基本信息科学研究教育教学论文专著
基本信息
王立国，男，1972年7月生，黑龙江双城人，工学博士，教授/博导；美国康奈尔大学访问学者。
主要研究方向：
1、电机控制理论与技术，突出无传感器参数辨识基础之上的电机控制技术开发。以大庆油田开采后期的高温高压负面效应为背景，深入研究深度采油导致的高能耗及失稳等一系列工程问题，侧重于深度达2km的油井及工作于其中的潜油电机内部温度场建模分析；将无传感器温度辨识技术与智能电网技术相结合，此方向目前已获得国家自然科学基金支持2次、中国博士后基金及其特别资助2次，其它横向资金支持多次。主要方向涵盖：
1、油井健康状态监控技术

2、电机容错控制技术
3、电机短路、转速与温度参数辨识技术



2、智能电网控制理论与技术，针对大规模分布式电源、风电与光伏接入以及用户与电网供需互动对配电网安全可靠运行提出的挑战，基于PSAF电网可靠性及潮流模拟分析，研究配电网中可大规模部署的电压稳定性控制及微型同步相量测量应用技术。此方向目前已获得国家电网相关基金支持多次。目前已现场投运的相关设备有TSVG、TAPF、PTSC等。主要方向涵盖：
1、基于液流电池控制的可再生能源并网控制

2、风能预测及控制机理研究
3、温室加热中的光伏逆变控制技术




3、特种电源技术，立足于当前原油输送及工业领域中对特种电源技术的迫切去求，开发一种基于集肤效应伴热理论的特种电源加热技术。理论上突出多场耦合分析基础之上的电伴热控制方法开发，工程上侧重于集肤效应伴热技术的可靠性控制，目前此技术相对于同类方法耗电可降低1/3-1/4，已成功应用于大庆油田及相关领域。主要方向涵盖：
1、基于MSP430单片机的微型变频电源技术

2、基于DSP28335的管道加热电源控制技术

3、基于GPRS的变频电源远程健康状态控制技术

4、高精度数控加工技术研究，研究数控加工装备驱动控制与主动补偿方法与技术；研究面向大型数字化装配的MPC插补方法与技术；研究面向数字化生产线的驱动原理、方法与技术，已完成以俄罗斯？160镗床为代表的5轴驱动控制算法研究。主要方向涵盖：
1、多电机同步协调控制技术
2、电机步长MPC驱动技术

3、基于多场耦合分析的有限元模拟技术

基本信息


王立国，男，汉族，1972年生。教授，博导，美国康奈尔大学访问学者。

主持国家自然科学基金面上项目3项（含子课题1项）；主持完成国家科技重大专项子课题1项；主持完成国家自然科学基金重点项目子课题1项；主持完成国防科工委综合技术研究项目子课题1项；主持中国博士后基金特别资助1项；主持中国博士后科学基金面上项目各1项；参与完成国家重点基础研究规划（973）项目、国家自然科学基金重大项目、黑龙江省自然基金重大项目各1项，其它项目多项。获黑龙江科技进步一等奖1项；

在国内外学术刊物和会议上发表论文60余篇，其中SCI检、EI检论文40余篇。 获得黑龙江省科技进步一等奖一项；参与完成编著1本（“旋转机械非线性动力学设计基础理论与方法” ）；获受权发明专利10余项。






我的新闻

新闻标题科研与教学简介

发表时间2014-10-24

主要研究方向：

一、无传感器参数辨识理论与相关技术

此方向立足于以美国Georgia理工大学为代表的无传感器参数辨识理论前沿，突出特色在于将无传感器参数辨识理论与网络热力学建模、流形及转子槽谐波分析方法相结合，增强了辨识信息对外部干扰的鲁棒性，形成了可适用于温度梯度摄动条件下的无传感器参数辨识理论与实用技术。所做研究可克服高温过压故障的不确定性、现场温度监测的工程条件及成本限制，解决国内外油田开采后期亟待解决的高温及高能降耗负面效应问题。针对当前国内外能源紧缺的现状，主要以深度采油负面效应为应用背景，开发以潜油电机热力学故障反演为目标的油田智能配电技术、研究基于不变流形分析的建模理论，促进电气工程与网络热力学学科交叉，申请者在此方向上有特色与创新的研究工作表现在以下几方面：

1、网络热力学及温度场不变流形建模机理研究

2、转子槽谐波参数辨识技术研究

3、潜油电机智能配电技术研究




二、电网品质控制及其稳定性分析理论与技术

此方向立足于以国内外电网品质控制及其稳定性分析前沿，主要涉及控制论、非线性动力学及应用数学等多门学科的交叉应用，是一门新兴的稳定性分析理论及应用技术。突出特色在于将非线性动力学理论、混沌控制理论应用于非线性负荷引发的电压闪变及浪涌电流对电网的冲击，将其统一于用户变压器及其配电负载稳定性分析的半张量积理论框架下，形成了基于稳定性分析的电网品质控制理论与实用技术，可从电能质量分析及二次变智能配电角度为构建智能电网提供参考基础。针对当前国内外能源紧缺的现状，从改善电能质量角度进行配电网节能降耗控制，所做研究对于抑制电网品质控制装置负面效应、增强系统抗干扰的鲁棒性均具实效。申请者在此方向上有特色与创新的研究工作表现在以下几方面：

1、 电网品质控制装置负面效应机理研究

2、 负荷冲击的混沌反控制技术研究

3、 微网逆变及低电压穿越控制技术研究



主要教学经历

从2003年任教至今，给本科生讲授了“自动控制理论”、“逻辑与可编程控制” “模糊控制”等3门课程，为研究生讲授了“动态系统建模与控制”、“可再生能源利用”、“滑模变结构控制”等3门课程，教学效果良好。指导40余名本科生完成毕业设计，指导7名研究生获得硕士学位，协助指导2名研究生获得博士学位，目前正在指导4名硕士研究生。



