基于旋转空间矢量分析的瞬时无功功率理论及应用
Instantaneous Reactive Power Theory Based on Space Vector Analysis and Its Applications
刘进军 王兆安
西安交通大学
Liu Jinjun Wang Zhaoan ( Xi’an Jiaotong University )
摘要
本文建立了瞬时无功功率理论基于旋转空间矢量的分析方法借以深入分析瞬时无功功率理论与传统功率理论统一关系的内在本质并探讨了瞬时无功功率理论中功率脉动现象的实质原因最后在对瞬时无功功率理论的深入认识的基础上分析了其应用范围并给出了应用实例
叙词无功功率 功率理论 空间矢量
Abstract
This paper established a space vector method for the analysis of instantaneous reactive power theory. By this method , the inner nature of the uniform relationship between the instantaneous reactive power theory and the conventional theory is revealed, and the origins of the power oscillation phenomenon in the instantaneous reactive power theory can be easily investigated. Based on the above analysis and the understanding of the uniform relationship, the application area of the theory is well enlarged. This is discussed in detail in the final part and experimental results are shown.
Keywords: Reactive power Power theory Space vector
. 引言
自日本学者赤木泰文提出三相电路瞬时无功功率理论以来[,]12不少文献进行了跟踪研
究并成功地应用于实际当中[]
15?但仍存在作者在文献[6]中所指出的问题使其应用范围
也难以扩展文献[6]深入分析了瞬时无功功率理论与传统功率理论的统一关系揭示了其物理意义该文的分析是基于由传统功率定义引申来的统一数学描述结果与赤木瞬时无功功率理论描述结果的对照本文将首先建立瞬时无功功率理论基于旋转空间矢量的分析方法然后借以分析这种统一关系的内在本质并探讨瞬时无功功率理论中功率脉动现象的实质文献[6]及本文对瞬时无功功率理论的深入认识大大扩展了其原有的应用范围本文最后将对此进行讨论并给出应用实例
. 三相电路电压和电流的旋转空间矢量表示法
图1 三相电路电压和电流的旋转空间矢量表示法
同赤木原文一样为分析方便下文中均不考虑零序分量[1,]2三相电路的瞬时电压v a
v b
v c 和电流i a
i b
i c 可以分别用平面上的旋转电压矢量v 和旋转电流矢量i 来表示如
图所示a b c 三相为平面上逆时针依次对称分布相互差12空间电角度
0o 的三轴
以电压为例旋转电压矢量以某一角速度逆时针在平面上旋转某一时刻三相电压的瞬时值就是旋转电压矢量在三相轴上的投影投影时应保持总功率不变的原则[]7设基波角频率
为ω
当三相电压对称且为正弦稳态时
v 的模恒定大小为相电压幅值乘以考虑功率不变
的系数32
且v 的旋转角速度恒定为ω当某一时刻电压幅值或初相角改变时则v 的模或
角速度会有瞬时变化当电压中含有k 次谐波时其正序分量和负序分量可以分别用模一定而角速度分别为k ω和-k ω的旋转电压矢量表示这样
对一般情况
总的旋转电压矢量v 是
各个频率的正序和负序分量对应的旋转电压矢量的合成矢量
旋转电压矢量可用它在平面上α-β垂直坐标系上的坐标或称为在α-β垂直坐标系上的投
影
v
α
v β
来表示v α
v β与v a
v b v c 的关系正如文献[6]式
1
所示[]
7也可
以用其模和辐角相位角
来表示
v v =∠+ωφt v
(1a) 电流的情况是一样的而且也可以表示为
i i =∠+ωφt i
(1b) 这表明
旋转空间矢量v 和i 包含了三相电路瞬时电压和电流全部信息
而且v 和i 之
间在空间上的超前滞后关系与各相电压和电流在时间上的超前滞后关系是一致的因此完全可以用旋转空间矢量v 和i 之间的运算来直接定义三相电路的功率从而使表达简明
分
析方便
. 基于旋转空间矢量的瞬时无功功率理论定义 如图定义旋转电流矢量i 与旋转电压矢量v 的点积为三相电路的瞬时有功功率p
(2a)
p =?i v 设空间直角坐标系α-β-γ为右手坐标系并考虑到i 滞后于v 时无功功率应为正值与传统功率理论一致*定义旋转电流矢量i 与旋转电压矢量v 的叉积为三相电路的瞬时无功功率
矢量q
(2b)
q i v =×显然q 与γ轴重合定义q 在γ轴上的投影即为三相电路瞬时无功功率q
若将v v v =+
αβi i i =+αβ代入式2则有
(3a) p =?+?i v i v ααββ
(3b) q i v i v =×+×αββα这正是赤木所给的定义形式[1,,]26进一步写为 β (4a) p v i v i =+ααβ
(4b)
q v i v i =?βααβ* 注
赤木原文未注意这一点因此其q 的定义与本文的式
3b
叉乘顺序相反
而q 的定义式正好与本文式
4b
符号
相反文献[4]和[5]套用赤木的定义举例求特定情况下的q 值所得结果显然与传统无功功率定义符号相反
若将式2中的v 和i 用模和辐角形式表示
则有
p v i =?v i cos()φφ (5a)
q v i =?v i sin()φφ
(5b)
这正是传统功率定义的形式也是作者在文献[6]
中将传统功率定义引申为瞬时量后建立的对瞬时无功功率和传统功率理论进行统一数学描述的形式
事实上这里的v 和i 具有与文献[6]引申为瞬时量的电压有效值和电流有效值i 类似的意义v eff
eff 只不过相差坐标变换
时保持功率不变的比例系数32
以及幅值与有效值之间的比例系数
2
即
v =
=32
23v eff eff
v 同样i =3i eff
从旋转矢量的角度各相的瞬时有功功率和瞬时无功功率是这样定义的
如图
所示设i 在v 及其法线上的投影分别为i 和p i q 则矢量i p i q 在a b c 或αβ各相上的投影保持功率不变原则即为该相的瞬时有功电流和瞬时无功电流某相的瞬时有功功率和瞬时无功功率就分别为该相电压瞬时值与该相瞬时有功电流或瞬时无功电流的乘积同样容易证
明
这与赤木所给的定义
以及文献[6]统一数学描述中的定义是完全一致的
可见从由旋转矢量定义的三相电路瞬时有功功率和无功功率出发既可以得到赤木等人的定义形式
也可以得到文献[6]
提出的瞬时无功功率与传统功率理论相统一的定义形式
证明了这三者在本质上是完全一致的赤木的定义提供了实时计算瞬时有功功率和无功功率的方法而文献[6]的统一数学描述则清晰阐明了瞬时无功功率理论的物理意义彻底揭示了其与传统功率理论的关系它们都是本文基于旋转空间矢量定义形式的变形
. 瞬时无功功率理论中功率脉动现象的分析
基于旋转空间矢量的方法很容易对瞬时无功功率理论中功率脉动的现象进行分析 仅以电流中含负序的5次谐波为例设其对应的旋转电流矢量为i 5
?电压和电流基波对应的旋转矢量分别为和v 1+i 1+
如图
所示
则总的旋转电压和电流矢量分别为
(6a)
v v =+1 (6b)
i i i =++15?代入式
2
有
(7a)
p =?+?++?+i v i v 1151
(7b)
q i v i v =×+×++?1151+
图
图
显然由于与旋转方向和速度相同i 1+v 1+因此二者之间相对静止其点积和叉积均为恒定量
而相对于v 的旋转速度是5+1=6倍的基波频率
i 5
?1+因此二者的点积和叉积均以
倍
基波频率脉动所以总的瞬时有功功率和瞬时无功功率是在直流分量的基础上叠加了一个以倍基波频率脉动的分量从合成旋转矢量的角度看i 仍可看成大体以基波频率逆时针旋转的只不过其模和初始辐角均由于的原因而按i
5
?倍基波频率脉动如图所示由图解可得 i i i i =?++++++?+??+?[cos()][sin()]151********ωφφωφφt t i i i i
(8a)
(8b)
φφφi i i =++1?其中
cos [cos()]sin sin()φωφφφωi i t t i i i i ??=
?++=
+++?+??
