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学者姓名：兰生
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Complex
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Co-
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Clean All
Abstract ：
Streamer discharge is a very complex multi-scale and multi-physics coupling process, and there is no accurate model that can describe its development. In this paper, a two-dimensional axisymmetric fluid model is established in COMSOL to simulate and study the effects of the applied voltage amplitude, the discharge gap distance, the rising edge of pulse voltage, and hydrostatic pressure on the development of the positive streamer discharge at a needle-plate electrode in water under a nanosecond pulse voltage. The results show that increasing the voltage amplitude, decreasing the pulse rise time, and narrowing the discharge gap all increase the electric field strength of the streamer, thereby affecting the electron density of the plasma channel, among which changing the discharge gap has the greatest effect on the electron density. And under the gap of 3 mm, the peak electron density can reach 3.76 × 1023 m−3; if the discharge gap is narrowed to 1 mm, the peak electron density is reduced to 1.20 × 1023 m−3. In addition, hydrostatic pressure and water molecule spacing are closely linked. Increasing the hydrostatic pressure decreases the electric field strength and the peak electron density in the plasma channel, and its effect on the peak electron density saturates with increasing hydrostatic pressure. © 2024 Author(s).
Keyword ：
Electric discharges Electric discharges Electron density measurement Electron density measurement Plasma density Plasma density
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| GB/T 7714 | Lan, Sheng , Ding, Xiaoting , Wang, Jiaxu et al. Simulation of the pulsed streamer discharge in water considering the effect of hydrostatic pressure [J]. | Physics of Plasmas , 2024 , 31 (10) . |
| MLA | Lan, Sheng et al. "Simulation of the pulsed streamer discharge in water considering the effect of hydrostatic pressure" . | Physics of Plasmas 31 . 10 (2024) . |
| APA | Lan, Sheng , Ding, Xiaoting , Wang, Jiaxu , Yao, Longhui , Wang, Jianan . Simulation of the pulsed streamer discharge in water considering the effect of hydrostatic pressure . | Physics of Plasmas , 2024 , 31 (10) . |
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Abstract ：
传统配电网在大量分布式电源接入后变为有源配电网，拓扑结构与故障特征发生改变，现有电流差动保护无法同时满足可靠性与灵敏性要求。为此分析了逆变型分布式电源故障输出特性，建立有源配电网正序电流故障分量网络，在此基础上提出一种基于正序电流故障分量的电流差动保护方案。该方案以线路两侧正序电流故障分量为特征量对常规电流差动保护进行改造，解决了在分布式电源接入后线路发生区内高过渡电阻故障引起的电流差动保护无法准确识别故障的问题。最后使用PSCAD/EMTDC对该方案在不同工况下的动作情况进行仿真，仿真结果表明该方案能够适应有源配电网保护需求。
Keyword ：
差动保护 差动保护 故障分量 故障分量 有源配电网 有源配电网 正序电流 正序电流
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| GB/T 7714 | 鲁坤 , 兰生 , 贺清峰 et al. 基于正序电流故障分量的有源配电网线路差动保护 [J]. | 电气开关 , 2024 , 62 (02) : 43-47 . |