主要科研经历

2009.1-2011.12，自然科学基金面上项目，基于网络热力学建模的潜油电泵机组温度软测量方法研究（**），课题负责人；核心工作在于通过潜油电机温度软测量方法开发，确定潜油电机温度故障发生机理，为我国各大油田开采后期的高温高压负面效应问题提供了解决思路。2012.1-2015.12，自然科学基金面上项目，基于转子槽谐波温度流形辨识的潜油电机智能配电方法研究（**），课题负责人；核心工作在于通过开发潜油电机温度软测量技术，进行油田电网智能配电机理研究，为基于油田节能降耗的智能电网配电控制提供解决思路。2009.9-2011.8，中国博士后基金特别资助，热力学与槽谐波相结合的潜油电机温度软测量方法研究（**），课题负责人；核心工作在通过潜油电机温度辨识机理研究，开发基于转子槽谐波的温度辨识方法，为长线电缆的热力学干扰条件下温度辨识效应问题提供解决思路。2010.1-2011.12，中国博士后基金，基于差分熵温度信息度量的潜油电机智能配电控制研究（**），课题负责人；确定了潜油电机智能配电控制机理，开发差分故障熵信息度量算法，为构建油田电网配电智能化问题提供解决思路。2007.01-2010.12，国家自然科学基金重点项目，超超临界汽轮发电机转子系统的若干非线性动力学问题（**），子课题负责人，已结题；确定了超超临界汽轮发电机机转子故障发生机理，给出了汽轮发电机组非线性振动信息检测的动力学分析方法，解决了哈尔滨汽轮机有限责任公司汽轮发电机组混沌振荡的技术瓶颈。2007.01-2009.12，国家自然科学基金面上项目，失谐压电声子晶体波动局域化理论及实验研究（**），主要参加人，已结题；确定了失谐压电声子晶体波动的动力学机理，给出了压电声子晶体波动信息检测的动力学分析方法及失谐抑制策略。2004.1- 2006.12，国家自然科学基金面上项目，现代变频调速系统负面效应研究及其对策，主要参加人（**），已结题；确定了频调速系统负面效应的动力学发生机理，给出了解决变频装置逆变器端共模电压的负面影响的控制策略。1998.2-2003.6，国家重点基础研究规划（973）项目，“多跨转子高维非线性动力学系统约化及求解方法研究”（G**）。主要负责高维非线性动力学系统的建模分析。1999.8-2003.10，国家自然科学基金重大项目 “大型旋转机械非线性动力学设计”（**）。主要负责大型旋转机械的非线性动力学建模理论研究。2003.1-2005.12，黑龙江省自然基金重大项目，“大型汽轮发电机组轴系非线性动力学设计研究”（ ZJG 03-1）。主要负责轮发电机组轴系的非线性动力学建模算法开发。2006.1-2009.12，国防科工委综合技术研究项目，***系统技术及其应用研究，子课题负责人，已结题；确定了***系统振荡的发生机理，给出了高低频振动情况下***平台的动力学优化设计方法，所做工作为***系统设计提供了设计准则及指导。2005.1-2006. 12，黑龙江省科技项目，“潜油电泵转速在线测试系统研究”。主要负责潜油电泵机组的无传感器参数辨识方法的研究。2003.9-2005.12，黑龙江省科学技术项目，“阿城钢铁有限公司35KV滤波装置设计”，主要负责无源滤波装置的动力学建模与参数优化设计，目前装置已投入实际生产运行。2004.1-2006.7发电设备国家工程研究中心科技项目，“600kW变速恒频风电机组交流励磁调节装置及监控系统设计”。主要负责风机励磁装置中Buck-Boost变换器的动力学建模。2009.3-2009. 12黑龙江省科技项目，“PPF与TSC相结合的谐波抑制与无功补偿装置研究”。主要负责煤矿二次变6.3kV配电电网热力学建模方法的研究。目前已有5个同类项目投产。

主要成果：

在国内外学术刊物和会议上发表论文60余篇，其中多篇被SCI, EI收录；参与完成编著1本（“旋转机械非线性动力学设计基础理论与方法” ）；申请发明专利8项，已授权3项；获得省科技进步一等奖一项。

主要论文



Liguo Wang, Yi Wang, Dianguo Xu, Bo Fang Qinghe Liu, and Jing Zou. Application of HHT for Online Detecting the Inter-area Short Circuit of Rotor Windings of Wind-Generator Based on Thermodynamics Modeling Method. Journal of Power Electronics, Vol. 11, No. 5, 2011, September 2011. (SCI IF=0.779)Wang Li-guo, Zhang Xiangjun, Xu Dian-guo, Huang Wenhu. Study on Differential Control Method for Solving Chaotic Solutions of Nonlinear Dynamic System. Journal of Nonlinear Dynamics, 2011 in-printed. (SCI IF=1.741)Wang Li-guo, Xia Yu, Ren Xiang, Xu Dian-guo, Xu Zhuang. Passive Control on the Negative Effect of Thyristor Switched Capacitor (I). Asia-Pacific Power and Energy Engineering Conference (APPEEC 2011, March 25-28, Wuhan, China, Digital Object Identifier: 10.1109/APPEEC.2011.**), ISSN: 2157-4839,2011,(3):1-4.（EI **080）Yang Jing; Wang Liguo; Xu Dianguo. Sensorless speed estimation for line-connected induction motor based on recurrent multilayer neural network*. IEEE International Conference on Automation and Logistics(Jinan, PEOPLES R CHINA, DOI: 10.1109/ICAL.2007.**), 2007, 1-6. (EI**229，SCI引文索引中是CPCI-S).5. 王立国，方勃，崔颖，徐殿国，黄文虎. 汽轮机组的数学机械化建模与算法分析. 中国电机工程学报, 2006, 26(23):83-97. （EI **392）