+?1
61
61515515i
i i i i φφ 这几个式子与文献[6]中的式23形式完全一致只是差一个系数由于i 的模和初始辐角含有
倍基波频率的瞬时脉动
造成了i 与v 的点积和叉积均含有这样的脉动
在三相电压为正弦对称时基波负序电流引起p
q 的二次谐波脉动
三相对称电流中
的次谐波引起p 6k ±1q 的6k 次谐波脉动这些现象的实质原因
乃至于任何次数的谐波
不论正序还是负序将引起怎样的功率脉动都可由与上文类似的方法得到分析
应用分析及实例
由式
5
和文献[6]的式
19
及其所分析的瞬时无功功率理论物理意义以及与传统
功率理论的关系可知不但可以根据赤木的定义计算出有功功率和无功功率而且当令电压或电流二者其中一方恒定时
可以由p
q 求出另外一方
或将其波形分解
具体分析p
q
中的直流交流分量与电压和电流中基波谐波和负序分量的对应关系可得瞬时无功功率理论在三相电路中可有如下的应用
有功功率或无功功率的瞬时检测
当三相电压和电流均为正弦对称时
p
q 均
为不含谐波的直流信号可以反映有功功率和无功功率的瞬时变化当电流或电压二者之一发生了畸变或不对称时p
q 中将含谐波
而其中的直流分量为基波的有功功率和无功功
率将谐波滤掉即可得到当电压和电流都发生畸变或不对称时由文[6]的式
16
可知
p q 中不仅将含谐波
而且应当注意其直流分量中还将含有电压和电流中同频率且同相
序的谐波相作用产生的成分
电压或电流波形的瞬时分解以往应用瞬时无功功率理论进行波形瞬时分解都是
针对电流的
式
5
及文[6]的式
19
表明电压和电流的地位是对等的
因此同样可进行
电压波形的瞬时分解这包括电流或电压的基波正序分量与其余分量包括谐波及负序分量
的瞬时分解基波正序有功电流与其余电流包括基波正序无功电流谐波及负序电流的瞬时分解以及瞬时有功电流与瞬时无功电流的分解这是在应用范围的基础上对
p
q 的交
直流分量
或其组合
分别进行由p
q 求电压或电流的反变换
分解电流时
由p
q 和电压进行反变换
反变换公式文献[1]-[3]已给出
分解电压时
由p
q 和电流进
行反变换反变换公式可由分解电流时的反变换公式类推得到提取电流或电压基波正序分
量时对p 和q 的直流分量进行反变换
提取基波正序有功电流时对p 的直流分量进行
反变换提取瞬时有功电流时对p 进行反变换当电压和电流都发生畸变或不对称时仍应注意第1
条中所指出的问题
此时可参考有关电流分解的文献[8]的处理方法
电压或电流有效值的瞬时检测
由式
5
及文[6]的式
19
可知
如令电压或
电流二者之一的有效值和初相角为定值则可由p 和q 求出另一量的有效值例如在文[6]式19a 中将i 用eff 1代替并令φφv i ?=0也就是用有效值为1且与三相电压同相的正
弦信号代替三相电流信号则有
(9)
p v eff =此时p 值就是引申为瞬时值的电压有效值检测电流有效值的方法类似若不易使替代信号与被替代信号同相可令替代信号初相角为任意恒定值
以检测电流有效值为例在文[6]
式19中
用有效值为1
且初相角为恒定值的正弦信号代替三相电压信号
φC 则有
(10a) p i eff C i =?cos()φφ
(10b)
q i eff C i =?sin()φφ故
i p eff =
+22q
(11)
即得引申为瞬时值的电流有效值根据对[6]式14的分析当被测电压或电流中含谐波或负序分量时若取其基波正序分量有效值
则上述公式
9
和
10
中p 和q 均应取其直
流分量
当被测电压或电流含负序分量而采用式
9
所示方法时
应使上述替代信号与其
基波正序分量同相
下面给出一个瞬时检测三相电压有效值的例子按照上文的应用分析及式
9所示方
法以a 相电压由负变正的时刻为时间启始点产生有效值为1且与三相电压同相的对称正
弦信号代替三相电流信号将三相电压信号及产生的正弦信号分别代入[6]式1和2
并由[6]式
3
和本文式
9
可得瞬时计算三相电压有效值的公式如下
v v t v t v t eff a b c =
+?++232323
[sin sin()sin()]ωωπωπ
(12)
相应的检测电路框图如图a 所示图b 和c 分别给出了三相电压在0.022s 至0.037s 之间
有短时跌落以及从0.016s 开始按指数衰减这两种情况下的检测计算结果检测所得的电压有效值信号准确地反映了三相电压信号的瞬时变化
这种检测方法已成功地应用于国家七五攻关项目MVAr 无功静止补偿模拟实验装置中±120用于检测母线电压和晶闸管阀电流的基波有效值实际应用中为消除波形畸变的影响
对计算所得的p q 进行了滤波
只提取其直流分量
图
a 和
b 分别给出了该装置突加负
载扰动试验和晶闸管阀过流试验的结果实验表明由于检测的瞬时性及
控制的快速
性母线电压和晶闸管阀电流分别在一个电源周期内恢复了正常允许值
结论
1
旋转电压矢量和旋转电流矢量包含了三相电路瞬时电压和电流全部信息
基于旋
转空间矢量表示法的瞬时无功功率理论定义形式简明
分析方便
1- 2- 3- 4-电压有效值
v a v b v
c 图
瞬时检测电压有效值的电路框图及检测计算结果
1-母线电压 2-SVC 电流
1-晶闸管阀电流
(a) (b)
图 应用新检测方法的SVC 装置试验结果 (a) 突加负载扰动试验 (b) 晶闸管阀过流试验
2
从基于旋转空间矢量的功率定义出发
既可以得到赤木等人的定义形式也可以得到文献[6]提出的瞬时无功功率与传统功率理论相统一的定义形式这三者在本质上是一致的赤木的定义提供了实时计算瞬时有功功率和无功功率的方法而文献[6]的统一数学描述则阐明了瞬时无功功率理论的物理意义揭示了其与传统功率理论的关系它们都是本文基于旋转空间矢量定义形式的变形
瞬时无功功率理论中的功率脉动现象可由旋转空间矢量法给出简洁形象的分析
对瞬时无功功率理论及其物理意义以及其与传统功率理论关系的深入认识拓宽了其应用范围使之可以有效地应用于电压或电流有效值的瞬时检测有功功率或无功功率的瞬时检测电压或电流波形的瞬时分解等各种场合
作为今后的工作电压和电流为一般非周期函数时包括考虑零序分量时如何认识瞬时无功功率理论及其与传统功率理论的关系分析其中的物理现象如何对单相电路的情况作出解释以及瞬时无功功率理论与广为流传的Budeanu理论及很受关注的Czarnecki理论[]的关系
9都还有待探讨
参考文献
1 赤木泰文金泽喜平藤田光悦等. 瞬时无效电力
一般化理论应用. 日本电气学会论文志B, 1983, 103(7): 483~490
2 Akagi H, Kanazawa Y, Nabae A. Instantaneous reactive power compensators comprising switching devices
without energy storage components. IEEE Trans Ind Appl, 1984, 20(3): 625~630
3 王兆安李民卓放. 三相电路瞬时无功功率理论的研究. 电工技术学报, 1992, (3): 55~59
4 Watanabe E H, Stephan R M, Aredes M. New concepts of instantaneous active and reactive powers in
electrical systems with generic loads. IEEE Trans Power Delivery, 1993, 8(2): 697~703
