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基于Bayes信息更新的涡轮盘概率故障物理寿命预测方法
该发明充分考虑了航空发动机轮盘全寿命周期中的现有知识和信息,减少不必要的试验次数和成本,避免了航空发动机轮盘的“小样本”而导致故障信息少的问题; 揭示了航空发动机轮盘全寿命周期内不确定性的分散性和随机性对其寿命和可靠性的影响规律,获得了综合考虑故障物理建模中的不同目标或不同程度的不确定因素影响的预测寿命分布以及不确定性范围,提高了试验结果的精度,因此能显著地提高航空发动机轮盘的寿命可靠性。
电子科技大学 2021-04-10
基于故障多元信息的新型保护系统关键技术与应用
一、立项背景 继电保护是保障电网安全运行的第一道防线。自上世纪80年代微机保护应用以来,历经多次更新换代,我国继电保护技术一直处于世界先进水平,为保障电网安全做出了突出贡献。随着智能电网的发展、超/特高压远距离输电大通道的建设、区域电网的广泛互联和波动性新能源的规模化接入,我国已建成世界上规模最大、结构最复杂的电网。电网的快速发展给继电保护带来了严峻挑战: 1、后备保护方面,由于电网结构复杂,运行方式多变,造成后备保护定值更难整定,保护选择性和灵敏性的矛盾更加突出,保护拒动误动风险并存。国内已发生多起类似“6.18”西安南郊站,因后备保护灵敏性不足拒动,造成变压器烧毁的重大事故;国际上屡屡发生的因潮流转移过负荷,后备保护误动引发的如美加“8.14”、印度“7.30”等大停电事故,也不断地对我国电网敲响警钟。 2、主保护方面,超/特高压电气设备结构复杂、线路距离长,短路电流变化大,造成主保护对变压器匝间短路、线路高阻接地等轻微故障的反应灵敏性下降。“11.22”济南特高压泉城站变压器爆炸正是由于保护对起始发生的轻微故障未能灵敏切除,引起事故扩大,造成了重大人员伤亡和财产损失。 这些问题已成为我国电网安全运行的重大隐患!问题的症结在于传统保护仅利用设备自身的电气量信息,在复杂电网环境下,保护反应的电气量在故障和非故障间差异变小甚至混叠,依靠定值配合无法保证保护可靠正确动作。不改变传统保护工作模式,仅对保护判据进行修正或调整定值,只能在一定程度上单方面地解决保护拒动或误动的问题。 二、发明思路 突破保护仅利用设备自身信息的限制,综合利用站间保护关联逻辑量、站域故障全过程电气量等信息,对后备保护、主保护、系统构成模式进行全面创新,构建“站域集中-站间分布式”新型保护系统。   图1 技术发明总体思路 三、发明方案 技术发明点1:基于站间逻辑量信息一致性特征的后备保护技术 传统后备保护既存在对相邻元件故障反应能力不足,保护拒动的问题,又存在受过负荷和系统振荡影响,保护误动的问题。针对上述问题,该项目发明了保护关联关系在线快速跟踪和可靠性校核方法;创造性地将故障的空间分布特征映射为站间的保护关联逻辑量信息,首创了基于站间逻辑量信息一致性特征的后备保护技术,攻克了保护不误动和不拒动无法兼顾的难题。 发明点1.1:发明了保护关联关系在线快速跟踪和可靠性校核方法,为保护可靠利用站间信息奠定了基础。 快速跟踪和可靠识别电网拓扑的变化,确定保护的关联关系,是保护利用站间信息首先要解决的关键问题。发明了保护关联关系在线快速跟踪和可靠性校核方法,关键技术包括:1)提出了基于虚拟阻抗矩阵的保护关联关系分析方法,创造性地将开关状态虚拟为支路阻抗并构建节点虚拟阻抗矩阵,在线微调矩阵元素即可实现开关状态的快速跟踪,跟踪时间由秒级缩短至毫秒级,为后备保护快速动作提供了可靠保障;2)发明了电气量和开关量信息双重约束的关联关系可靠性校核方法,首次将电气量信息引入保护关联关系识别,通过开关量信息和电气量信息实时匹配校验,实现了保护关联关系的可靠在线校核。 发明点1.2:首创了基于站间逻辑量信息一致性特征的后备保护技术,攻克了保护不误动和不拒动无法兼顾的难题。 电流元件、方向元件、阻抗元件等保护逻辑量信息,蕴涵着故障方向、故障范围等故障直接特征,并且信息交互简单、可靠。根据不同位置保护逻辑量反应故障的差异化特征,发明了基于站间逻辑量信息一致性特征的后备保护技术。