东北电力大学学报

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封二

东北电力大学. 2018, 38(2): 0-0.

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封三

东北电力大学. 2018, 38(2): 0-0.

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考虑直流断路器的MMC-HVDC系统直流电压保护误动分析

李国庆, 娄剑, 边竞, 王鹤, 谭龙

东北电力大学. 2018, 38(2): 1-8.

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随着柔性直流输电技术的不断发展以及直流断路器研究的不断突破，直流断路器的逐渐应用将对MMC-HVDC系统的继电保护产生重要的影响.在含直流断路器的MMC-HVDC交直流混合系统中，一些原本由交流断路器跳闸的直流侧故障将修改为动作于直流断路器跳闸.在此背景下，交流故障和直流故障时反映在直流侧的暂态响应具有相似性，可能造成直流保护发生误动.通过研究各种交、直流系统故障时直流系统的暂态响应，分析MMC-HVDC直流侧在交流系统故障和直流系统故障下的暂态响应的相似性，研究有可能造成的直流电压保护误动，并针对引起误动的保护特征给出避免保护误动的改进建议.在PSCAD/EMTDC仿真平台中，搭建含MMC-HVDC的交直流混合系统，仿真验证所作分析的正确性.

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分布式发电系统接入对配电网电压分布的影响分析

邢晓敏, 张萌, 商国敬, 刘曼曼

东北电力大学. 2018, 38(2): 9-14.

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分布式发电系统接入配电网后会对电网的电压分布产生很大影响.首先从单个分布式电源的接入，多个分布式电源的接入，分布式电源的接入位置以及分布式电源的容量等方面进行分析研究，然后利用数学模型研究配电网接入分布式电源前后电压和功率的变化确定分布式电源接入对配电网的影响，最后通过IEEE33节点配电网仿真模型验证分析结果的正确性.研究结果表明只有合理正确运用分布式发电系统，才能真正发挥分布式电源的价值.

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海上风电场组网方式的评估

王逍祎

东北电力大学. 2018, 38(2): 15-20.

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由于海上风电的巨大发展前景，未来海上风电组网的额定容量与输电距离将会进一步增加，远距离传输数百兆瓦级电能将会带来高损耗和高投资，因此需要高效且经济的组网方式.通过介绍几种海上风电场集电系统与输电系统的结构特点，对不同装机容量及不同离岸距离的风电场采用不同的集电与输电方式进行比较评估，分析计算结果得出链形连接是目前最优集电方式，HVAC、VSC-HVDC分别适合小容量近距离、大容量远距离并网的结论.

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特高压输电线路树障隐患预判及仿真分析

祝贺, 于卓鑫, 严俊韬

东北电力大学. 2018, 38(2): 21-27.

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针对输电线路树障隐患的研究，主要在于树冠距架空导线的净空距离和间隙绝缘特性两方面.以云-广特高压直流输电线路为研究对象，结合当地的气象条件和立地信息，分别建立导线下方树障隐患预判模型和导线旁树障隐患预测模型.利用Richard方程，建立树高生长预测模型作为树障的动态边界条件.运用解析法计算树冠距导线空间畸变电场，与线路间隙最小击穿场强进行比较，对是否发生树闪故障进行预判.通过Ansoft软件，对导线距树冠空间电场分布进行仿真分析.由分析可得，树高为18.591m的树木畸变电场强度为662480.043V/m，线路间隙最小击穿电场强度为38230V/m，树冠处畸变电场强度远大于击穿场强，严重威胁线路安全运行对树障隐患作出提前预判.

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不同工况下混流式水轮机叶栅流场的数值模拟

张玲, 谢恒龙, 王冲, 刘琳琳

东北电力大学. 2018, 38(2): 28-33.

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针对混流式水轮机叶栅空蚀和振动问题，基于UG对混流式水轮机转轮叶片进行三维建模，运用CFD方法对不同导叶开度（30%、60%、90%）在不同速度（5m/s、8m/s、10m/s）条件下对叶栅流场进行模拟，主要根据叶道涡和二次流对叶片空蚀和振动问题的影响进行分析.研究结果表明：在额定工况下，高流速流体是引起叶片吸力侧出水边空化的主要原因；在大开度导叶工况下，流道间的叶道涡和在流道出水边形成的二次涡随着流速的增加变得不稳定，使得局部区域空化和振动问题加剧.