5 Furuhashi T, Okuma S, Uchikawa Y. A study on the theory of instantaneous reactive power. IEEE Trans
Ind Electron, 1990, 37(1): 86~90
6 刘进军王兆安. 瞬时无功功率与传统功率理论的统一数学描述及物理意义. 电工技术学报论文
7 佟纯厚. 近代交流调速. 北京: 冶金工业出版社, 1985. 152~199
8 杨君王兆安. 三相电路谐波电流两种检测方法的对比研究. 电工技术学报. 1995, (2): 43~48
9 Czarnecki L S. What is wrong with the Budeanu concept of reactive and distortion power and why it should be
abandoned. IEEE Trans Instrum Meas, 1987, 36(6): 834~837
一、实验内容 利用实验数据进行缓冲区分析及叠加分析。 二、实验过程 4.1、缓冲区分析。 （1）打开数据。打开SuperMap iDesktop 8C，打开数据源，加载实验数据中的“叠加分析.udb和陕西.udb”，并将陕西数据源下的银行、市界_R和省界_R数据集依次添加到同一图层上，并依据“点线面，由小及大”的原则叠放，如下图所示； （2）建立缓冲区-单重缓冲区-多重缓冲区。 1)单重缓冲区-点数据。选择分析->矢量分析->缓冲区->缓冲区，如下图所 示；
在弹出的面板中选择缓冲数据“陕西数据源-银行数据集”，缓冲半径设置为字段型，设置为缓冲区距离，设置一下结果数据，具体如下图所示，点击确定； 得到结果，如下图所示，生成的缓冲区半径都是不一样的；
2)线数据。将陕西数据源中的水系数据集加载到同一个图层中，点击分析-> 矢量分析->缓冲区->缓冲区，在弹出的面板中，数据类型变为线数据，缓冲类型设置为圆头缓冲，数值型半径设置为5000，将结果数据设置一下，具体如下图所示，点击确定； 调整一下图层顺序，可以看到其结果，如下图所示；
在进行一下分析，将缓冲类型改为平头缓冲，将数值型中的左半径设置为10000，右半径设置为5000，设置一下结果数据，如下图所示，点击确定； 其结果如下图所示，可以看到其缓冲类型与上一个结果的明显不同，左半径明显大于右半径；
3)多重缓冲区。选择分析->矢量分析->缓冲区->多重缓冲区，在弹出的面板 中，数据集选择之前以水系数据集生成的结果数据，在缓冲半径列表部分 选择->批量添加，在弹出的面板中 设置其起始值为500，结束值为5000，步长为500，如下图所示，点击确定；
三相电力系统中的广义瞬时无功功率理论 摘要该篇论文讲述了三相电力系统中广义上的瞬时无功功率理论。该理论给出了瞬时无功功率的一般定义，适用于任何三相电力系统，不论正弦或非正弦，平衡或不平衡以及是否含有零序电流和电压。并且详细论述了新定义的瞬时无功功率的特性和物理意义，然后又以含零序的三相滤波器为例来说明如何用该理论来计算和补偿无功功率。 1.引言 对于正弦电压和正弦电流的单相电力系统来说，有功功率，无功功率，有功电流，无功电流、功率因数等参数都是基于平均值的概念。很多学者都试图重新定义上述参数来处理不平衡以及电压、电流发生畸变的三相系统。 其中，引入了一个有用的瞬时无功功率的概念，它提供了一个有效的方法可以不用储存能量就能补偿三相电力系统的瞬时无功功率分量。但是这个瞬时无功功率理论仍然在概念上仍然受[2]中所列出的限制，即该理论只是对于不含零序电流和零序电压的三相系统是完整的。为了解决这个限制和其他问题，提出了一个新方法来定义瞬时有功电流和瞬时无功电流。但是，他的方法是把电流分解成正交的分量，而不是分解功率。 这篇论文提出了三相电力系统的瞬时无功功率的一般理论，该理论给出了瞬时无功功率的一般定义，适用于任何三相电力系统，不论正弦或非正弦，平衡或不平衡，以及是否含有零序电流和电压。下面介绍这个理论的一些性能。
2.三相系统的瞬时无功功率的定义 图1 三相电路的结构 对于图1所示的三相电力系统，瞬时电压和瞬时电流表 示成瞬时空间矢量v和i ，也就是 图2 三相的相量图 图2给出了互相垂直的三相坐标图，依次记为a相，b相，c相。这个三相电路的瞬时有功功率p可以写成 这里表示点乘或者矢量的内积。 公式（2）也可以写成传统的定义式 这里，我们定义一个新的瞬时空间矢量为
旋转p-q-r坐标系下的瞬时功率理论 摘要该论文在三相四线制系统中定义了一个旋转的p-q-r坐标系，这里，p 为瞬时有功功率，为瞬时无功功率。这三个分量是线性独立的，所以可以通过单独控制两个电流分量的空间矢量来补偿这两个瞬时无功功率。该论文按照这个理论，通过补偿瞬时无功功率来消除三相四线制系统的中线上的电流，而无需储存能量，仿真的结果很好地证明了这个理论。 1引言 韩国和美国等其他国家，不低于70%的电能消费用于电机，主要是感性电机。如果假设电机负载的功率因数是0.8，那么发电厂最少得发出17%的无功功率，这就需要更多的发电机，并且增加了传输/分布损耗。换句话说，如果完全补偿用户侧的无功功率，那么发电设备和分布损耗将最少减少17%。 除此之外，当三相四线制系统接不平衡或非线性负载时，流过中线上的电流将很大。在单相二极管整流的情况下,流过中线的电流为相电流的1.73倍。由于传统的三相四线制系统的中线不能解决上述问题，并且存在大量的电力电子设备，会在用户侧产生大量问题。 三相系统中，瞬时无功电流产生不产生瞬时有功功率。所以由补偿无功功率来控制无功电流不需要储备能量的设备，如三相系统中功率补偿器的直流侧电容。这样能够降低成本，提高功率补偿的可靠性。 三相系统中，瞬时有功和无功功率分别定义为电压矢量和电流矢量的内积和矢量积。瞬时有功功率是线性独立的，但是瞬时无功功率的三个分量却不是彼此独立的。也就是说，可以单独的补偿瞬时有功功率，却不能单独各自补偿瞬时无功功率的三个分量。因此，瞬时无功功率的补偿电流的自由度是1。 系统的零序电压和零序电流既影响瞬时有功功率，又影响瞬时无功功率。当电源电压中有零序分量时，即使把瞬时无功功率补偿到零，中线电流也不会完全消除。[8]中采用了特殊的无功功率补偿算法，来消除三相四线制系统中的中
四种相位的测量方法（无功功率） 一、无功功率概念的历史发展 最早的无功功率概念是建立在单相正弦交流信号的基础上。 设某线路的电压 ，电流，则 有功功率为 ，无功功率为。U 、I,分别为电压与电流的有效值。 随着半导体行业和电力工业的发展，各种整流器件、换流设备以及其他非线性负载大量安装与电力系统中，使原有的无功功率定义在工程运用中非常不方便。 现在人们对正弦信号无功功率有了新的理解。 假设某单相线路的电压为 ，电流为，则将按照与平行和垂直两个方向分解为与，那么与的积即为无功功率。 二、无功功率的测量方法 1、替代法 主要使用于无功功率变送器中，用于测量三相平衡电路的无功功率。当三相电路严格平衡对称时，此方法不存在原理性误差。在不对称与存在多谐波的情况下，此方法不适用。 2、电子移相测量法（简称模拟移相法） 多用于比较高级的综合仪器中（多用数字表） 根据三角公式变换??sin 90-cos =?）（，从而把无功功率测量转化为有功功率测量，即转化为求两个向量的内积）（???=??=90-cos U I sin U I Q ??。这已经可以比较方便的测量了。 理想情况下电子移相并不存在原理性误差。