散文特性（精选6篇）
散文特性 篇1
三毛是享誉世界的著名女作家, 她的作品赢得了几代人的喜爱。人们对她的评价众说纷纭, 褒贬不一。著名作家莫言曾有一句话:“文学的魅力就在于她的被误读。”1有争议的作品才有价值。由于三毛所写的作品都是自己和周围人的真实的故事, 所以人们对评价其作品和其人品比一般的作家联系得更加紧密, 也多从这一角度来进行作品研究。本文试从三毛散文的命名方式来探寻三毛创作的特色。
一、三毛散文题目的独特性
一般的散文作品题目与内容的关系有两类, 一类是标题直接反映内容, 读者一看就知道, 比如张爱玲的《天才梦》《谈女人》《论写作》, 周国平的《父亲的死》《平淡的境界》。这类题目与内容明显吻合, 就如街头叫着“卖羊头”, 拿出来的肯定就是羊头一样。另一种是托物言志型, 比如中国大陆现当代文学里的一些作家作品《松树的风格》《白杨礼赞》等, 是写有松树风格的人和像白杨树一样积极向上的北方人民, 再如《在狱咏蝉》《石灰吟》, 都是托物言志的佳品。但是三毛作品的题目与这两类都不同。读者往往是双眼迷茫地读着, 读完之后再看题目, 稍加思索便会会心一笑——这正是三毛散文题目的魅力所在。
(一) 三毛散文题目与读者期待大相径庭或者干脆南辕北辙
看到《温柔的夜》这个题目, 未读过的人通常给出两种猜测:一种猜测是写爱情的, 用先抑后扬型。比如前面写前面写痛苦, 后面写快乐, 最后是温柔。另一种猜测是写亲情, 长辈与晚辈之间, 或是手足之间剔除误解隔阂之后的欢欣感人场面。但是读完之后才知道所写乃是一个流浪汉追着三毛讨钱的故事, 和爱情亲情毫无干系。“温柔的夜”这四个字, 在文章末尾有所体现——“夜, 像一张毯子, 温柔地向我覆盖上来。”2赠人玫瑰, 手有余香。表现了三毛知道帮助的人不是无赖之后的欣慰和幸福感, 也给读者以启迪意义。再如散文《芳邻》, “芳邻”二字在中国文化中指美好的邻居, 偏重于道德人品互相谦让一类的美好意义。初看标题, 大多数人则会以为三毛是要写非洲沙漠里那些本土人怎样和三毛和谐相处, 怎样帮助和照顾千万里之外飞来沙漠的中国“游女”, 一定会让善良的三毛感动得泪流满面, 三毛以此援笔以文字表达自己的感激之情。可是开卷之后才知道这和读者的阅读猜想南辕北辙——那些撒哈拉人, 没有一个是“芳邻”, 简直是“臭邻”。要不是三毛幽默、宽容的笔调感染了读者, 读者一定会破口大骂的。散文《沙漠里的饭店》, 也不是写沙漠里为客人开的饭店, 而是写三毛每天给河西做中餐, 并且起了一些稀奇古怪的名字, 比如粉丝叫做冻住的雨。虽然偶尔有请朋友来吃饭, 但也不是真真意义上的以盈利为目地的饭店。还有《塑料儿童》等作品, 三毛的很多作品的题目都是这样, 与读者的阅读猜想相差甚远, 但是却能吸引读者的眼球, 读完之后还没有上当受骗的不满和愤懑, 反而感觉三毛的拟题能力超强, 文学功底深厚。
(二) 三毛散文题目开启读者思考人生的智慧之门
《亲不亲故乡人》是三毛散文集《背影》里的一篇。我国有句俗语叫“美不美家乡水, 亲不亲故乡人。”是说无论身在天南海北, 见到故乡的人, 就会感到亲密无间。读者的阅读猜想是故乡人在海外亲密有加的关系。开卷之后才发现三毛不写这些, 三毛在揭露国人组团到海外观光时太多有失人格国格缺乏教养的表现。三毛作为同胞深深地不满和遗憾, 但是也是人微力薄, 无可奈何。偶尔尽最大的努力能挽回一点面子就努力去做, 依然杯水车薪, 无力回天, 这时她没有痛骂自己的同胞, 我们此时再回头看题目《亲不亲故乡人》, 便可读出三毛的无奈, 三毛的教养, 三毛的爱国情怀, 更有三毛的“家长对无知孩子”的包容。文章并不是以圣人自居的说教, 但是读者却能从这个题目中读出规劝的意味, 也能读出三毛的一颗包容的心。三毛作品题目充满着宽容和温情, 扩展读者思维的广度, 开启读者思考人生的智慧之门。
(三) 三毛散文题目浸润着三毛的浪漫风格