6. 王立国，张凤娜，吕辛，徐 壮，徐殿国，邓辉. 基于热力学参数摄动分析的潜油电机温度辨识. 电工技术学报，2011, 26(6): 7-11.（EI **534）

7. 王立国，郝宏海，吕辛，徐 壮，徐殿国. 基于转子槽谐波分析的潜油电机温度辨识研究. 电工技术学报，2011, 26(6): 1-6.（EI **533）

8. 王立国，徐殿国，张华强，苗立杰，郎永强. 风力发电中Buck-Boost变换器参数设计的动力学建模方法. 电力系统自动化, 2005, 29(17):45-48. （EI **75）

9. 邓辉，王立国，杨静，汤万万，徐殿国. 潜油电机的RMNN建模分析与无传感器转速辨识*. 电机与控制学报, 2007, 11(5): 450-455. （EI **462）

Liguo Wang, Xin Lv, Honghai Hao, Dianguo Xu, Zhuang Xu. Passive Control on the Negative Effect of Thyristor Switched Capacitor (II). The 3rd International Conference on Power Electronics and Intelligent Transportation System (PEITS 2010) in Shenzhen, on November 20-21, VolumeIV, 1-4. (EI源)Wang Li-guo, Wang Yi, Xia Yu, Zou Jin, Xu Dian-guo, Xu Zhuang. Application of Power System Analysis Framework Modeling Method in Analyzing HAPF. The 6th IEEE Conference on Industrial Electronics and Applications (ICIEA2011, Beijing, China, 10.1109/ICIEA.2011.**), 2011 , Page(s): 872 – 877. (EI **995)Wang Li-guo, Wang Nianxing, Deng Hui, Xu Zhuang, Xu Dian-guo. Application of Graph Theory in Dynamic Analysis of Parameters of HAPF. The 6th IEEE Conference on Industrial Electronics and Applications (ICIEA2011, Beijing, China, 10.1109/ICIEA.2011.**), 2011 , Page(s): 878 – 883. (EI **999)Wang Li-guo, Li Linchun, Lv Linlin, Xu Dian-guo. Optimization Study on TSF Based on Dynamic Modeling Combined with Genetic Algorithm for a Steel Mill. International Journal of Engineering & Technology IJET-IJENS 2011, 11(4): 112-123.

受权专利4项:

1. 王立国等. 基于转子槽谐波分析的潜油电机无传感器转子温度辨识方法，已受权，申请号**2.7

2. 王立国等. 基于直流注入思想的潜油电机无传感器温度在线监测装置及其监测方法，已受权，申请号**9.8

3. 王立国等. 基于集中参数模型的潜油电机温度辨识方法，已受权，申请号**9.8

4. 王立国等. PPF与TSC相结合的高压滤波与动态无功补偿控制系统及其控制方法，已受权，申请号**1.3

获奖情况

表1 获奖证书说明



获奖时间

项目名称

获奖类别

证书编号
2005.7

大型旋转机械的非线性动力学设计

黑龙江省科学进步

一等奖

2005-009-07














Wang Liguo, Jin Dongxin. An Approach for Saving Power of ESM with Long Cable by Control Frequency Based on Sensor-less Estimating Temperature [J]. IEEE Industrial Electronics, 2017, 64(12): 9233-9242.（SCI检**006）

Wang Liguo, Jiang Qingyue. An Approach for Identifying Temperature of an Inductance motor by Estimating Rotor Slot Harmonic Based on Model Predictive Control [J]. Journal of Power Electronics (JPE), 2017, 17(3): 695-703.（SCI检**012）


荣誉称号
1、所负责本科生课程“逻辑与可编程控制”2007年被评为为哈工大校优秀课程；

2、所讲授本科生课程“自动控制原理”为哈工大校优秀课程；

3、指导硕士毕业生15人，其中被评为校、院优秀硕士论文各1人；指导本科毕业生中4人被评为 院优秀本科论文；

4、所指导硕士完成的文章分别获得第四届电工技术前沿问题学术论坛优秀论文、第五届中国高校电力电子与电力传动学术年会优秀论文各1次；

5、2011年，所指导的科技创新项目“寝室电力智能控制电路”获首届“新时达”科技创新竞赛二等奖；

6、中国电工技术学会电力电子学会，理事；中国电源学会第七届直流电源专委会，委员；中国电源学会照明电源专业委员会，委员；IEEE Transactions on Energy Conversion，审稿人；Nonlinear Dynamics，审稿人；电源学报，审稿人；控制理论与应用，审稿人

工作经历
时间工作经历
1994.7 -- 1997.7哈尔滨电机有限责任公司 从事数控机床设备改造 任助工
2003.1 -- 2005.8哈尔滨工业大学 电力电子与电力传动教研室 任讲师
2005.8--2011.11哈尔滨工业大学 电力电子与电力传动研究所 任副教授
2011.12—现在哈尔滨工业大学 电力电子与电力传动研究所 任教授/博导




教育经历
1990年-1994年，就读于哈尔滨理工大学，工企自动化专业，本科1997年-1999年，就读于哈尔滨工业大学，电力电子与电力传动学科，硕士研究生1999年-2002年，哈尔滨工业大学，发电机故障检测及诊断方向，博士研究生2004年-2006年 ，哈尔滨电站集团，变速恒频风力发电方向，博士后

