过信息管理部门专职人员进行上线申请，组织应用的系统专职和业务主管部门根据相应的标准或指南对系统进行安全性的评估，同时需要将评估的结果博鳌高发放到业务部门中。对于系统中存在的不足，业务部门在接收到报告之后需要在短时间内进行改进，并在改进之后进行复查，确保其可以满足上线要求。

2.2信息安全专项检查与治理

信息管理部门在管理方面的具体实施必然是借助专职人员而实现，在每一年的年初均需要根据企业的实际情况具体的检查计划以及年度性的检查目标，检查的具体内容必须按照企业中每一个部门的工作特性而决定，例如网络设备的安全性、终端设备的稳定性以及系统版本的及时更新等[3]。对于重大隐患而言，信息安全管理人员需要及时录入到系统当中，并组织制定重大隐患的安全防治计划，各个部门需要在接收到反馈之后及时对问题提出整治方案，并在限期内处理。信息管理部门的安全专职人员需要对隐患库当中所存在的隐患进行跟踪性治理，并组织相应人员进行复查，对于没有及时按期整改的部门，信息安全专职人员需要在短时间内上报给信息负责人，并由人力资源部门对其进行绩效考核。每一个部门的信息安全专职人员需要根据计划组织该部门的人员制定相应预案，每一份预案在制定之后需要在5天之内交到本部门负责人审批，并在审批通过之后上报信息管理部门。

2.3安全事件统计、调查及组装整改

信息管理部门的安全专职人员必须在每一个月月初时对基层部门的信息安全事件进行统计分析。每一个系统的安全管理人员需要根据部门所发生的安全事件实行记录记录，并根据发生问题的原因进行针对性的分析，每一个月以书面的形式将所记录的内容提供给管理部门，由管理部门实现工作状况的改进与完善。如果后续查出存在漏报现象，则需要由人力资源部门进行绩效考核。在发生安全事件之后，需要在5个工作日之内对事件进行分析、统计并上报，调查过程中必须根据事故调查和统计的相关规定执行，及时分析问题发生的主要原因，并坚持“四不放”的基本原则，在调查之后编制事件的调查报告，调查与分析完成之后需要组织相关人员落实具体的整改改进措施，信息安全事件的每一项调查任务都必须严格根据电力企业的通报制度进行，务必保障每一个行为的合理性。

3评估与改进

借助开展提高管理与标准理念以及管理标准，明确每一项工作的5W1H，在目的、对象、地点、时间、人员、方法等方面实行管理系统，促使信息管理部门与各个部门之间的接口、职责划分清晰，达到协调性的分工合作，并借助ITMIS系统实行流程化的固定管理，严格执行企业各项安全管理标准，构建信息化的安全管理建设工作，实现信息化的安全管理系统建设，在标准的PDCA阶段循环周期借助管理目标、职责分工、管理方法、管理流程、文档记录、考核要求等多个方面的管理提高整体安全性，在信息安全管理的建设中确保基础结构的搭建效果，借助行之有效的评估方式，对自动化管理系统安全检测与风险评估管理等多个方面进行评估，并逐渐完善自动化技术安全管理的建设任务，保障安全管理系统的持续改进。

4结语

综上所述，信息安全工作是系统性的工程，“防范”与“攻击”、“脆弱”与“威胁”是相互成长不断发展的。对此，在新时代之下，电力系统的自动化技术安全管理，务必从管理与技术两个角度着手，确保网络安全、系统安全、应用安全、物理安全、数据安全，从而实行多种管理措施，达到多层面、多角度的安全管理保障，提高电力系统自动化技术安全管理系统的整体建设效益，从而提高电网安全性。

参考文献： 

[1]魏勇军，黎炼，张弛等.电力系统自动化运行状态监控云平台研究[J].现代电子技术，2017，40（15）：153-158. 

[2]朱泽宇，ZhuZe-yu.基于电气工程自动化技术在电力系统运行中的应用探析[J].自动化与仪器仪表，2015，14（06）：233-234.