但在工程上电容与电阻是实际元件，其值及相应的效应与理想值差距巨大，所以效果并不理想。 3、数字移相测量法 在一个周期内对三相电压、三相电流均匀采样24点至64点（因生产厂家所生产的设备不同而异），然后用电压采样值乘以滞后90度点的电流采样值，做积分运算从而得到一个周期内的平均无功功率 N N N N /)j 4/(i u )j 4/(i u )j 4/(i u Q N 1j C Cj B Bj A Aj ∑=+?++?++?=）（ 式中 j ——代表第j 个采样点 N ——代表一个周期的采样点数，N/4代表1/4个周期 从原理上讲，不存在理论误差。该方法的问题主要在于数字移相的适用性。当被测量是单纯的三相正弦信号，可以通过控制采样点数及其均匀的程度来实现精密的数字移相。但是如果被测信号不是严格的正弦波，有谐波含量、则数字移相就要出现误差。原因在于，数字移相90度是按基波计算的，对于三次谐波而言，则相当于移了270度，对于五次谐波而言，相当于移相90度。所以此时的无功功率测量存在着各次谐波造成的误差。 ）?+=wt sin(2u U ）?+=wt sin(I 2i ?cos UI P =?sin UI Q =→U →I →I →U →1I →2I →U →2I
中国科学院大学硕士研究生入学考试 《信号与系统》考试大纲 一、考试科目基本要求及适用范围 本《信号与系统》考试大纲适用于中国科学院大学信号与信息处理等专业的硕士研究生入学考试。信号与系统是电子通信、控制科学与工程等许多学科专业的基础理论课程，它主要研究信号与系统理论的基本概念和基本分析方法。认识如何建立信号与系统的数学模型，通过时间域与变换域的数学分析对系统本身和系统输出信号进行求解与分析，对所得结果给以物理解释、赋予物理意义。要求考生熟练掌握《信号与系统》课程的基本概念与基本运算，并能加以灵活应用。 二、考试形式和试卷结构 考试采取闭卷笔试形式，考试时间180分钟，总分150分。试卷分为填空、选择及计算题几个部分。 三、考试内容 （一）概论 1.信号的定义及其分类； 2.信号的运算； 3.系统的定义与分类； 4.线性时不变系统的定义及特征； 5.系统分析方法。 （二）连续时间系统的时域分析 1.微分方程的建立与求解； 2.零输入响应与零状态响应的定义和求解； 3.冲激响应与阶跃响应； 4.卷积的定义，性质，计算等。 （三）傅里叶变换 1.周期信号的傅里叶级数和典型周期信号频谱； 2.傅里叶变换及典型非周期信号的频谱密度函数； 3.傅里叶变换的性质与运算； 4.周期信号的傅里叶变换； 5.抽样定理；抽样信号的傅里叶变换； 6.能量信号，功率信号，相关等基本概念；以及能量谱，功率谱，维纳－欣钦公式。
（四）拉普拉斯变换 1.拉普拉斯变换及逆变换； 2.拉普拉斯变换的性质与运算； 3.线性系统拉普拉斯变换求解； 4.系统函数与冲激响应； 5.周期信号与抽样信号的拉普拉斯变换。 （五）S域分析、极点与零点 1.系统零、极点分布与其时域特征的关系； 2.自由响应与强迫响应，暂态响应与稳态响应和零、极点的关系； 3.系统零、极点分布与系统的频率响应； 4.系统稳定性的定义与判断。 （六）连续时间系统的傅里叶分析 1.周期、非周期信号激励下的系统响应； 2.无失真传输； 3.理想低通滤波器； 4.佩利－维纳准则； 5.希尔伯特变换； 6.调制与解调。 （七）离散时间系统的时域分析 1.离散时间信号的分类与运算； 2.离散时间系统的数学模型及求解； 3.单位样值响应； 4.离散卷积和的定义，性质与运算等。 （八）离散时间信号与系统的Z变换分析 1.Z变换的定义与收敛域； 2.典型序列的Z变换；逆Z变换； 3.Z变换的性质； 4.Z变换与拉普拉斯变换的关系； 5.差分方程的Z变换求解； 6.离散系统的系统函数； 7.离散系统的频率响应； 8.数字滤波器的基本原理与构成。 （九）系统的状态方程分析 1.系统状态方程的建立与求解； 2.S域流图的建立、求解与性能分析； 3. Z域流图的建立、求解与性能分析； 四、考试要求 2
空间分析实例 实验一、山顶点的提取 应用栅格数据空间分析模块中的等高线提取功能，分别提取等高距为 15 米和75 米的等高线图，并按标准地形图绘制等高线方法绘制等高线，作为山顶点提取的地形背景通过邻域分析和栅格计算器提取山顶点（实验数据：“F:\2012_work\国家海洋监测中心\国家海洋监测中心培训\空间分析\表面分析”） 操作步骤： 1、加载Spatial Analyst 模块和DEM 数据 2、单击ArcToobox，弹出ArcTooblox窗口，点击Spatical Analyst->表面分析->等值线，提取等高距为 15 米的等高线数据，输出图层为Contour_dem15：
3、同上，修改Contour interval 为75 米，提取等高距为75 米的等高线，输出文件名为Contour_dem75。
修改图例颜色以区别等高线显示效果，单击contour15 数据层线状图例，弹出symbol selector 对话框，选择显示颜色为灰度60％（可任意选择），并点击ok。
4、点击Spatical Analyst->表面分析->山体阴影，设置输出文件名为Hillshade，其他参数取默认值，提取该地区光照晕渲图，作为等高线三维背景。
5、点击Spatical Analyst->地图代数->栅格计算器，输入计算公式：DEM>=0，输出栅格为back，单击ok。提取有效数据区域，作为等高线三维背景掩膜。
双击 back 数据层，在弹出的属性对话框的“显示”属性页设置透明度为60％，在“符号化”属性框中设置其显示颜色为Gray50％，单击ok
三相四线制系统瞬时功率理论的全面综述 摘要该论文对关于三相四线制的瞬时功率理论进行了整体分析，主要是1993年提出的原始理论和1994年改进后的理论。这两个理论在不含零序电压的三相四线制中是完全一样的，但是，当系统中含含零序电压、电流时，这两个理论对每相的瞬时有功功率和无功功率来说是不一样的。本文提到的理论和计算机仿真可以得出以下的结论：根据原始理论提出的控制方法，即使是在有零序分量的三相四线制中，不含能量储存元件的有源滤波器也能完全补偿中线电流。但是根据改进后的理论提出的控制方法，有源滤波器却不能完全补偿中线电流。 1.引言 A.背景 1993年，有人首次提出了三相系统的瞬时功率理论，该理论对三相四线制和三相三线制都适用。另外，它的特点是使我们通过清楚的解释瞬时无功功率的物理意义，来定义每相的瞬时无功功率是与三相电压和电流波形无关的任意一个定值。这个理论出现16年后才被注意到，一些电气工程师，尤其是电力电子研 究人员才知道瞬时无功功率的概念。例如，曾对这个理论有以下描述：他们的观点对于实际应用非常有用，尤其是分析没有能量储存的瞬时无功功率补偿时。假想的功率的概念，能够清晰地表明可以通过安装不带能 量储存的补偿器来减小线路损耗。这一结果恰恰是和他的同事做的最大的贡献。电压型PWM逆变器投入应用的一大突破，使得这个理论扩展到了多相电路，并且促进了电力电子设备的应用。 在日本，三相三线制电路广泛应用在6.6KV的电力配电系统和低电压等级的工业配电系统中。而在美国等其他国家，低电压等级的工业配电系统中主要采用三相四线制。因为这个原因，其他国家都在进行关于三相四线制中的有源滤波器的研究，而日本却没有。