2008年-2012年 ，大庆石油管理局，潜油电机无传感器温度辨识方向 博士后

微网逆变低电压穿越技术方向 博士后

主要任职
无

科研项目

项目名称基于转子槽谐波温度流形辨识的潜油电机智能配电方法研究

项目来源自然科学基金面上项目

开始时间2012-01-01

结束时间2015-12-01

项目经费62

担任角色负责
项目类别横向项目
项目状态完成


项目名称基于网络热力学建模的潜油电泵机组温度软测量方法研究

项目来源自然科学基金面上项目

开始时间2009-01-01

结束时间2011-12-01

项目经费33

担任角色负责
项目类别纵向项目
项目状态完成


项目名称热力学与槽谐波相结合的潜油电机温度软测量方法研究

项目来源中国博士后基金特别资助

开始时间2009-08-01

结束时间2012-12-01

项目经费10

担任角色负责
项目类别横向项目
项目状态完成


项目名称基于差分熵温度信息度量的潜油电机智能配电控制研究

项目来源中国博士后基金

开始时间2010-06-01

结束时间2012-12-01

项目经费3

担任角色负责
项目类别纵向项目
项目状态完成


项目名称超超临界汽轮发电机转子系统的若干非线性动力学问题（子课题）

项目来源国家自然科学基金重点项目

开始时间2007-01-01

结束时间2010-12-01

项目经费10

担任角色负责
项目类别横向项目
项目状态完成


项目名称失谐压电声子晶体波动局域化理论及实验研究（子课题）

项目来源国家自然科学基金面上项目

开始时间2007-01-01

结束时间2009-12-01

项目经费5

担任角色负责
项目类别纵向项目
项目状态完成


项目名称***可靠性技术及其应用研究（子课题）

项目来源国家民用综合技术研究项目

开始时间2006-01-01

结束时间2009-12-01

项目经费50

担任角色负责
项目类别横向项目
项目状态完成


项目名称多跨转子高维非线性动力学系统约化及求解方法研究

项目来源国家重点基础研究规划（973）项目

开始时间1998-02-01

结束时间2003-06-01

项目经费100

担任角色参与
项目类别纵向项目
项目状态完成


项目名称大型旋转机械非线性动力学设计

项目来源国家自然科学基金重大项目

开始时间1999-08-01

结束时间2003-10-01

项目经费60

担任角色参与
项目类别纵向项目
项目状态完成


项目名称大型汽轮发电机组轴系非线性动力学设计研究

项目来源黑龙江省自然基金重大项目

开始时间2003-01-01

结束时间2005-12-01

项目经费30

担任角色参与
项目类别纵向项目
项目状态完成


项目名称PPF与TSC相结合的谐波抑制与无功补偿装置研究

项目来源黑龙江省科技项目

开始时间2009-03-01

结束时间2009-12-01

项目经费200

担任角色负责
项目类别纵向项目
项目状态进行中


项目名称潜油电泵转速在线测试系统研究

项目来源黑龙江省科技项目

开始时间2005-01-01

结束时间2006-12-01

项目经费10

担任角色参与
项目类别纵向项目
项目状态进行中


项目名称***计算机可靠性分析

项目来源国家民用综合技术研究项目

开始时间2011-11-01

结束时间2012-06-01

项目经费120

担任角色参与
项目类别纵向项目
项目状态进行中


奖项成果

奖项名称大型旋转机械的非线性动力学设计

获奖时间2005

完成人黄文虎，刘占生、焦映厚，陈照波，胡超、王聪，王立国，崔颖等。

所获奖项黑龙江省科学进步一等奖



研究领域
主要研究方向：

1、电机控制理论与技术；

2、智能电网控制理论与技术；

3、管道集肤效应控制理论与技术；

4、高精度数控加工技术研究。




研究基础：

1、60kVar/380VTSVG实验平台：硬件特色在于开发有基于DSP2812控制器的功率化模块，充分考虑控制电路、信号调理电路、电源电路的EMI与EMC设计，有效实现了基波周期内对瞬间冲击负载的快速无功跟随。

2、100kW/380V 的功率逆变模拟实验平台：硬件特色在于开发有基于DSP2812控制器的模块逆变单元，在EMI与EMC设计基础之上进行光伏加热实验室控制模拟，为绿色温室的节能降耗控制提供了理论与实验基础。

3、12kW潜油电机实验平台：硬件特色在于进行DSP2812控制电路设计，结合信号调理电路、液晶显示电路、电源电路设计。具备电机温升在线测试仪等温测装置。

4、1.5kW交流电机实验平台：将工控机上位机编程与数据采集卡采样相结合，硬件特色在于高精度调理电路设计。开发有成型的Libview上位机组态，目前电机转子辨识温度在1oC以内。

5、10kVHVC交流接触器过零点投切控制实验平台：硬件特色在于进行ARM单片机控制电路设计，结合信号调理电路、液晶显示电路、电源电路设计，难点在于不同温度下接触器响应周期的预测及弹跳抑制。

6、管道集肤效应控制实验平台：特色在于开发一种基于集肤效应伴热理论的管道节能降耗加热技术，有效解决当前原油输送过程中耗电严重的技术瓶颈。突出多场耦合分析基础之上的电伴热控制方法开发，已成功应用于大庆油田。




团队成员
李邻春：硕士生，研究方向：HVC过零电压、零电流投切控制技术

吕琳琳：硕士生，研究方向： 潜油电机智能配电控制技术

侯 卓：硕士生，研究方向： 潜油电机转子槽谐波温度辨识技术

刘 健：硕士生，研究方向： 星载计算机空间形变模拟技术

安天琪：硕士生，研究方向：潜油电机长线电缆负面效应模拟技术

张世博：硕士生，研究方向：HVC过零电压、零电流投切控制器设计

吴松霖：硕士生，研究方向：潜油电机智能配电控制策略研究

韩宇泽：硕士生，研究方向：光伏微网低电压穿越技术




讲授课程
本科生课程，“自动控制原理”，为哈工大校优秀课程。本课程是电气工程及其自动化专业的一门必修的专业基础课程，是本专业考研复试课程。可使学生掌握自动控制原理的基本概念、理论和主要研究方法；能够建立线形定常系统的数学模型、传递函数；求出线形定常系统的结构图、信号流图；掌握时域分析法、频域分析法和根轨迹法；能够按要求校正系统；用描述函数法和相平面法分析非线性系统。培养运用基本理论解决工程实际问题的能力。课程理论学习与工程案例设计相结合，为进一步学习现代控制理论，计算机控制等专业课奠定基础。研究生课程，“动态系统建模与控制”，为本专业学位课程。通过控制系统的数学建模分析，学习电力电子系统建模与控制方法，深入研究PWM整流的电力电子系统控制问题；以柔性交流输电系统与电能质量控制为背景，突出STATCOM动态建模与控制、双向DC/DC变换器设计、变速恒频风力发电并网控制及三相光伏发电系统低电压穿越控制策略研究。特色在于数学建模、机理分析、案例设计相结合，统一于动态系统建模的理论框架下。