关键技术包括:1)首次将电网故障的空间分布特征映射为保护逻辑量信息,按近后备和远后备灵敏性要求设定保护范围,实现了逻辑量信息与故障分布特征的关联和匹配,解决了保护强依赖定值的问题;2)首创了基于站间逻辑量信息一致性特征的后备保护技术(如图2所示)。利用逻辑量对故障反应的交叉重叠特征,根据动作一致性原则,既实现了故障设备的快速准确识别,又从根本上攻克了系统振荡及过负荷造成保护误动的难题。 基于站间逻辑量信息的后备保护技术可实现近后备保护全范围速动,远后备保护延时由1.5s以上缩短至0.5s以内;在原理上保证了对相邻元件故障反应的灵敏性,避免了后备保护拒动导致的重大事故发生;不受系统振荡和过负荷影响,避免了保护误动引发的连锁跳闸和系统性事故发生。   图2 基于站间逻辑量信息一致性特征的后备保护技术 技术发明点2:基于故障模型参数异变特征的主保护技术 现有电气设备主保护仅反应故障外在表现特征,在变压器匝间短路及线路高阻接地等轻微故障情况下,外部故障与内部故障特征差异不明显,易造成保护拒动。为解决上述问题,该项目基于故障的物理本质特征,揭示了故障导致电气设备模型参数变化的机理,利用故障全过程电气量信息,构建了可灵敏反应设备参数变化的故障模型,发明了基于故障模型参数异变特征的主保护技术,显著提升了对轻微故障的反应能力。 发明点2.1:首创了可反应变电站电气设备参数变化的故障模型,从物理本质上消除了非故障因素对主保护灵敏性的影响。 突破主保护仅反应故障外在表现特征的局限,利用设备故障全过程全相电气量信息,建立了对故障高灵敏而对非故障不敏感的模型。关键技术包括:1)发明了基于线路压降-阻抗联合分布的故障网络模型,建立了线路阻抗、过渡电阻及分布电容压降之间的幅值、相位关联关系,创建了仅保留线路阻抗压降分布情况的故障网络模型(如图3所示);2)发明了基于电压磁链方程的变压器故障模型,建立了变压器高、中、低压各侧绕组电压与主磁链、漏磁链的等值平衡关系,消除主磁链的非线性成分,建立了仅反应漏磁链变化的变压器故障模型(如图4所示),从原理上摆脱了分布电容电流、负荷电流、励磁涌流等非故障因素的影响。 发明点2.2:发明了基于故障模型参数异变特征的主保护技术,实现了保护对轻微故障反应能力的大幅提升。 利用站域故障全过程电气量信息,反应故障前后模型参数的变化情况以及三相不一致程度,发明了基于故障模型参数异变特征的主保护技术。关键技术包括:1) 发明了基于阻抗压降变化特征的线路主保护技术,构建了线路压降-阻抗参数关联矩阵,通过实时追踪矩阵中各元素的变化量以及元素间的差异,准确识别故障线路及故障位置(如图5所示);2) 计及CT误差、变压器有载调压对保护的影响,实时计算各相等效漏感参数的突变量及不一致程度,发明了基于等效漏感参数变化特征的变压器主保护技术(如图6所示),显著提升了保护对变压器轻微匝间短路识别的灵敏性。 基于故障全过程电气量信息的主保护技术可以做到变压器匝间短路识别死区由5%降至2%,500kV线路接地故障过渡电阻反应能力由300Ω提升至1000Ω,故障定位误差由5%下降至1.3%。实现了对电气设备轻微故障的灵敏切除,可有效避免事故扩大造成的重大人员伤亡和财产损失。 技术发明点3:站域集中-站间分布式新型保护系统 构建基于故障全过程逻辑量、电气量信息的新型保护系统是对百年历史继电保护模式的重大变革,除满足复杂电网对继电保护的要求外,还需要考虑工程实现的可行性、应用场景的适用性和运行维护的便利性等重大工程应用问题。该项目首创了站域集中-站间分布式的新型保护系统构成模式,实现了与传统保护的有机衔接,可灵活组态适用各种电网应用场景;发明了基于时间序列特征和电气量物理约束的数据校核技术、基于保护关联关系的数据自适应替代技术,为新型保护系统信息交互提供了可靠保障。 发明点3.1:首创了站域集中-站间分布式的新型保护系统构成模式,奠定了新型保护系统在不同电压等级电网推广应用的基础。 该项目创建了“站域集中-站间分布式”的新型保护系统(如图7所示),实现了发明点1和2技术的工程推广应用。关键技术包括:1)发明了以间隔为基本单元的站域集中-站间分布式保护构成模式。