三相电路瞬时无功功率理论首先1983年由赤木泰文提出，此后该理论经不断研究逐渐完善。赤木最初提出的理论亦称pq 理论，是以瞬时实功率p 和瞬时虚功率q 的定义为基础，其主要的一点不足是未对有关的电流量进行定义。下面将要介绍的是以瞬时有功电流p i 和瞬时无功电流q i 为基础的理论体系，以及它与传统功率定义之间的关系。 设三相电路各相电压和电流的瞬时值分别为a e 、b e 、c e 和a i 、b i 、c i 。为分析问题方便，把它们变换到βα-两相正交的坐标系上研究。由下面的变换可以得到α、β两相瞬时电压αe 、βe 和α、β两相瞬时电流αi 、βi ???? ??????=??????c b a e e e C e e 32βα （6-1） ???? ??????=??????c b a i i i C i i 32βα （6-2） 式中?? ????---=23230212113232C 。 β β e i ββi q i β 图6-1 βα-坐标系中的电压、电流矢量 在图6-1所示的βα-平面上，矢量αe 、βe 和αi 、βi 分别可以合成（旋转）电压矢量e 和电流矢量i e e e e e ?βα∠=+= （6-3）
i i i i i ?βα∠=+= （6-4） 式中，e 、i 为矢量、的模；e ?、i ?分别为矢量e 、i 的幅角。 【定义6-1】三相电路瞬时有功电流p i 和瞬时无功电流q i 分别为矢量在矢量及其法线上的投影。即 ?cos i i p = （6-5） ?sin i i q = （6-6） 式中，i e ???-=。βα-平面中的p i 、q i 如图6-1所示。 【定义6-2】三相电路瞬时无功功率q （瞬时有功功率p ）为电压矢量的模和三相电路瞬时无功电流q i （三相电路瞬时有功电流p i ）的乘积。即 p ei p = （6-7） q ei q = （6-8） 把式（6-5）、式（6-6）及i e ???-=代入式（6-7）、式（6-8）中，并写成矩阵形式得出 ??????=????????????-=??????βαβααβ βαi i C i i e e e e q p pq （6-9） 式中?? ????-=βββα e e e e C pq 。 把式（6-1）、式（6-2）代入上式，可得出p 、q 对于三相电压、电流的表达式 c c b b a a i e i e i e p ++= （6-10） ()()()[]c b a b a c a c b i e e i e e i e e q -+-+-=3 1 （6-11） 从式（6-10）可以看出，三相电路瞬时有功功率就是三相电路的瞬时功率。 【定义6-3】α、β相的瞬时无功电流aq i 、q i β（瞬时有功电流ap i 、p i β）分别为三相电路瞬时无功电流q i （瞬时有功电流p i ）在α、β轴上的投影，即 p e e e i e e i i p e p p 22cos β αααα?+=== （6-12a ）
电压稳定基本概念 从80年代以来，电网运行越来越接近于极限状态。主要有几个原因： ?环保对电源建设和线路扩建的压力 ?重负荷区域的用电消费增加 ?电力市场下的新的系统负荷方式（潮流方式） ?。。。 无论发达国家还是发展中国家，都存在负荷、线路和电源间的矛盾 用户负荷在增加<——> 电网扩建却面临着更大的问题 由于网络运行在重载情况下，出现了慢速或快速的电压跌落现象，有时甚至产生电压崩溃，电压稳定已成为电力系统规划和运行的主要问题之一。 （介绍电压稳定的三本国际性的书籍：） 那么什么是电压失稳？（在国际上，有多种公认的定义。）在这里，我们观察文献[TVCUTSEM]的定义： 电压失稳产生于动态的负荷功率的恢复在传输网和发电系统的能力之外。 作者进一步解释道： ?电压：许多母线的电压发生明显的、不可控的下跌。 ?失稳：超越了最大的传输功率极限，负荷功率的恢复变得不稳，反面降 低了功率的消耗，这是电压失稳的关键。 ?动态：任何稳定问题与动态有关，可以用微分方程（连续变化）或用差 分方程（离散变化）模拟。 ?负荷：是电压失稳的原动力，因此这一现象也被称为负荷失稳，但负荷 不是仅有的角色。 ?传输网：有传输极限，从基本电工理论就可是到这个结论，这一极限是 电压失稳的开始。 ?发电系统：发电机不是理想的电压源，其模型的准确性对正确的电压稳 定十分重要。 与电压稳定相关的另一术语是电压崩溃。电压崩溃可能不是电压失稳的最终结果。 电压稳定基本概念 1
电压稳定基本概念 2 无功功率的角色 可以注意到上述定义中没有引入无功功率。众所周知，在交流网中，电抗线路占主导，电压控制和无功功率有密切的关系。这里作者的目的是不想过于强调无功功率在电压稳定中的作用。的确，有功功率和无功功率二者同时对电压稳定有重要的作用。作者引用了一个例子，表明电压失稳与无功功率没有因果关系。 假设电源电压E 恒定，控制R L ，使功率消耗达到予定值P o ： o L L P R I R -=2 同时，我们知道最大的传输功率发生在R L = R ： R E P 42max = 如果需求的P o 大于P max , 负荷电阻会下降比R 更小，电压失稳就会产生了。 这个范例虽然没有无功功率，没有功角稳定问题，但具有电压失稳的主要特征。在交流电力系统中，无功功率使得问题变得更复杂，但不是问题的唯一根源。传输有功功率仍然是电力系统的主要功能，而无功功率的传输和消耗也是的电力系统的不可缺少的一部分。 电压稳定VS 电力系统稳定 可以把电压稳定归到一般的电力系统稳定问题，下表显示根据时间域和失稳原因方式进行的分类。我们应该知道，可以用不同的方法对稳定问题进行分类。这里的分类可有效地分别电压稳定与功角稳定的差异。 快速稳定问题：
矢量信号分析仪计量中的EVM 指标研究 周峰，郭隆庆，张睿，张小雨 信息产业部通信计量中心 矢量调制信号是现代通信的基础，矢量信号分析仪(VSA)是信号分析的重要仪表，目前，我国技术监督部门还没有制定VSA 的校准和鉴定规程，相关研究也并不完善。所谓对VSA 的鉴定，就是通过测试测量来确定VSA 测量结果的残留误差。而误差矢量幅度EVM ，是VSA 测量的核心指标之一，从EVM 入手进行研究，是比较合理的。本研究报告以QPSK 信号为典型，建立了数学模型并且使用Matlab 语言编程搭建了简单算法平台，并且使用了PSA 频谱分析仪（包括VSA 选件）和SMU200矢量信号源进行了实验研究。报告主要包含三个部分。 第一部分 EVM 计算中参考信号幅度输出算法研究 VSA 可以分为两个模块：变频器、滤波器和放大器序列构成的模拟部分，和由数字处理芯片及其算法构成的数字模块。本部分主要研究数字模块中的参考信号幅度生成算法。 图 1 VSA 的模块化构成 中频信号被抽样量化后成为数字信号，N 个码片的抽样信号进入数字信号处理模块后， 其幅度和相位就确定了，经过判决，重新生成了码字序列，然后计算EVM 指标。EVM 指标是抽样信号和“标准参考信号”的矢量做差得出的结果。而这个“标准参考信号”的幅度，则是N 个码片的抽样值决定的。传统上我们定义参考信号幅度s M 为： 我们假设一个码片的归一化幅度误差是M ?，而相位误差是P ?，根据三角关系，矢量幅度误差可以表示为：