招生信息
硕士招生:
每年招收2-4人，研究方向涵盖：

1、网络热力学及温度场不变流形建模机理研究

2、转子槽谐波参数辨识技术研究

3、潜油电机智能配电技术研究

4、 风电并网电压失稳机理研究

5、 微型同步相量测量应用技术

6、温室加热中的光伏控制技术

7、 集肤效应伴热机理研究

8、管道恒温控制技术

9、 插补控制理论研究

10、电机步长MPC驱动技术

博士招生:
每年招收1人，研究方向涵盖：

1、电机控制理论与技术；

2、智能电网控制理论与技术；

3、管道集肤效应控制理论与技术。




出版物

出版物名称旋转机械非线性动力学设计基础（第三章）

作者黄文虎等，参编，负责第三章

出版时间,完成时间2006-12-01

出版社科学出版社

简单介绍非线性系统动力学建模研究；汽轮发电机组故障诊断中的非线性混沌理论；机械化数学方法在转子动力学中的应用


论文期刊

论文标题Application of HHT for Online Detecting the Inter-area Short Circuit of Rotor Windings of Wind-Generator Based on Thermodynamics

作者Liguo Wang, Yi Wang, Dianguo Xu, Bo FangQinghe Liu, and Jing Zou

期刊名称Journal of Power Electronics

期卷Vol. 11, N

简单介绍论文主要特色在于将热力学理论应用于发电机组的故障建模分析。将HHT与小波结合，开发了基于HHT与wavelet分析的算法程序，用于发电机转子绕组匝间短路的故障分析与预测。以某发电厂50MW汽轮发电机为研究背景，将HHT的幅、频分析功能与wavelet的高频重组功能相结合，对探测线圈上检测到的高频感应电动势信号进行分析，根据获取的HHT各次IMF分量来进行发电机绕组匝间短路故障分析。This paper focuses on monitoring and predicting the short circuit faults of the rotor windings of large turbo-generator systems. Forthe purpose of increasing efficiency and decreasing maintenance cost, a method that combines the HHT (Hilbert Huang Transform)with a wavelet has been studied. This method is based on analyzing a classical Albright detecting coil. Due to the Empirical ModeDecomposition (EMD) and the Intrinsic Mode Functions (IMF) of the HHT the exact location of a short circuit of rotor windingsmay be given. However, a part of the useful information is eliminated by the unreasonable decomposing scale of the wavelet. Basedon the thermodynamics modeling method, this study was illustrated with a 50MW turbo-generator system that is installed inNorthern China. The analysis results, which have very good agreement with those of a previous study, show that the method ofcombining the HHT with a wavelet is an effective way to analyze and predict the short circuit faults of the rotor windings of largegenerators, such as supercritical turbo-generator systems and wind turbo-generator systems. This work can offer a useful referencefor analyzing smart grids by improving the power quality of a distribution network that is supplied by a turbo-generator system.


论文标题Study on Differential Control Method for Solving Chaotic Solutions of Nonlinear Dynamic System

作者Wang Li-guo, Zhang Xiangjun, Xu Dian-guo, Huang Wenhu

期刊名称Journal of Nonlinear Dynamics

期卷2011，9

简单介绍论文致力于一类非线性微分方程组的解析解求解算法研究。为克服经典算法求解高维高阶非线性微分方程组的不足，在机械化数学基础之上首次提出了适用于非线性微分方程组求解的DCM（Differential Control Method）。以具有112个自由度发电机组为例分析验证了该算法的可行性与正确性。所得描述非线性微分方程组动力学特征的代数解析表达式表明，所做研究可为智能电网及风力发电等领域的高维非线性微分方程组求解提供理论参考。In this paper, we focus on the need for solving chaotic solutions of high dimension nonlinear dynamic system which analytic solution is difficult to obtain. For this purpose, a Differential Control Method (DCM) was proposed based on the Mechanized Mathematics-Wu Elimination Method (WEM).By sampling time of computer the differential operator of nonlinear differential equation can be substituted by differential quotient of solving variable to sample time. The main emphasis of DCM is placed on substituting differential quotient of small neighborhood of sample time of the computer system for differential operator of studied equations. The approximate analytical chaotic solutions of nonlinear differential equations governing the high dimension dynamic system can be obtained by proposed method. In order to increase computational efficiency of proposed method a thermodynamics modeling method was used to decouple variable and reduce dimension of studied system. The validity of proposed method for obtaining approximate analytical chaotic solutions of nonlinear differential equations is illustrated by an example of a turbo-generator system. This work is applied to solving a type of nonlinear system witch dynamic behaviors can be described by nonlinear differential equations.


论文标题Passive Control on the Negative Effect of Thyristor Switched Capacitor (I)

作者Wang Li-guo, Xia Yu, Ren Xiang, Xu Dian-guo, Xu Zhuang

期刊名称Asia-Pacific Power and Energy Engineering Conference (APPEEC 2011

期卷ISSN: 2157

简单介绍The passive control method that apply the passive power filter (PPF) to suppress negative effect of the Thyristor Switched Capacitor (TSC) is given in this paper, in order to improve zero-crossing voltage detection algorithm of controller of TSC. The study aims to suppress transient surge of reactive power induced by the TSC to a point of common coupling (PCC) of the power distribution system. In order to avoid parallel resonance of TSC with PPF to equivalent reactor of the PCC, differential equations that described dynamic behaviors of TSC with PPF are derived by network thermodynamics modeling method. The results show that by proposing method total harmonic distortion (THD) of the current of 6.3kV bus may be decreased to 2% from 17.49%.