间隔单元做到“即插即用”,扩展性强,可灵活组态适用各种电网应用场景;站域主机实现对站内信息的融合与优化利用;相邻站域主机虚拟为变电站间隔单元,实现站间分布对等交互信息。该模式通信链路清晰简捷,易于工程实现;2)发明了新型保护系统与传统保护的集成与自适应转化技术。新型保护系统在传统保护基础上集成故障全过程信息进化形成,在故障信息缺失的极端情况下仍具备传统保护功能。新型保护系统可充分传承传统保护成熟的运维经验,实现了与传统保护之间的有机衔接。   发明点3.2:发明了基于时间序列特征和电气量物理约束的数据校核技术、基于保护关联关系的数据自适应替代技术,保证了新型保护系统的可靠性。 基于新型保护系统构成模式,发明了站域、站间信息交互可靠性保障技术,实现了异常数据的实时校核与缺失数据的自适应替代。关键技术包括:1)发明了基于时间序列特征和电气量物理约束的数据校核技术,在线修正异常采样数据,解决了电气量在采样或传输中出现畸变而影响保护动作性能的难题;2)发明了基于保护关联关系的数据自适应替代技术,在间隔单元CT断线、PT断线等信息源丢失情况下,通过数据互补重构实现缺失数据的自适应替代,保证了保护功能的完整性,有效提升了保护的可靠 四、创新性成果 该项目攻克了传统保护不误动、不拒动无法兼顾的难题,取得了以下关键技术突破: 1、基于站间逻辑量信息一致性特征的后备保护技术,保护最长动作时间缩短至500ms以内,彻底解决了远后备保护拒动,以及受系统振荡和过负荷影响误动的问题; 2、基于故障模型参数异变特征的主保护技术,显著提升了保护对轻微故障的反应能力; 3、站域集中-站间分布式新型保护系统,实现了保护技术在不同电网场景下的广泛应用。
华北电力大学 2021-05-10
一种柔性直流网络直流短路故障穿越方法
本发明公开了一种具备负电平输出能力的 MMC 与机械型直流 断路器协调控制实现柔性直流网络直流短路故障穿越的方法,属于柔 性直流网络直流故障保护领域。现有技术中,处理直流故障的手段主 要有三种:依靠交流设备断开与直流系统的连接、依靠换流器本身进 行直流故障清除、依靠直流设备进行直流故障隔离,但以上三种方法 都无法有效实现柔性直流网络直流故障保护。本发明中的 MMC 包括具备负电平输出能力的子模块,通过灵活调节上、下桥臂输出电压, 使换流器直流端口电压呈现负电平,从而达到直流短路故障电流可控 且快速降
华中科技大学 2021-04-14
基于Bayes信息更新的涡轮盘概率故障物理寿命预测方法
成果简介: 该发明充分考虑了航空发动机轮盘全寿命周期中的现有知识和信息,减少不必要的试验次数和成本,避免了航空发动机轮盘的“小样本”而导致故障信息少的问题; 揭示了航空发动机轮盘全寿命周期内不确定性的分散性和随机性对其寿命和可靠性的影响规律,获得了综合考虑故障物理建模中的不同目标或不同程度的不确定因素 影响的预测寿命分布以及不确定性范围,提高了试验结果的精度,因此能显著地提高航空发动机轮盘的寿命可靠性。
电子科技大学 2017-10-23
一种电力系统故障录波回放方法
本发明公开了一种电力系统故障录波回放方法,采用双 Picturebox 交互绘图,其中画布 Picturebox1 用于绘制波形图, Picturebox2 用于绘制放大矩形框和定位光标,并且采用双缓冲技术, 在绘制多面板、多通道时,先将所有面板绘制在缓冲区里,然后一次 性在 Picturebox 上绘制;显示全局图时,减小采样率;查看局部时, 按真实采样点数绘制;波形放大平移后,只绘制用户可见时间区间内 的点。这样可以避免在绘制放大矩形框或拖动光标时不断重绘波形图, 提高流畅度。 
华中科技大学 2021-04-14
一种差分式脉冲磁体绝缘故障探测装置
本发明公开了一种差分式脉冲磁体绝缘故障探测装置,包括第 一探测线圈、第二探测线圈、电阻分压器、高通滤波器和高采样率的 示波器;两个探测线圈均沿脉冲磁体中心轴线设置,一个设于脉冲磁 体内,靠近脉冲磁体上端口,另一个设置在脉冲磁体外;电阻分压器 的两个固定端分别与第一探测线圈的正负两端相连;第二探测线圈的 负端与第一探测线圈信号的负端相连;高通滤波器的输入正端连接电 阻分压器的可移动端,输入负端连接第二探测线圈的正端;两个探测 线圈与电阻分压器形成差分结构,对两个探测信号进行差分处理,并 对输出信号进行