在调制方式确定后，星座图基本点的相位是确定的，所以是不依赖于参考信号幅度的，所以P ?是确定的，但是M ?是依赖参考信号幅度的，进而EVM 也是依赖参考信号幅度的。经典理论指出：参考信号幅度s M 的选择算法，应当使EVM 尽可能小。但是我们的研究显示，从理论上讲，（1）式的算法不是使EVM 最小化的最优算法，以下我们将简要说明我们对最优算法的研究： VSA 输出的EVM 值，并不是单个码片的EVM 值，而是N 个码片EVM 的均方根值，即： rms EVM = = （3） 前文已经说明，i P ?是不可选择的，而 1i i s M M M ?=- (4) 而这个标准的s M 就是我们要求取的量。设定函数 ()()2 2221141sin 411sin 122N N i i i i s i i i i s s P M P M f M M M M M ==???? ??????=+?+?=+-+- ? ? ? ? ???????? ? ∑∑ (5) ()s f M 越小,则rms EVM 越小,通过偏导法来求函数()s f M 的极值,通过分析,认为一定存在 这样一个极小值存在在可导区间上:
第一章 1.地理信息系统：是在计算机软硬件支持下，对整个或者部分地球表层空间中的有关地理分布数据进行采集、存储、管理、运算、分析、显示和描述的技术系统。 2.地理信息系统的主要组成部分：硬件系统、软件系统、地理空间数据和系统管理操作人员。 3.GIS功能分为以下五个方面： ①数据采集与输入；②数据编辑与更新； ③数据存储与管理；④空间数据分析与处理； ⑤数据与图形的交互显示。 4.21世纪GIS应用新的发展趋势：网络GIS、组件式GIS、虚拟现实GIS、时态GIS、互操作GIS、3S集成。 5.对基于GIS的空间分析的理解不同的角度和层次： ①按空间数据结构类型；②按分析对象的维数； ③按分析的复杂性程度。 第二章 1.ArcGIS的基础模块：ArcMap、ArcCatalog、Geoprocessing。 2.Geoprocessing地理处理框架：具有强大的空间数据处理和分析工具，包括地理处理工具的集合和模型构建器。 第三章 1.空间数据采集：是指将现有的地图、外业观测成果、航空相片、遥感图像、文本资料等转成计算机可以识别处理的数字形式。 2.数据组织：就是按照一定的方式和规则对数据进行归并、存储、处理的过程， 3.ArcGIS中主要有Shapefile、Coverage和Geodatabase三种数据组织方式。 4.地理数据库：是按照层次型的数据对象来组织地理数据。 5.要素类：是具有相同几何类型和属性的要素的集合，即同类空间要素的集合。 6.地理数据库建立的一般过程： ①地理数据库设计；②地理数据库建立； ③建立地理数据库的基本组成项；④向地理数据库各项加载数据； ⑤进一步定义地理数据库。 7.地理数据库的基本组成项：对象类、要素类和要素数据集 8.要素类的分类：简单要素类和独立要素类。 9.创建拓扑的优势：
基于旋转空间矢量分析的瞬时无功功率理论及应用 Instantaneous Reactive Power Theory Based on Space Vector Analysis and Its Applications 刘进军 王兆安 西安交通大学 Liu Jinjun Wang Zhaoan ( Xi’an Jiaotong University ) 摘要 本文建立了瞬时无功功率理论基于旋转空间矢量的分析方法借以深入分析瞬时无功功率理论与传统功率理论统一关系的内在本质并探讨了瞬时无功功率理论中功率脉动现象的实质原因最后在对瞬时无功功率理论的深入认识的基础上分析了其应用范围并给出了应用实例 叙词无功功率 功率理论 空间矢量 Abstract This paper established a space vector method for the analysis of instantaneous reactive power theory. By this method , the inner nature of the uniform relationship between the instantaneous reactive power theory and the conventional theory is revealed, and the origins of the power oscillation phenomenon in the instantaneous reactive power theory can be easily investigated. Based on the above analysis and the understanding of the uniform relationship, the application area of the theory is well enlarged. This is discussed in detail in the final part and experimental results are shown. Keywords: Reactive power Power theory Space vector . 引言 自日本学者赤木泰文提出三相电路瞬时无功功率理论以来[,]12不少文献进行了跟踪研 究并成功地应用于实际当中[] 15?但仍存在作者在文献[6]中所指出的问题使其应用范围 也难以扩展文献[6]深入分析了瞬时无功功率理论与传统功率理论的统一关系揭示了其物理意义该文的分析是基于由传统功率定义引申来的统一数学描述结果与赤木瞬时无功功率理论描述结果的对照本文将首先建立瞬时无功功率理论基于旋转空间矢量的分析方法然后借以分析这种统一关系的内在本质并探讨瞬时无功功率理论中功率脉动现象的实质文献[6]及本文对瞬时无功功率理论的深入认识大大扩展了其原有的应用范围本文最后将对此进行讨论并给出应用实例 . 三相电路电压和电流的旋转空间矢量表示法 图1 三相电路电压和电流的旋转空间矢量表示法
G I S矢量数据分析与栅 格数据分析实验 HEN system office room 【HEN16H-HENS2AHENS8Q8-HENH1688】
本科学生实验报告 姓名尹永义学号 专业地理科学班级 2014B ＿ 实验课程名称地理信息系统概论（实验） 实验名称矢量数据分析与栅格数据分析 指导教师及职称速绍华（讲师） 开课学期 2014 ＿至＿ 2015＿学年＿下学期云南师范大学旅游与地理科学学院编印
3、实验理论依据或知识背景： 矢量数据分析矢量数据以点、线和面空间要素为输入数据。 分析结果的准确性取决于空间特征的位置及形状的准确性。 拓扑关系是一些矢量数据分析（如建立缓冲区和叠置分析）的一个因素。 基于邻近（Proximity）概念，建立缓冲区可把地图分为两个区域：一个区域位于所选地图要素的指定距离之内，另一个区域在指定距离之外。 在指定距离之内的区域称为缓冲区。 围绕点建立缓冲区产生圆形缓冲区。围绕线建立缓冲区形成一系列围绕每条线段的长条形缓冲带。围绕多边形建立缓冲区则生成由该多边形边 界向外延伸的缓冲区。 对线要素建立缓冲区未必在线两侧都有缓冲区，可以只在线的左侧或右 侧建立缓冲区。 缓冲距离（又叫缓冲大小）未必为常数，可以根据给定字段取值而变 化。 缓冲区边界也可以被融合掉，使得缓冲区之间没有叠置区。 地图叠置操作是将两个要素图层的几何形状和属性组合在一起，生成新 的输出图层。 输出图层的几何形状代表来自各输入图层的要素的几何交集。 输出图层的每个要素包含所有输入图层的属性组合，而这种组合不同于 其邻域。 所有叠置方法都是基于布尔连接符的运算，即AND、OR 和 XOR。 若使用 AND 连接符，则此叠置操作为求交（Intersect）。 若使用 OR 连接符，则此叠置操作称为联合（Union）。 若使用 XOR 连接符，则此叠置操作称为对称差异（Symmetrical Difference）或差异（Difference）。 若使用以下表达式 [（Input Layer）AND（Identity Layer）] OR （Input Layer），则该叠置操作称为识别（Identity）或减去 （Minus）。 模式分析是关于二维空间点要素空间分配的研究。 在整体水平上，模式分析可以揭示某分布模式是随机、离散还是集聚 的。 在局部水平上，模式分析可以检测出分布模式中是否含有高值或低值的局部集聚。 模式分析包括点模式分析、量测空间自相关的莫兰指数（Moran’s I）和量测高/低聚集度的G 统计量。 栅格数据分析 栅格数据分析是基于栅格像元和栅格的。 栅格数据分析能在独立像元、像元组或整个栅格全部像元的不同层次上进行。 一些栅格数据运算使用单一栅格，而另一些则使用两个或更多栅格数 据。