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多关节新型机械臂设计及其坐标反馈系统研究

任立敏, 杨忠良, 谭益松

东北电力大学. 2018, 38(2): 34-39.

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研制了一种多关节新型机械臂及其实时坐标反馈系统.机械臂由转动基关节、第一俯仰关节和第二俯仰关节三部分组成，转动基关节由轻型薄壁轴承支撑，采用步进电机驱动；第一俯仰关节采用步进电机直接驱动；第二俯仰关节采用步进电机经由同步齿形带驱动.机械臂由MCS-51单片机通过专用驱动器控制，机械臂末端坐标能够通过控制系统在液晶屏上实时反馈.实验表明：该机械臂运动准确，电气控制系统稳定，坐标反馈系统能够实时反映机械臂末端的坐标变化，可以满足该机械臂在科学研究、教学演示等多场合的任务要求.

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偏置短叶片对低比转速离心泵汽蚀性能影响分析

吴强, 王艳玲

东北电力大学. 2018, 38(2): 40-45.

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在优化离心泵内部流动和外部特性的基础上，提高汽蚀性能一直是离心泵结构设计的主要课题.为了比较不同流量下离心泵汽蚀性能的变化，以及加装偏置短叶片对汽蚀性能的影响.采用RNG k-ε湍流模型和Mixture多相流模型对IS50－32－125型离心泵叶轮内部气液两相的分布规律进行分析研究.分析结果表明，离心泵进口流量越大，抗汽蚀性能越差；加装了偏置短叶片的离心泵汽蚀性能显著提高，与原型泵相比在流量为10m³/h、12m³/h和14m³/h时，最大气泡体积分数分别下降了7.3%、5.9%和5.3%.

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火电机组快速甩负荷过程除氧器动态特性研究

丛日学, 于晓辉, 孟祥玉, 王迪, 陈立军

东北电力大学. 2018, 38(2): 46-51.

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针对火电机组快速甩负荷（Fast Cut Back，FCB）过程中除氧器的动态特性变化，建立了除氧器分段模型，以反映除氧器内部结构及工作过程.基于该分段模型对某600MW机组FCB 过程除氧器水位进行仿真研究并提出了相应的控制策略.结果表明：该策略保证了快速甩负荷过程中除氧器水位在机组可承受合理范围变化，有助于电网和电厂的安全运行.

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导流板布置方式对空冷单元流场影响的数值模拟

黄鹤, 查伯宇, 洪文鹏

东北电力大学. 2018, 38(2): 52-58.

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空冷单元内部流场不均匀，A字架散热管束底角区域冷却不充分，导致凝汽器换热效率差.通过改变空冷单元内部导流板的布置方式，可改善其内部冷却空气的流场，提高空冷凝汽器的传热性能.采用RNG κ-ε湍流模型，对不同布置方式的导流板空冷单元进行数值模拟，分析对比了导流板倾角在20°~50°和导流板数量在2块-10块范围内散热管束表面的温度场.结果表明：加装导流板的空冷单元内部流场均匀性显著提高；当风机出口安装倾角为30°的导流板时，散热管束表面局部高温区域消失；当风机出口安装8块导流板时，散热管束表面平均温度最低，凝汽器换热效果最佳.

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考虑土-结构相互作用的输电塔风振系数计算

刘春城, 龙祖良, 查传明, 王重阳, 葛旋宇

东北电力大学. 2018, 38(2): 59-63.

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研究运用ABAQUS软件分别建立I类场地土体条件下考虑土-结构相互作用（SSI）的整体有限元模型和基础固支的输电塔三维有限元模型，进行了输电塔结构动力特性分析，最后利用新旧荷载规范^[1~2]分别计算考虑SSI和基础固支工况下输电塔的风振系数.结果表明：考虑SSI效应后输电塔自振周期增大，风振系数也有不同程度增大，新荷载规范计算得出的两种工况的风振系数均有非常显著地增大.研究认为，利用新荷载规范同时考虑SSI效应能更准确的计算结构风振系数.

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高强钢筋梁柱节点梁纵筋粘结滑移有限元分析

秦力, 尹志强, 潘红燕

东北电力大学. 2018, 38(2): 64-70.