《爱的寻求》讲的是一个名叫沙仑的撒哈拉威男子, 因为缺乏家庭温暖和爱, 被一个阿拉伯女子行骗的的故事。令人痛心的事是经过三毛多次的提醒和教诲, 这个男人明明知道那个阿拉伯女人在骗自己, 还是固执地心存侥幸, 只要只要那个女人给他一点温暖的话, 哪怕是骗他, 他都会义无反顾的追随而去。她把自己的全部家产积蓄给了那个女人, 之后那个女人就不知道去了哪里。过了几年之后, 女人来信说, 需要一笔钱, 买机票来看他。他为了筹足那笔钱不顾自己的身体状况, 超强度的加班, 在身体严重透支的情况下, 自己受了严重的伤, 还在坚持工作不肯休息。最后还毅然决然冒着坐牢的危险拿了哥哥店里的钱, 去找那个骗子女人。他的行为在一般人看来愚蠢透顶, 荒唐透顶, 但是三毛没有批评他。三毛最后说了一句话:“我在想, 飞蛾扑火时一定是极快乐和幸福的。”3三毛的宽容和大度表现在了她给这个篇什所定的标题上:《爱的寻求》。世上很少有人有这样的思维, 这是完全站在沙仑的立场上想问题的, 确切的说, 是站在三毛心中的爱的定义上想问题的。这个题目其实也给人们给一个启发:对于某些人做的某些事, 大家不应该用固定的思维去看待和评价。可以换个立场, 先不要盯着那个女人骗了沙仑多少钱, 先考虑一下沙仑的感觉, 沙仑在被骗时感到的是幸福, 那么大家就不会一味的责怪和嘲笑沙仑笨了。“爱的寻求”, 告诉大家失去金钱, 得到的是努力追求爱的过程, 过程里有苦也有幸福, 虽然是短暂的虚幻的, 但是当事人的感觉是幸福的值得的。“生命不在于长短, 而在于是否痛快地活过”4, 护住金钱是某些人的幸福, 但是追求爱本身也是一种幸福, 尽管飞蛾扑火, 但是扑火也是向着目标扑去的, 那一刻也是幸福的。
二、三毛散文题目独特性的原因
三毛散文题目另类, 却丝毫没有造作的刻意为之的痕迹, 究其原因, 与三毛作品创作风格和自身的修养是分不开的。
(一) 由三毛的文体风格决定
学界对三毛作品的体裁颇有争议, 有人把他归结为小说, 因为是自己的真实的生活, 因此有人给它冠名为“私体小说”, 而三毛自己却不这样认为, 她大致认为自己的这些篇章为散文。我们不管它叫什么, 只是一个名称而已, 重要的是作品本身。三毛的作品既象散文又像小说。由于它的叙事性不同于单纯的论述性的文体。比如, 论小说, 论音乐, 论艺术, 论穿着这样的东西, 可以单刀直入开门见山, 读者可以有选择的目的明确的去读。而叙事性的有近似于小说的这种文体, 可以自由发挥的余地大一些。比如余华的短篇小说有一些标题也很有个性的, 比如他的《蹦蹦跳跳的游戏》《为什么没有音乐》。余华的《空中爆炸》, 看题目以为是写什么重大事故或者战争之类的内容, 读完之后才知道是写几个年轻的朋友, 喝完酒, 先后把手中的酒瓶扔向空中一点, 碰撞后碎裂的无聊游戏, 就叫空中爆炸。而小说的重点也不是也这个游戏, 似乎有类似于三毛的思路之一。
(二) 由三毛的机敏聪慧和深厚的文学功底决定
并不是所有的叙事性文学都有一个谜一样的有个性的标题, 还得需要作者敏捷的思维, 怪异的思想模式才能想出这样的好标题。刚才用了著名作家余华的例子。但是三毛的题目和余华的风格还是有很大的不同。相同点是大门都有敏捷的思维, 怪异的思维模式。但是不同的是三毛有深厚的国文功底, 古诗词信手拈来, 随意化用而自然天成。而这个不是余华的长项, 余华读外国文学更多。所以三毛的作品题目的不同一般还有太多的诗意性, 这是打小在浓浓的中国古典文化中浸泡的结果。这一点和琼瑶女士倒很相似, 而琼瑶女士又稍逊于三毛的古怪刁钻的思维模式。
三毛的聪慧和深厚的文学功底以及独到的笔触, 赋予了散文题目独特性与模糊性——沙漠饭店不卖饭, 沙漠芳邻亦不芳, 使得读者在阅读之后自觉找寻题目与文本之间的关系, 而就阅读本身来说, 散文更加有神秘感, 更加有悬念, 更加吸引人, 可读性更强了。她给了后世写作者一个很好的借鉴。
摘要：三毛散文的命名方式十分独特, 常常带有智慧性与浪漫性, 使人读完全文回看题目时常常会心一笑。而这种独特源于三毛的机敏聪慧和深厚的文学功底, 以及她亦散文亦小说的文体风格。
关键词：三毛散文,题目命名,独特性,启迪
参考文献
[1]莫言.《红树林·捍卫长篇小说的尊严——代序言》.上海文艺出版社, 2012.