论文标题Sensorless speed estimation for line-connected induction motor based on recurrent multilayer neural network

作者Yang Jing; Wang Liguo; Xu Dianguo

期刊名称IEEE International Conference on Automation and Logistics

期卷DOI: 10.11

简单介绍A new method for rotor sensorless speed estimation of line-connected induction machines is proposed in this paper. Considering that it is difficult to install speed sensor for submersible induction motor in some specific situations such as special high temperature working environment, the proposed technique of recurrent multilayer neural network is used to estimate the speed of sensorless submersible induction motor. The stator current measured by data collector is analyzed by wavelet, thus the influence of high frequency noisy caused by high temperature is filtered off. Since the useful signal is extracted as sample input, and the speed signal collected by speed sensor as sample output, a neural network is trained on the principle of “training off-line, estimating on-line ”, so that the network can estimate the speed only using stator current. Experimental results prove that the proposed method has very high precision and good dynamic quality. Furthermore, the estimation results can provide powerful security for closed-loop control and fault diagnosis.


论文标题Passive Control on the Negative Effect of Thyristor Switched Capacitor (II)

作者Liguo Wang, Xin Lv, Honghai Hao, Dianguo Xu, Zhuang Xu

期刊名称The 3rd International Conference on Power Electronics and Intelligent Transportation System

期卷VolumeIV,

简单介绍论文给出了一种可用于抑制TSC负面效应的被动控制技术，用于解决TSC不能完全过零电压投切时对电网产生的浪涌电流冲击。为避免PPF接入引起TSC及电网等效电抗间的并联谐振，推导出了一类用于描述TSC与PPF响应特征的动力学建模方法。现场实测结果表明，所提方法可将6.3kV母线的电流畸变率由17.49%降至2%。Considering the TSC can’t compensate continuously reactive power, the passive control method that applies the Thyristor Controlled Reactors (TCR) to eliminate the negative effect of the Thyristor Switched Capacitor (TSC) is proposed in this paper. The study aims to suppress transient surge of reactive power induced by the TSC to the point of common coupling (PCC) of power distribution system. In order to eliminate harmonics induced by the TCR equations that described relationship of absorbed reactive powers with the fire delay angle of the TCR were derived and solved by Wu Elimination Method (WEM) based on selection harmonics elimination analysis. Determination of fire delay angles, reactor and the capacity for minimizing the THD is investigated. Simulation results of an actual power distribution system show that the negative effect of TSC may be eliminated by proposed method.


论文标题Application of Power System Analysis Framework Modeling Method in Analyzing HAPF

作者Wang Li-guo, Wang Yi, Xia Yu, Zou Jin, Xu Dian-guo, Xu Zhuang

期刊名称The 6th IEEE Conference on Industrial Electronics and Applications

期卷2011 , Pag

简单介绍论文给出了一种可用于模拟HAPF滤波效果的半实物仿真技术。为最大程度降低HAPF的容量并预测其稳定性，在进行HAPF图论建模的基础上，基于现场实测数据应用PSAF（power system analysis framework）进行HAPF滤波效果的半实物仿真及预测。某煤矿容量为3000kVA HAPF为例，10kV母线电流畸变率实测值为29.6%，PSAF模拟值为30.16%，HAPF投运后为0.64%。所提方法可有效提高HAPF的稳定性，达到了较高的谐波抑制与无功补偿效果。In order to reduce possible resonance induced byharmonics, this paper focus on analyzing sensitivity and stabilityof passive power filter (PPF) that plays an important role inhybrid active power filter (HAPF). To minimize the capacity ofHAPF and forecast its stability, a power system analysisframework (PSAF) that is professional software for analyzingthe power distribution system is used to analyze PPF based onGraph Theory. The filtering effect and ability to compensatereactive power is demonstrated by proposed method that isuseful and suitable to any HAPF. Comparing to other methods,proposed method shows the advantages of approximatelyphysical simulation and higher calculation precision due todesigning detail system parameters. It is implemented in anHAPF with a 3000kVA that installed in a coal mill in NorthernChina. The simulation and measured results show that theproposed method is not only easy to be calculated andimplemented, but also very effective in reducing harmonics andcompensating reactive power.


论文标题Application of Graph Theory in Dynamic Analysis of Parameters of HAPF

作者Wang Li-guo, Wang Nianxing, Deng Hui, Xu Zhuang, Xu Dian-guo

期刊名称The 6th IEEE Conference on Industrial Electronics and Applications

期卷2011 , Pag

简单介绍Considering the influence of surge current and voltageflickering on the distribution power system induced by mediumfrequency arc furnaces, the Hybrid Active Power Filter (HAPF)is applied to suppress the harmonics and compensate reactivepower of 10kV bus of a steel mill. In order to study superiorityeffect and stability of HAPF, the Graph Theory is used toanalyze its complex topology. By Graph Theory (GT) the HAPFcan be described by several nodes that are connected by thepower flows. Considering the important effect of LCL-filter ofAPF for suppressing harmonics such as high-frequency switchharmonic, its parameters are calculated by derived dynamicdifferential equations. Simulation and actual measure resultsshow that the idea of combining the Graph Theory withdynamics modeling method is an effective path to design HAPF.