| MLA | 鲁坤 et al. "基于正序电流故障分量的有源配电网线路差动保护" . | 电气开关 62 . 02 (2024) : 43-47 . |
| APA | 鲁坤 , 兰生 , 贺清峰 , 康健 . 基于正序电流故障分量的有源配电网线路差动保护 . | 电气开关 , 2024 , 62 (02) , 43-47 . |
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Abstract ：
建立了针-针钨电极在脉冲电压作用下击穿放电的流体数学模型，利用COMSOL软件仿真水中脉冲放电过程，研究了不同放电条件下钨电极击穿过程中流注的形貌发展、带电粒子的密度和流柱的迁移速度。仿真结果表明：在针-针电极间距为3mm,脉冲电压幅值为11～15kV时，电子密度最大值均在10~(23)·m~(-3)数量级上，随着电压幅值的增大，等离子体中的电子密度峰值也会增大，且流注的发展速度加快；增大钨电极的电极间隙时，流柱发展所用时间变长，但流柱的发展速度也会变快。通过实验中光谱仪的测量数据计算得到的电子密度也处于10~(23)·m~(-3)数量级上，验证了仿真结果的合理性。电子密度的大小会影响放电通道中温度、电场强度和自由基反应速率等物理量，所以电子密度的数值计算有着重要意义。
Keyword ：
数学模型 数学模型 水中脉冲放电 水中脉冲放电 流注 流注 电子密度 电子密度
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| GB/T 7714 | 冯志远 , 兰生 , 熊立凯 . 钨电极的水中脉冲放电过程数值计算研究 [J]. | 电气开关 , 2024 , 62 (03) : 21-26 . |
| MLA | 冯志远 et al. "钨电极的水中脉冲放电过程数值计算研究" . | 电气开关 62 . 03 (2024) : 21-26 . |
| APA | 冯志远 , 兰生 , 熊立凯 . 钨电极的水中脉冲放电过程数值计算研究 . | 电气开关 , 2024 , 62 (03) , 21-26 . |
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Abstract ：
This article focuses on the analysis of the influence of different peak values and static water pressure on the electron density of water discharge plasma. A 2D axisymmetric model of pulsed discharge in water is established using COMSOL finite element software. The numerical values of the electron density of the plasma during the pulsed discharge process in water are obtained by solving the fluid diffusion equations coupled with the Poisson equation for spatial electric fields. Simulation results show that increasing the peak value will increase the electron density of the water discharge plasma. In a discharge environment with a static water pressure of 0.1 MPa, when the applied peak value is 10 kV, the peak electron density is 2.31 × 1023 m-3. As the applied peak value gradually increases to 15 kV, the peak electron density reaches 8.91 × 1023 m-3, and the peak appears earlier. On the other hand, increasing the static water pressure will suppress the discharge process and reduce the peak electron density of the water discharge plasma. In a discharge environment with a static water pressure of 0.5 MPa, when the applied peak value is 10 kV, the peak electron density is only 0.38 × 1023 m-3. It is also observed that the ability of static water pressure to suppress the peak electron density of water discharge plasma is higher at lower peak values and lower at higher peak values. For example, in a discharge environment with an applied peak value of 10 kV and a static water pressure of 0.5 MPa, the reduction in peak electron density is 83.55% compared to the same voltage level discharge environment at 0.1 MPa. However, when the applied peak value is 15 kV and the static water pressure is 0.5 MPa, the reduction in peak electron density is only 56.57% compared to the same voltage level discharge environment at 0.1 MPa. IEEE
Keyword ：