[2]三毛.《三毛最新精品集》.内蒙古人民文学出版社, 2005.
[3]师永刚, 陈文芬.《三毛1943-1991》.作家出版社, 2011.
[4]三毛.《撒哈拉的故事》.北京十月文艺出版社, 2011.
[5]夏墨.《那些年, 我们一起追的三毛》.中国华侨出版社, 2013.
[6]余华.《黄昏里的男孩》.作家出版社, 2008.
牡蛎壳特性总结:热力特性 篇2
探讨了牡蛎的热力特性和热传递以应用于牡蛎去壳。根据对所使用的牡蛎进行的研究, 牡蛎壳的导热率在0.9～2.27 W/m ℃间变化。牡蛎壳密度在1710～1940 kg/m3之间变化。使用加热或冷冻法似乎可以令闭合的牡蛎壳开启。加热去壳比冷冻去壳更可靠, 但热必须通过壳体外部作用于壳体的闭合肌肉处, 不可对壳体的边缘过度加热。使用水浴、白色和经过滤的可见光以及红外线辐射进行加热。冷冻采用酒精干冰浴, 家用冰箱, 和Freon-12直接蒸发制冷法。牡蛎壳的导热性限制了超过400℃的加热温度的有效性, 因为作用于壳体闭合肌肉的时间是一指数递减函数。
摘自《Aquacultural Engineering》37 (2007) 14-23
植物油粘温特性及流变特性研究 篇3
柴油的低温流动性能不仅关系到柴油机燃料供给系统在低温下能否正常供油，而且与柴油在低温下的贮存、运输等作业能否正常进行有密切的关系。我国植物资源丰富，产油植物有400余种[4]。国内外学者对柴油机燃用植物油的燃烧和排放特性进行了深入广泛的研究，柴油机运转性能正常，有效降低柴油机有害物质的排放，但是，在常温下，植物油的粘度比较大，是植物油作为燃油的一个最不利因素[5,6]。从植物油制备的生物柴油作为发动机燃料使用的一个突出问题也是低温流动性能差，粘度较矿物柴油高，使用过程中易堵塞柴油发动机的燃料管道和过滤器，这是植物油及生物柴油作为柴油机替代燃料的主要瓶颈之一[7,8,9]。研究植物油的粘温特性和低温流变特性，认识植物油的低温流动规律，对寻找改善植物油及生物柴油低温流动性能的方法和途径，拓展生物柴油产业应用具有重要理论和现实意义[10,11]，而目前有关植物油粘温特性及流变特性的研究国内外鲜有报道。笔者对植物油及其生物柴油的粘温特性和流变学性能进行了研究。初步推测了植物油在低温下失去流动性的机制。
1 实验部分
1.1 材料
材料采用重庆油脂公司生产的一级菜籽油，嘉里粮油(四川)有限公司生产的一级大豆油，莱阳鲁花浓香花生油有限公司生产的一级花生油。
1.2 仪器
仪器采用法国ST公司(Sanchez Technologies)的95270 VIARMES旋转粘度计，德国Leica公司的DMLP热台偏光显微镜，德国产204F1示差扫描量热分析仪。
1.3 分析方法
a.采用95270 VIARMES旋转粘度计考察植物油的表观粘度随温度的变化情况。
b.采用DMLP热台偏光显微镜研究植物油的低温晶态特征。常温下用吸管取油样置于偏光显微镜载玻片中央，将载玻片置于冷却控制仪中，用液氮制冷，以2℃/min的速率逐渐降温。每降低2℃，使该温度保持不变2 min，在偏光显微镜下放大400倍观察油样的晶态特征，并拍照，然后继续降温，重复此操作。
c.采用德国204F1示差扫描量热分析仪考察植物油的热力学行为。将样品密封在微型铝制坩埚中，称重以后放入设备中，在液氮的冷却下，以2℃/min的速率从30℃降至-30℃，同时记录其放热曲线。
2 结果与讨论
2.1 植物油粘温性能
图1为植物油的表观粘度随温度变化的关系曲线。
从图1可以看出，降温过程中植物油表观粘度在5～650 mPa·S范围内变化。随温度降低，植物油表观粘度迅速增大，由此推测，粘温凝固可能是植物油在低温下失去流动性的主要原因。
2.2 植物油流变性能
图2、图3、图4为不同温度下植物油表观粘度随剪切速率的变化情况。
从图2可以看出，60℃时植物油的表观粘度随剪切速率增大而减小，由此推测，温度较高时植物油属于非牛顿流体。从图3可以看出，20℃时植物油流变曲线较为平缓，表观粘度随剪切速率增大而降低较缓慢，说明20℃时，植物油所属流体类型由非牛顿流体向牛顿流体转变。图4中，植物油流变曲线基本为水平直线，说明温度低于植物油冷滤点时，剪切速率对植物油表观粘度影响很小，植物油的流体类型为牛顿流体。
对比图2、图3和图4可知，随温度降低，植物油的粘度发生变化，这一变化伴随植物油的流体类型变化，植物油由非牛顿流体转变为牛顿流体。