论文标题Optimization Study on TSF Based on Dynamic Modeling Combined with Genetic Algorithm for a Steel Mill

作者Wang Li-guo, Li Linchun, Lv Linlin, Xu Dian-guo

期刊名称International Journal of Engineering & Technology

期卷2011, 11(4

简单介绍Considering the terrible harmonicpollution and rapid variable reactive power due to thefurnaces of 35kV bus, the TSF（Thyristor SwitchedFilters）has been studied in this paper. Due to superiorperformance of TSF such as high voltage, big capacityand fast response of compensating reactive power, itwas applied to suppress harmonic current andcompensate reactive power of secondary side of maintransformer of a steel mill of Heilongjiang Province inChina. An optimization method of TSF that combiningdynamics with GA (Genetic Algorithm) is proposed inthis paper. The work conditions of TSF were modeledand analyzed by Thevenin and Norton theorem,respectively. Considering the perturbation ofimpedance and frequency of the 35kV power system,response of fundamental current injected into everyfilter of TSF was analyzed based on dynamics analyzingmethod. Expressions of harmonic current injected intoevery filter of TSF were given by character calculation.The results of numerical analysis and measuring resultsshow that, by TSF the harmonic currents injected intopower system accord with Chinese national standardGB/T-14549-93 and its power factor is increased to 0.95from before 0.82. In fact, proposed method can apply tosuppress harmonics and compensate reactive power offurnace of 35kV bus of the steel mile.


论文标题汽轮机组的数学机械化建模与算法分析

作者王立国，方勃，崔颖，徐殿国，黄文虎

期刊名称中国电机工程学报

期卷2006, 26(2

简单介绍对于大型汽轮发电机组，描述系统运行状态的微分方程相对复杂且维数很高，为对其进行解析分析，首先应用模态综合法建模得到降阶后的微分方程组，经代数变换后应用数学机械化方法进行解析建模分析。由于参加消元的节点位移变量均是线性变量，故消元时可保留油膜力表达式的非线性成分不变，这样就得到了维数相对较低且等式右端含有非线性油膜力表达式的代数方程组。为实现具有上述特点的代数方程组的求解，提出了既不同于解析法又与经典数值算法不完全相同的微分控制算法思想，据此实现对复杂汽轮发电机组转子系统的建模及对节点位移响应的分析与预测。For a large turbine generator set, considering higher　order and higher dimension of nonlinear differential equations governing the motion of its rotor-bearing system, the mechanized mathematics can be used as a means of modeling and analyzing rotor-bearing system after reducing order of differential equations by component mode method, in order to obtain the analyzed solutions of the turbine set. Lower dimension algebraic equations included nonlinear oil force expressions are obtained, because the nonlinear parts of oil force expressions can be remained after eliminating the linear coupling variable of node displacements of rotor-bearing system of the turbine set. Differential control method(DCM) that was different to both analyzed method and typical numerical method is presented. According to proposed method the model of complex turbine set is described and node displacement response of set is analyzed and predicted.


论文标题基于热力学参数摄动分析的潜油电机温度辨识

作者王立国，张凤娜，吕辛，徐 壮，徐殿国，邓辉

期刊名称电工技术学报

期卷2011, 26(6

简单介绍为有效提高无传感器温度辨识方法的计算精度，本文将热力学参数摄动分析理论应用于潜油电机的温度辨识。基于潜油电机的网络热力学建模，利用网络热力学理论进行分析，给出潜油电机热参数、尤其是定转子间耦合电阻参数摄动对电机温度变化的规律性。并通过对所推导热力学方程进行频域根轨迹分析，验证所取热力学参数的稳定性与合理性。仿真与实验结果表明，本文所提方法给出的由潜油电机定转子间耦合电阻等热力学参数得到的电机辨识温度可与实测结果相印证。 In order to improve the calculation accuracy of the sensor-less temperature identification method, the thermal parameter perturbations theory was applied to analyze the Electric Submersible Motor (ESM) in the paper. Through modeling the ESM, the relationship of the thermal parameters to changing the temperature of ESM are given according to the network thermodynamic theory. The stability presented thermal system is validated by analyzing root locus of thermodynamics equations in the frequency domain. Simulation and experimental results show that, the identification temperature of ESM obtained from accurate thermal parameters, such as the coupling thermal impedance between stator and rotor and stator impedance, is consistent with the measured results.


论文标题基于转子槽谐波分析的潜油电机温度辨识研究

作者王立国，郝宏海，吕辛，徐 壮，徐殿国

期刊名称电工技术学报

期卷2011, 26(6

简单介绍鉴于油井独特的高温高压环境对常规测温方法的限制及潜油电机对温度监测的迫切需求，本文提出了一种基于转子槽谐波的潜油电机无传感器温度辨识方法。核心在于通过在地面易测得的潜油电机定子电压和电流进行无传感器电机温度辨识，实现对工作于井下2-3km深处潜油电机温度的实时监测。根据所推导出的潜油电机转子温度解析表达式，可对潜油电机转速、感抗及转子电阻进行在线计算并监测其状态变化。实验结果表明，目前基于转子槽谐波分析得到的局部时段转速最大误差为3r/min，温度辨识精度误差小于10 ，从而验证了所提算法的正确性与可行性。In view of the limit to the conventional temperature estimated method in the unique high temperature and pressure environment and the urgent request for temperature monitoring of electrical submersible motor(ESM), this paper proposed a sensor-less temperature estimated method for ESM based on rotor slot harmonics. The core of the identification was by the easy gotten stator voltage and current signals to realize the real-time temperature monitoring of ESM that worked in the underground 2-3km deep. According to the rotor temperature analytical expressions derived, calculated the speed, induction and rotor resistance online and monitored the status changes. The experimental show the maximum error of speed based on rotor slot harmonics was 3r/min and error of temperature was less than 10and therefore validated the validity and feasibility of the whole scheme.