第四章矢量数据的空间分析 在ArcGIS中，矢量数据的空间分析主要有缓冲区分析、叠置分析和网络分析等。 缓冲区分析（Buffer）是对一组或一类地图要素（点、线或面）按设定的距离条件，围绕这组要素而形成具有一定范围的多边形实体，从而实现数据在二维空间扩展的信息分析方法。 叠置分析是地理信息系统中用来提取空间隐含信息的方法之一。叠置分析是将代表不同主题的各个数据层面进行叠置产生一个新的数据层面，叠置结果综合了原来两个或多个层面要素所具有的属性。叠置分析不仅产生了新的空间关系，而且还将输入的多个数据层的属性联系起来产生新的属性关系。叠置分析要求被叠加的要素层面必须是基于相同坐标系统的相同区域，同时还必须查验叠加层面之间的基准面是否相同。 根据操作要素的不同，叠置分析可以分成点与多边形叠加、线与多边形叠加、多边形与多边形叠加；根据操作形式的不同，叠置分析可以分为图层擦除、识别叠加、交集操作、对称区别、图层合并和修正更新。 网络分析是对地理网络（如交通网络）、城市基础设施网络（如各种网线、电缆线、电力线、电话线等）进行地理分析和模型化过程，通过研究网络的状态以及模拟和分析资源在网络上的流动和分配情况，实现对网络结构及其资源等的优化问题。 4.1 市区择房分析 下面通过市区择房分析实例来掌握缓冲区分析和叠置分析操作。 数据： a.城市市区交通网络图（network.shp） b.商业中心分布图（Marketplace.shp） c.名牌高中分布图（school.shp） d.名胜古迹分布图（famous plac e.shp） 要求： 1.所求区域满足条件: .离主要交通要道200m之外，以减少噪音污染(ST为道路数据中类型为交通要道的要素)。.在商业中心的服务范围之内，服务范围以商业中心规模的大小（属性字段YUZHI）来确定。 .距名牌高中在750m之内，以便小孩上学方便。 .距名胜古迹500m之内，环境优雅。 2.对每个条件进行缓冲区分析，将符合条件的区域取值为1，不符合条件的取值为0， 得到各自的分值图。 3.运用空间叠置分析对上述4个图层叠加求和，并分等定级，确定合适的区域。 操作步骤： 双击E:\Chp7\Ex1\city.mxd文件，打开ArcMap,以上4个要素数据被加载进来。
实验五空间分析 实验内容: ?了解矢量数据空间分析得原理,掌握空间数据查询得基本操作与用途，掌握空间矢量数据得缓冲区分析、叠加分析等空间分析基本操作与用途。 已知条件：已知可供选择得备选厂址(FａｃtorySite图层中得点所示） 问题要求：城市道路距离要求：要求候选厂址离城市公路(Ｒoad图层)得距离小于200米 居民地距离要求： 要求候选厂址离居民地（Resideｎt图层)得距离大于500米； 备选厂址高程要求：要求候选厂址得高程小于２50米; 备选厂址坡度要求：要求候选厂址得坡度小于2、5度; 输出结果:符合条件得厂址。 实验数据： 实验数据包括: part1：备选厂址FacｔｏrySiｔe，居民地Resｉdent，城市道路Rｏad； part２：街道图层AIOStrｅｅｔs，城市地籍图层AIＯZonecov; part３：城市市区交通网络nｅｔwｏrk，商业中心分布Marketplａce，名牌高中分布sｃhoｏl,名胜古迹分布famous place。 实现方法: 1、空间数据查询 (1)打开AｒcMap，加载part1中得三个图层，为ＦａctorｙＳite图层设置标注，效果如图1所示。 图1 （2）选择“高程小于25０米，且坡度小于2、5度”得备选厂址，菜单““Ｓｅlect ｉｏn"-＞“SｅｌｅcｔＢy Ａttributeｓ”，图层选择FaｃtorySiｔｅ,方法选择“创建新选择内容”,查询得条件为“Heigｈｔ〈250 AND Slope〈2、５",点击确定应用，可以筛选出来１０个备选厂址，如图3所示。
图２ 图3 (３)在以上操作得基础上,继续选择“离城市公路（Ｒoａd图层）得距离小于200米”得候选厂址，执行菜单“Seleｃｔioｎ”－＞“ＳｅlｅcｔBｙＬocaｔion”,设置参数如图4所示,筛选出来6个备选厂址，查询结果如图5所示。
平均功率与瞬时功率 本类考题解答锦囊 解答“平均功率与瞬时功率”一类试题，主要掌握以下内容： 必须确切地区分平均功率和瞬时功率、额定功率与实际功率．机车起动问题可用功率公式： p=F ·v 进行分析，机车起动过程中，发动机的功率指牵引力的功率，发动机的额定功率指的是：该机器正常工作时的最大输出功率．实际输出功率可在零和额定功率间取值． 1．机车以恒定功率起动．若在平直道路上运动过程中阻力厂f 不变，运动后的情况是，由于牵引力F=v P ，物体的加速度由牛顿第二定律可得：F-f f =ma ，即加速度a= .m F vm P f -可见机车随着速度的增大，加速度变小；当其加速度为零时，速度最大． 2．机车从静止做匀加速起动．机车以恒定加速度运动时，开始牵引力不变，当其速度增大到一定值v 时，其功率达到最大值p ，此时有ma F v P f =-．以后速度继续增加，由于机车的功率不变，机车的牵引力减小，从而加速度也减小，直到加速度a=0时，机车的速度最大，此后将做匀速直线运动，其速度是:f F P vm =．由此可见，在功率不变的情况下，机车的牵引力F 与速度v 成反比，但若功率可变，即实际功率小于额定功率时，增大实际功率，可保持牵引力恒定，物体做匀变速直线运动，速度始终是增加的． I 高考最新热门题 1 (典型例题)铁路提速，要解决许多技术问题．通常，列车阻力与速度平方成正比，即Ff=kv2．列车要跑得快，必须用大功率的机车来牵引． (1)试计算列车分别以120km ／h 和40 km ／h 的速度匀速行驶时，机车功率大小的比值． (提示：物理学中重要的公式有F=ma ，W=Fs ，p=Fv ，s=22 1at t v o +) (2)除上题涉及的问题外，还有许多其他技术问题需要解决．例如：为了减少列车在高速行驶中的振动，需要把原先的有接缝轨道改为无接缝轨道．请你再举一例，并简要说明． 命题目的与解题技巧：考查利用功、功率等力学知识解决实际问题解答第(1)问的关键是抓住列车匀速运动时，F=F f 这一重要隐含条件，不要受“提示”中公式的影响．第(2)问属开放性问题，答案不惟一，不同的思路出发点会有不同的答案．如从减小阻力这个角度，可提出，设计“流线型”车身或减小“迎风面”等方案，但注意“铁路提速”这个基本出发点，审题过程中一定要结合实例认真分析，不要“跑题”．考查考生的想象能力和理论联系实际的能力． [解析] (1)列车匀速运动时牵引力F 与阻力F f 相等，即F=F f .