Discharge in water Discharge in water Electrodes Electrodes Electron density Electron density Electron density static water pressure Electron density static water pressure Electrons Electrons Finite element analysis Finite element analysis Hydrogen Hydrogen Numerical simulation Numerical simulation Plasma Plasma Plasmas Plasmas Software Software
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| GB/T 7714 | Xiong, L. , Lan, S. , Wang, J. et al. Numerical simulation analysis of discharge in water under different pressures [J]. | IEEE Transactions on Dielectrics and Electrical Insulation , 2024 , 31 (5) : 1-1 . |
| MLA | Xiong, L. et al. "Numerical simulation analysis of discharge in water under different pressures" . | IEEE Transactions on Dielectrics and Electrical Insulation 31 . 5 (2024) : 1-1 . |
| APA | Xiong, L. , Lan, S. , Wang, J. , Ding, X. , Yuan, Y. . Numerical simulation analysis of discharge in water under different pressures . | IEEE Transactions on Dielectrics and Electrical Insulation , 2024 , 31 (5) , 1-1 . |
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Abstract ：
电力变压器发生短路故障时会产生巨大的电动力，为研究电力变压器短路故障时的绕组变形情况以及影响绕组变形的因素，文中基于变压器多物理场耦合理论，搭建了三相变压器的有限元模型，通过MATLAB/Simulink平台仿真变压器发生短路时的短路电流，将该电流作为电磁场仿真的激励，计算出绕组的漏磁场和电动力分布，再采用电磁-结构场耦合的方法分析绕组的形变量大小和应力分布；运用相关理论分析不同温度条件对绕组变形的影响。结果表明，在辐向上，高压绕组受到向外膨胀的辐向电动力，中压和低压绕组受到向中间压缩的辐向电动力，在轴向上，各绕组均受到从端部向中间压缩的电动力，温度越高，绕组铜的杨氏模量越小，相同电动力作用下绕组变形量越大。研究结果对提高变压器抗短路能力具有一定的参考意义。
Keyword ：
多物理场耦合 多物理场耦合 有限元法 有限元法 温度 温度 电力变压器 电力变压器 短路电流 短路电流
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| GB/T 7714 | 贺清锋 , 兰生 . 电磁-结构场耦合下变压器绕组漏磁场和变形仿真研究 [J]. | 变压器 , 2024 , 61 (05) : 51-57 . |
| MLA | 贺清锋 et al. "电磁-结构场耦合下变压器绕组漏磁场和变形仿真研究" . | 变压器 61 . 05 (2024) : 51-57 . |
| APA | 贺清锋 , 兰生 . 电磁-结构场耦合下变压器绕组漏磁场和变形仿真研究 . | 变压器 , 2024 , 61 (05) , 51-57 . |
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Abstract ：
针对电容器组三相不平衡保护存在使用范围有限和无法识别对称故障的问题，提出一种电容器组故障的分布式技术保护方法。电容器组某台电容器内部发生短路故障后，若不及时切除，易发生外壳爆裂事故。本文研究利用短路故障发生时的电流暂态峰值与电容器标准中的整定值进行比较，实现各台电容器的分布式保护。本文研究过程中利用PSCAD/EMTDC软件，搭建了18台电容器组模型（单台电容器4串13并结构），对电容器内部元件发生短路故障的状态进行模拟仿真。研究结果表明，电容器内部一个或多个元件故障时，其故障电流峰值基本相同，且投切时系统最大峰值电流小于故障电流峰值，故障电流峰值对电容器组的分布式保护整定值提供了重要参考依据。
Keyword ：
不平衡保护 不平衡保护 分布式保护 分布式保护 电容器组 电容器组 短路故障 短路故障
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| GB/T 7714 | 黄云程 , 沈谢林 , 张国灿 et al. 电容器组故障的分布式电流保护方法研究 [J]. | 电力电容器与无功补偿 , 2023 , 44 (03) : 1-7 . |
| MLA | 黄云程 et al. "电容器组故障的分布式电流保护方法研究" . | 电力电容器与无功补偿 44 . 03 (2023) : 1-7 . |
| APA | 黄云程 , 沈谢林 , 张国灿 , 庄奕挺 , 林燕强 , 彭炜文 et al. 电容器组故障的分布式电流保护方法研究 . | 电力电容器与无功补偿 , 2023 , 44 (03) , 1-7 . |
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Abstract ：
针对换相换流器（LCC）-模块化多电平换流器（MMC）混合三端特高压直流输电线路因结构复杂度提高而造成的故障定位困难问题，提出一种基于多分辨奇异值分解（MRSVD）-门控循环单元（GRU）神经网络的特高压直流输电线路单极接地故障定位方法。首先，对故障线路进行选线，判断故障发生线路区段。然后，通过MRSVD对双端故障电压波形进行逐层分解和波形重构。最终，搭建GRU神经网络模型进行故障定位，模型参数通过粒子群优化（PSO）算法进行设定，提升其故障定位准确性。利用PSCAD/EMTDC软件搭建±800kVLCC-MMC混合三端特高压直流输电系统，对不同过渡电阻值、不同故障距离进行仿真。仿真结果证明，所提出的故障定位方法准确度高，能够为混合三端特高压直流输电线路单极接地故障定位提供新的解决方案。