论文标题风力发电中Buck-Boost变换器参数设计的动力学建模方法

作者王立国，徐殿国，张华强，苗立杰，郎永强

期刊名称电力系统自动化

期卷2005, 29(1

简单介绍以DC一DCBuck一Boost开关变换器在变速恒频风力发电中的实际应用为研究背景，给出了对Buck一Boost变换器进行动力学建模与应用经典电路分析相结合的变换器母线电容参数设计方法。首先基于Buck一Boost变换器拓扑结构建立精确的数学模型，再根据此模型参数摄动的动力学仿真来判断应用经典电路分析法所获得的变换器参数的可行性，进而给出合理的参数取值。仿真与实验结果验证了所提出的Buck一Boost变换器参数设计方法的正确性。ConsideringtheengineeringapplieationofDC一DCBuek一Boostswitehxngeonverterinvariable--speedeonstant-frequeneywindpowergenerating，amethodtoeombingthedynamiemodelingandtheelassiealeireuitanalysismodelingtodesigntheparameterofthebuseapaeitorinDC一DCBuek一Boosteonverter15proposed.BasedonthetopologiealstruetureanalysisoftheBuek一Boostswitehingeonverter，itsmathematiealmodel15derivedfirstly，Thenthefeasibilityoftheeonverterparameterobtainedbyelassiealeireuitanalysismethod15eheekedaeeordingtothedynamiesimulationresultsofparameterperturbatlon.Finallythereasonableparameter15obtained.Theproposedmethod15validatedbysimulationandexPerimentresults.


论文标题潜油电机的RMNN建模分析与无传感器转速辨识

作者邓辉，王立国，杨静，汤万万，徐殿国

期刊名称电机与控制学报

期卷2007, 11(5

简单介绍针对大庆油田某试验井潜油电机使用情况,给出了在工频和变频条件下应用多层反馈神经网络RMNN(recurrentmultilayerneuralnetwork)实现电机转速辨识的方案,以便对潜油电机动态运行进行实时监测。鉴于潜油电机独特的高温工作环境,给出了无速度传感器条件下辨识潜油电机动态转速的RMNN模型。通过在井上对潜油电机定子电流、电压等参数的采集,着重研究潜油电机启动、稳定运行以及电源频率变化、负载变化对辨识效果的影响。研究结果表明,基于RMNN模型的潜油电机动态运行的速度辨识误差精度为0·4%,可满足试验井潜油电机转速辨识的需要。Based on an electric submersible pumping system in Daqing oil field, the project is presentedto identify rotating speed ofpumpingmotorwith andwithoutconverterby recurrentmultilayerneuralnet-work (RMNN) and tomonitor dynamic status of the electric submersible pumping system at the down-hole. Considering the special condition ofhigh temperature, theRMNNmodels ofdynamic rotating speedof sensorless electric submersible pumping system are given. By samplingmotor stator currentand powersupply voltage above the shaf,t the influences of starting currentand steady state operation, variations ofpower supply frequency and load, impacts of downhole high temperature environment on identificationeffect are investigated. The research results show that the speed identification precision ofdynamic stateof themotorhas reached 0·4% by the proposed RMNN mode,l which can satisfy the requirements of e-lectric submersible pumping system.


论文标题An Approach For Saving Power of ESM With Long Cable by Control Frequency Based on Sensor-Less Estimating Temperature

作者Wang liguo

期刊名称IEEE TRANSACTIONS ON Industrial Electronic

期卷PP (99) :1-1

简单介绍An approach for saving energy consumption of Electric Submersible Motor (ESM) has been proposed based on combining thermal field model with electrical control. For decreasing the high energy consumption which becomes more and more serious in the oil field, one of our works is to increase the identification accuracy of the ESM temperature by overcoming the influence of the long cable. The thermal field model of the long cable has been derived and used to correct the equivalent circuit of the ESM first; then the procedure that can be used to identify the rotor temperature was given based on improving the calculation accuracy and efficiency of the rotor slot harmonics (RSH). The control rule for modulating the inverter frequency to match the actual oil production was simulated by summarizing the experiment results. Theory analysis and experiments denote that the average identification error of the rotor temperature has been controlled within 1潞C and the average power consumption of the ESM may be decreased for about 12% by proposed approach. This work can effectively reduce the power consumption and provide overheat protection of the ESM.


论文标题An Approach for Identifying the Temperature of Inductance Motors by Estimating the Rotor Slot Harmonic Based on Model Predictive Control

作者Wang liguo

期刊名称Journal of Power Electronics

期卷63（2）

简单介绍To get high identification accuracy of an induction motor temperature, a sensor-less approach that combines rotor slot harmonic with model predictive control (MPC) has been presented in this paper. For this purpose we pay attention to how to improve and assure precision of the motor parameters identification under load step up and down condition. The core issue is that the slot harmonic method is biased due to the abrupt change of the stator current at the moment of when load sudden steps. In order to solve this problem the MPC has been adopted to forecast and calibrate the parameters of the motor by overcoming the influence of the sudden change of stator current on the hysteresis of the temperature variation. The algorithm that can achieve high precision identification of the rotor temperature based on MPC has been proposed. In addition, the expression of the stator inductance and the effective order of the rotor slot harmonic have been derived. The theoretical analysis and experiment results validate the correctness and effectiveness of the proposed approach. This work can provide some references for developing the technology of temperature on-line monitor and protection of the induction motor.


论文标题基于模型预测控制的接触器开关弹跳抑制研究

作者王立国

期刊名称中国电机工程学报

期卷 37 (9)

简单介绍该文立足于ABB同步开关技术前沿,基于运动轨迹模型预测进行一类接触器通用弹跳抑制策略研究,旨在不改变接触器自身机械结构参数的前提下从算法角度实现永磁接触器的弹跳控制。核心在于建立永磁接触器运动轨迹的动力学方程,通过模型求解探索接触器弹跳发生的数学机理,对接触器驱动电压的幅值与作用时间进行模型预测控制(model predictive control,MPC)预测,以响应时间最短为优化准则,确保动触头与静触头相接触时速度为零,据此给出驱动电压的取值准则。以某10k V电网母线PT烧毁等严重影响电网安全稳定运行的难题为背景进行接触器弹跳抑制研究,实验表明,所开发MPC策略可有效降低高电压补偿器接触器弹跳导致的涌流冲击,可为开发具有中国特色的同步开关技术提供参考基础。