华中科技大学 2021-04-14
多端柔性直流输电系统的直流故障判断方法及控制方法
本发明公开了种多端柔性直流输电系统的直流故障控制方法, 其通过增大直流电感值从而减小直流故障时直流电流上升率,防止 MMC 闭锁,或者直流故障期间将 MMC 的交流电流指令值置零从而降 低桥臂电流防止 MMC 闭锁;或者直流故障期间短期闭锁 MMC 但不 开断 MMC 的交流断路器从而提高故障清除后恢复供电的速度;本发 明还公开了一种多端柔性直流输电系统直流故障判断方法,通过量测 直流电感线路侧直流电压突变率,在突变率的绝对值超过一定阈值时 即判断发生了直流故障。本发明可防止直流故障时开断 MMC
华中科技大学 2021-04-14
新冠肺炎 AI 筛查和辅助诊断系统
影像学检查在新冠肺炎的诊疗中具有非常重要的参考价值,《新型冠状病毒感染的肺炎诊疗方案(试行第五版)》将“疑似病例具有肺炎影像学特征者”作为临床诊断标准,但在临床实践中存在一定局限,疫情爆发导致待阅片数量激增,医生阅片压力巨大;新冠肺炎属于新发疾病,各地医疗机构特别是基层机构缺乏阅片经验,且由于“异病同影”,容易造成漏诊或误诊;该病病程发展快,患者需要接受多次胸部CT检查以监测病情发展、评估治疗效果等,单凭阅片医生肉眼很难快速对比并识别病灶变化。 在接诊量高峰期,亟待建立更精准高效的人工智能影像辅助诊断方法。孙逸仙纪念医院林天歆教授组织医院呼吸内科、急诊科、放射科、大数据与人工智能团队开展科研攻关,在广州再生医学与健康广东省实验室、广东省科技厅的支持下,联合清华大学、澳门科技大学以及广州康睿智能科技有限公司,使用50万份临床影像学大数据,开发了基于胸部CT的新型冠状病毒肺炎AI筛查和辅助诊断系统。 该系统能对新冠肺炎进行快速诊断,判定新冠肺炎的分级和严重程度,协助医疗机构加速辨别感染者,为快速隔离、诊断、治疗争取时间。其优势主要体现在:快速、准确地诊断新冠肺炎。有经验的影像科医生看完1个患者的胸部CT图像约15-30分钟。该AI系统可在20秒内完成1个患者CT图像的检测及诊断过程,诊断准确率达90%以上。进行病情严重程度分级和重症危重症预测功能。该系统可对胸部CT图像每一切面的小结节、磨玻璃影和实变进行自动分割、标注及定量分析,可预测患者的吸氧频率、血氧饱和度、全身代谢情况、其他器官损伤程度,预测病人发展为重症、危重症的概率和时间,以便医生及时干预,降低患者死亡率。协助医务人员进行药物效果评估,指导用药。系统可对同一位患者用药前后的CT图像进行对比分析,通过定量计算病灶在用药前后的变化,判别药物是否有效,指导临床用药。
中山大学 2021-04-10
人和动物结核病新型特异诊断试剂的研究
小试阶段/n成果简介:建立了三种检测结核病的诊断方法:(1)牛结核抗体胶体金试纸条诊断方法。该技术是一种适合于“栏圈旁”快速检测的“傻瓜”技术,不需要特殊设备与经验,适于基层使用。可用于奶牛、黄牛和梅花鹿等不同动物的牛结核快速诊断。与韩国胶体金试纸条相比,敏感性达98.36%。(2)牛结核抗体ELISA诊断方法。采用四蛋白融合抗原20作为新型诊断抗原,建立了牛结核抗体间接ELISA诊断技术。该技术可实现高通量与自动化,适合于批量检测与检疫。适用于奶牛、黄牛、梅花鹿结核的抗体检测。(3)结核IFN-?
华中农业大学 2021-01-12
IVF不明原因的胚胎发育停止的基因诊断
IVF不明原因的胚胎发育停止的基因诊断。本项目利用在我院收集的IVF过程中原因不明的胚胎发育停止的病人中利用基因芯片和长非编码RNA芯片同时检测精子基因。目前检测出的结果已初步得到验证,该诊断项目将为这一类病人的个体化治疗方案和体外的治疗提供依据。 目前IVF不明原因的胚胎发育停止是导致试管婴儿成功率低的主要原因之一。本项目的转化和产业化将为解决试管婴儿的成功率提供较好的解决途径。
四川大学 2016-04-29
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