而F f =kv 2,则P=F·v=kv 3,代入v 1=120km/h,v 2=40km/h ，可得P 1/P 2=27/1．(2)在轨道(弯道)半径一定的情况下，状车速度越大，所需向心力越大，通过增大弯道半径可以减小向心力． [答案] (1)P 1/P 2：27/1． (2)增大弯道半径可以减小向心力． 2.(典型例题)竖直上抛一球，球又落回原处，已知空气阻力的大小正比于球的速度 A.上升过程中克服重力做的功大于下降过程中重力做的功 B ．上升过程中克服重力做的功等于下降过程中重力做的功 C ．上升过程中克服重力做功的平均功率大于下降过程中重力的平均功率 D. 上升过程中克服重力做功的平均功率等于下降过程中重力的平均功率 ** BC 指导：本题一方面考查生对重力的功的理解能力，同时考查通过推理来判断运动时间的推理能力将球竖直上抛，上升过程和下降过程中球在竖直方向的位移大小都等于高度．由于重力做功只与高度有关，即W=mgh ，所以上升过程中与下降过程中重力做功的大小是相等的．故AB 两项中B 项对．球在上升过程中受到的阻力与重力方向相同，由牛顿第二定律知，球的加速度大于大于重力加速度；而球在下降过程中受到的
实验一 MapGIS K9软件介绍 MapGIS K9集新一代面向网络超大型分布式地理信息系统基础软件平台和数据中心集成开发平台为一体，其研发与设计以用户为中心，充分体现了功能实用、产品易用，用户想用的用户体验思想。MapGIS K9实现了面向空间实体及其关系的数据组织、高效海量空间数据的存储与索引、大尺度多维动态空间信息数据库存储和分析功能，具有版本管理和冲突检测机制的长事务处理机制，具有TB级空间数据的处理能力；实现了分布、多源、异构数据的集成管理；实现了“零编程、巧组合、易搭建”的可视化开发，使不懂编程的人员也能开发GIS系统，从而推动了人们从重视开发技术细节的传统开发模式向重视专业、业务的新一代开发模式转变，掀起了GIS开发和应用领域的一场变革。 一、缓冲区分析 缓冲区就是在点、线、面实体周围建立一定宽度范围的多边形，这些多边形将构成新的数据层。如果缓冲目标是多个，则缓冲分析的结果是各个目标的缓冲区合并，碰撞到一起的多边形将被合并为一个区图元。 新建两个简单要素类文件，在简单要素类中绘制一条折线和两个点要素，对其分别进行缓冲区分析 1-a 绘制点、线要素1-b 缓冲区分析设置界面 1-c 缓冲区分析结果 二、叠加分析 添加的图层中必须存在两个区简单要素类图层才能够进行区对区运算。在“叠加分析”对话框中的图层一、图层二选择区图层，叠加方式提供求并、相交、相减、对称差、判别差五种方式，叠加结果文件仍然是区简单要素类。 新建两个简单要素文件，绘制两个区，对叠加分析设置，进行叠加分析。
2-a 绘制两个区2-b 叠加分析设置 2-c 叠加分析结果 三、属性汇总 属性汇总工具提供简单要素类数据的汇总功能。 添加一简单要素类，绘制两个点要素，设置属性汇总选项，将点要素的坐标值汇总到点属性中。 3-a 绘制两个点要素3-b 属性汇总设置 3-c 属性汇总结果
. 信息工程学院资源环境学院《GIS原理》实验报告 实验名称矢量及栅格数据分析 实验时间2015.4.22 实验地点资环楼229 姓名 学号 班级遥感科学与技术131
《GIS原理》实验报告 一、实验目的及要求 1）掌握矢量数据插值分析、栅格数据重分类、叠加分析的基本原理； 2）熟悉ArcGis 中离散点数据插值分析的基本方法； 3）熟悉ArcGis 中栅格数据重分类、栅格计算器的基本操作； 4）熟悉ArcGis 中栅格数据分区统计的基本方法； 5）了解ArcGis 中缓冲区分析、按掩膜提取的基本方法。 二、实验设备及软件平台 ArcCatalog 10、ArcMap 10.2 三、实验原理 1）数据插值分析 2）栅格数据重分类原理 3）叠加分析的基本原理 四、实验容与步骤 1 空间插值分析 1）打开ArcMap中，将数据框更名为“任务1”，加入省边界图层。
2）将2011 年02 月27 日08 时观测资料.xls、2011 年02 月27日14 时.xls 通过Add Xy Data 功能，生成点图层。导出数据，分别命名为Obs2708.shp 和Obs2714.shp。 3）对Obs2708.shp 中的属性“温度”在四川围进行插值分析。可以通过“Arctoolbox->Spatial Analyst（空间分析）工具中的Interpolate to Raster（插值）工具选择。（本实验采用反距离权重法IDW），点插值成栅格表面。
4）通过属性中的符号系统，修改显示样式。
2 多栅格局域运算 1）启动ArcMap，添加数据框，并更名为“任务2”，将温度栅格数据IDW2708、IDW2714 加入。 2）确认是否选择扩展模块的许可。“自定义菜单(Customize)”中的“扩展模块Extensions”功能对话框中的Spatial Analyst 均已打钩。
故弄玄虚的瞬时无功功率理论 沈阳万思电力技术研究所 标签：无功补偿 三相电路瞬时无功功率理论是由日本学者赤木泰文于1983年首先提出来的。赤木泰文的理论中定义了瞬时实功率p和瞬时虚功率q，因此又称为pq理论。该理论受到很多人的追捧，并且不断有人为其添砖加瓦。 在pq理论中使用了一系列的矩阵变换，来定义没有物理意义的实电压和虚电压以及实电流和虚电流，并导出瞬时实功率p和瞬时虚功率q。从而得出可以通过对瞬时值的检测来确定系统无功参数的结论。 其实，赤木泰文的pq理论最终导出的瞬时实功率p和瞬时虚功率q就是在三相完全平衡状态下可以导出的值，也就是说：只有在三相完全平衡的状态下，赤木泰文的pq理论才有正确的结果。在三相不平衡的状态下，使用赤木泰文的pq理论不会得出正确的结果。 在pq理论中使用一系列的矩阵变换以及定义没有物理意义的实电压和虚电压不过是为了搅浑水，使人们无法一下子看清其中的破绽罢了。 有人比赤木泰文走的更远，不仅发明出新的方法使瞬时无功功率理论应用于不平衡系统，而且应用于三相四线系统，直至单相系统。更有人发明出新的方法不仅使瞬时无功功率理论应用于纯正弦波系统，而且应用于含谐波系统，直至应用于暂态过渡系统。所有的这些“新发展”，都得力于矩阵变换这种可以搅浑水的有效工具。 下面我们详细探讨瞬时无功功率理论的问题所在。 一，关于瞬时无功功率的定义 由于SVG装置可以实现很高的响应速度，于是人们就开始研究对无功功率的快速检测问题。 在电力系统中基本的物理量定义大都是以平均值为基础的，例如电压有效值U、电流有效值I、有功功率P、无功功率Q、视在功率S等等。以平均值为基础的定义显然不能满足快速检测的需要，而为了进行快速无功补偿，就需要对无功功率进行快速检测，因此就产生了怎样定义瞬时无功功率的问题，在这里有必要对瞬时与平均进行深入探讨。 在正弦稳态的情况下，设U和I是有效值，则正弦电压和电流可以表示如下： 瞬时功率可以表达如下： 电流可以分解为有功电流和无功电流，由于有功电流与无功电流有90度的相位差，因此有功电流与无功电流属于正交向量，于是瞬时电流就可以表达为有功电流瞬时值与无功电流瞬时值的代数和。设ip(t)代表有功电流瞬时值，iq(t) 代表无功电流瞬时值，则有： 于是就可以简便地定义： 有功功率的瞬时值等于有功电流瞬时值与电压瞬时值的乘积，即(1)式中的第一项，无功功率的瞬时值等于无功电流瞬时值与电压瞬时值的乘积，即(1)式中的第二项。 这种定义方法的最大优点是有功功率与无功功率的物理意义非常明确，但是也有明显的