Keyword ：
多分辨奇异值分解(MRSVD) 多分辨奇异值分解(MRSVD) 换相换流器(LCC) 换相换流器(LCC) 故障定位 故障定位 模块化多电平换流器(MMC) 模块化多电平换流器(MMC) 门控循环单元(GRU) 门控循环单元(GRU)
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| GB/T 7714 | 李志川 , 兰生 , 魏柯 . 基于MRSVD-GRU的混合三端特高压直流输电线路单极接地故障定位方法 [J]. | 电气技术 , 2023 , 24 (03) : 1-8,63 . |
| MLA | 李志川 et al. "基于MRSVD-GRU的混合三端特高压直流输电线路单极接地故障定位方法" . | 电气技术 24 . 03 (2023) : 1-8,63 . |
| APA | 李志川 , 兰生 , 魏柯 . 基于MRSVD-GRU的混合三端特高压直流输电线路单极接地故障定位方法 . | 电气技术 , 2023 , 24 (03) , 1-8,63 . |
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Abstract ：
特高压交流输电线路电晕损耗与沿途天气因素影响有关，针对特高压交流输电线路总损耗的传统计算繁琐且精度较低的问题，提出了一种结合天气因素的特高压交流输电线路损耗计算方法。首先对特高压交流输电线路损耗进行理论计算分析，并选取线路运行数据和实时天气数据作为特征参数；然后根据斯皮尔曼相关系数法对天气特征进行筛选；为了提高计算精度，提出以等效降水量和相对湿度为标准的样本分类方法；最后采用处理后样本数据训练粒子群(Particle Swarm Optimization, PSO)算法优化的极端随机树(Extremely Randomized Trees, ET)模型。以闽浙地区某特高压交流输电线路的运行数据为例，验证了该数据处理方法和计算模型可有效筛选特征参数，降低数据维度，提升特高压交流输电线路损耗计算精度。
Keyword ：
斯皮尔曼相关系数 斯皮尔曼相关系数 极端随机树 极端随机树 特高压 特高压 电晕损耗 电晕损耗 输电线路损耗计算 输电线路损耗计算
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| GB/T 7714 | 杨光绪 , 兰生 , 李志川 . 计及不同天气情况下电晕损耗的特高压交流输电线路损耗计算方法 [J]. | 电工技术 , 2023 , 8 (19) : 182-188,191 . |
| MLA | 杨光绪 et al. "计及不同天气情况下电晕损耗的特高压交流输电线路损耗计算方法" . | 电工技术 8 . 19 (2023) : 182-188,191 . |
| APA | 杨光绪 , 兰生 , 李志川 . 计及不同天气情况下电晕损耗的特高压交流输电线路损耗计算方法 . | 电工技术 , 2023 , 8 (19) , 182-188,191 . |
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Abstract ：
本文基于COMSOL建立了水中脉冲放电二维轴对称流体模型，通过数值模拟求解载流子的对流与扩散方程计算了纳秒脉冲电压下水中放电产生等离子体的电子密度数值。为研究不不同放电条件对放电过程的影响，本文分析了脉冲电压幅值、脉冲电压上升沿长短与电极间隙距离改变时等离子体电子密度的变化情况。仿真结果表明：随着脉冲电压幅值增大，水中脉冲放电等离子体电子密度增大，且峰值出现时间较快、脉冲电压上升沿较短导致正离子流注发展速度加快、在一定范围内放电间隙变长会获得更高的等离子体电子密度。
Keyword ：
数值模拟 数值模拟 水中放电 水中放电 电子密度 电子密度 等离子体 等离子体
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| GB/T 7714 | 朱志豪 , 兰生 , 冯志远 et al. 基于COMSOL的水中脉冲放电等离子体数值模拟研究 [J]. | 真空科学与技术学报 , 2022 , 42 (04) : 304-310 . |
| MLA | 朱志豪 et al. "基于COMSOL的水中脉冲放电等离子体数值模拟研究" . | 真空科学与技术学报 42 . 04 (2022) : 304-310 . |
| APA | 朱志豪 , 兰生 , 冯志远 , 鲁坤 . 基于COMSOL的水中脉冲放电等离子体数值模拟研究 . | 真空科学与技术学报 , 2022 , 42 (04) , 304-310 . |
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Abstract ：
频率响应法（FRA）是检测电力变压器绕组变形的一种可靠方式，本文以三绕组变压器为研究对象，提出考虑各个单元之间互感和绕组相邻线饼间电容的模型。首先，采用有限元软件Maxwell建模求取正常及变形绕组的等效电路参数；其次，根据仿真得到的等效电路参数，在Matlab中建立状态空间模型，通过参数矩阵进行频率响应计算，得出高压绕组轴心偏移和饼间间距变化两种典型绕组变形对频率响应曲线的影响规律。研究结果对后续提取反映频率响应特性的特征向量，实现变压器绕组变形类别的识别具有一定参考价值。
Keyword ：
变压器 变压器 有限元 有限元 状态空间方程 状态空间方程 绕组变形 绕组变形 频率响应 频率响应
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| GB/T 7714 | 陈杰 , 兰生 , 林野 et al. 基于Matlab的变压器绕组变形频率响应的仿真研究 [J]. | 电气技术 , 2022 , 23 (03) : 23-30 . |
| MLA | 陈杰 et al. "基于Matlab的变压器绕组变形频率响应的仿真研究" . | 电气技术 23 . 03 (2022) : 23-30 . |
| APA | 陈杰 , 兰生 , 林野 , 许明龙 , 朱志豪 . 基于Matlab的变压器绕组变形频率响应的仿真研究 . | 电气技术 , 2022 , 23 (03) , 23-30 . |
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