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基于分离式建模方法，分别采用实体单元、桁架单元和弹簧单元模拟混凝土、钢筋及两者粘结，建立了HRB500级高强钢筋梁柱中节点有限元模型.考虑混凝土膨胀角、黏性系数、损伤因子等参数的影响，基于混凝土损伤塑性模型分析了梁纵筋粘结滑移性能.结果表明，在反复荷载作用下，梁端加载处及梁上部纵筋的荷载位移曲线与试验结果基本吻合，裂缝开展同试件破坏形态基本一致.

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门式刚架梁柱节点抗震性能分析

屈成忠, 刘立鹏

东北电力大学. 2018, 38(2): 71-77.

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以唐山市某一成品库钢结构单层厂房为工程背景，用ABAQUS软件建立其梁柱节点模型，并对该模型梁端施加低周反复荷载，得到荷载-位移滞回曲线、骨架曲线、刚度曲线等，用来分析节点的抗震性能.并通过改变连接梁柱节点端板的厚度以及增加柱斜加劲肋，来研究它们对节点的抗震性能的影响.分析结果表明：（1）通过适当增加端板厚度可有效的提高梁柱节点的抗震性能和节点刚度，具体来说以增加端板厚度2mm最为有效；（2）添加斜加劲肋可以使节点抗震性能得到提高，但效果不如增加端板厚度；（3）节点在正向的抵抗变形能力要大于负向的抵抗变形能力.

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原位合成法制备稻草生物质基碳微球

林松竹, 韩枫安, 张晓君, 颜克强, 王琪, 张凯悦

东北电力大学. 2018, 38(2): 78-82.

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采用稻草生物质为原料，常压条件下不需添加模板剂，以硫酸为催化剂原位合成法制备了碳微球.通过X射线粉末衍射、红外光谱、元素含量分析及扫描电镜表征，研究了硫酸浓度对碳微球性质和产率的影响.结果表明不同硫酸浓度条件下制备的碳微球均为无定型结构，随着炭化反应硫酸浓度增加，碳微球中碳元素含量增加，硫酸的氧化作用导致部分基团被氧化脱除，因此氧元素和氮元素含量有所减少.60%质量分数硫酸催化条件下制备得到的碳微球形貌不规则并相互粘连团聚成簇状，在此条件下碳微球产率最大达到36.58%.

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大体积混凝土基础底板温度及应力场模拟

侯景鹏, 张艺骞, 陈群

东北电力大学. 2018, 38(2): 83-86.

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为研究汽轮机基础底板的温度裂缝，模拟分析了基础底板早龄期温度场与温度应力，得出底板温度和温度应力的分布情况，对减少温度裂缝有指导意义.测温结果表明，用有限元软件模拟分析混凝土基础底板浇筑后八天内的温度场、温度应力情况.研究结果显示：底板内温度峰值出现在浇筑后第3天，中部温度最高，最高达到73℃，底部为58℃，上部为48℃；底板上表层及底面温度应力均大于混凝土极限抗拉强度，有产生裂缝的风险.

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一种新的航拍玻璃绝缘子图像分割方法

胡建平, 李玲, 谢琪, 张道畅

东北电力大学. 2018, 38(2): 87-92.

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针对直升机巡检输电线路所拍摄的彩色图像，提出一种新的航拍玻璃绝缘子图像分割方法.该方法首先利用彩色图像中玻璃绝缘子的颜色呈现聚类的特性，通过K均值聚类算法将绝缘子从复杂的背景图像中大致分割出来；然后利用绝缘子的形状特性，采用基于主成分分析的连通区域判决方法定位出绝缘子的具体位置.实验结果表明了此方法的有效性，而且与现有的一些玻璃绝缘子图像分割算法相比，该方法受不同光线和复杂背景影响较小，提高了绝缘子分割的准确性和鲁棒性.

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关于多险种初始资本分配策略的研究

曲忠宪, 武文华, 王春红

东北电力大学. 2018, 38(2): 93-97.

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公司有m个险种，每个险种独立经营，自负盈亏.u为初始资本，险种来到的记数过程及索赔额变量之间相互独立，令u=∑_i=1^mu_i，u_i为分配到第i个险种的初始资金.提出了分配初始资本u的几个优化策略，使关心的险种最终破产概率都不超过确定的小正数α.

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2018年, 第38卷, 第2期　刊出日期：2018-04-30

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