2.3 植物油示差扫描量热分析
采用204F1示差扫描量热分析仪分析其热力学行为，图5所示为植物油的DSC曲线。
析出晶体过程为放热过程，因此在DSC谱图上若能观察到放热峰出现，说明随温度降低，样品中有晶体析出。由图5可见，DSC曲线上无放热峰出现，说明随温度降低，植物油中无晶体析出。植物油在低温下失去流动性的主要原因可能是粘度增大。
3 结论
a.不同温度下，植物油表观粘度与剪切速率的关系曲线不同。随温度降低，植物油表观粘度随剪切速率增大降低速率减慢;植物油流体类型由非牛顿流体向牛顿流体转变。
b.初步推测植物油在低温下失去流动性能的主要原因是非晶态物质粘度增大，呈粘温凝固。
参考文献
[1]梁斌.生物柴油的生产技术[J].化工进展,2005,24(6):577-585.
[2]闵恩泽.利用可再生油料资源发展生物炼油化工厂[J].化工学报,2006,57(8):1739-1745.
[3]朱建良,张冠杰.国内外生物柴油研究生产现状及发展趋势[J].化工时刊,2004,18(1):23-27.
[4]宋洪川,张无敌,董锦艳.植物油燃料[J].太阳能,2000,(1):18.
[5]马荣朝,秦文,等.茶籽油的燃烧特性研究[J].农机化研究,2003,(4):203-205.
[6]张红梅,徐国强,王俊.生物质燃油/柴油混合燃料燃烧特性[J].农业机械学报,2006,37(3):31-34.
[7]F,Karaosmanoglu.et a1.Biodiesel from rapeseed oil of turkish as an alternative fuels[J].App1.Bioc-hem.&Biotech.,1996,61(6):151-164.
[8]韩恩山,康红欣,魏子海,等.生物柴油低温流动性及其降凝剂的研究进展[J].化工中间体,2006,(1):13-17.
[9]Knothe G,Van Gerpen J,Krahl J,et a1.The Biodiesel Handbook[M].United States of America:AO CS Press,2005,125-130.
[10]Dunn R.O,Shocklcy M.W,Bagby M.O,et al.Improving the low-temperature properties of alternati-ve diesel fuels:vegetable oi1-derived methyl esters[J].JAOCS,1996,73(12):1719-1728.
散文特性 篇4
装备制造业是一个国家综合国力和国防实力的重要体现, 它对推进经济结构战略性调整、产业升级、扩大国内需求、实现经济可持续发展的战略至关重要[1]。机械结合面静态性能对机械装备的动态特性、抗振性、运动响应敏捷性等性能有重要影响。研究表明, [2,3]机床整机刚度的50%取决于结合面刚度, 因此, 掌握影响结合面基本特性参数的因素, 对进行机械装备自主创新设计开发人员来说是必不可少的难题。本论文针对机械结合面静态特性参数理论, 对影响结合面静态特性基本参数的因素进行详细总结和归纳, 并通过对影响因素是否存在连续变化的情况, 提出两种处理方法。
1 结合面静态特性基础特性参数影响因素分析
机械结合面静态特性基础特性参数影响因素颇多, 部分影响因素由于非线性的缘故, 到现在都还没有建立完整的阐述体系。对影响结合面静态特性基础特性的影响因素进行分析, 是研究结合面静态特性的基础, 然而基于此建立正确的模型, 并得到一些试验参数数据便是研究结合面静态特性影响因素的目的。根据影响结合面静态特性的重要性, 可以大致其分为与结构有关的因素、与工况有关的因素和反映结合面固有特性的因素等。
1.1 结构类型因素
结合面的结构影响因素是影响结合面静态特性基础特性参数因素的组成一部分, 一般如结合面的结构类型与尺寸、结合面功能、结合面形状误差等这一系列的结构因素都对机床整机结构静态特性的影响很大, 对其结合面功能选择以及主要结构部件进行性能分析, 从而找出结构上的薄弱环节, 并在此基础上进行机床结构的优化设计, 是提高整机结构静态性能的关键因素。
1.2 结合面固有特性因素
实际机械结构的接触面中, 由于粗糙度和波度的存在使得结合面间的接触并不是整个面的完全接触, 而是在若干微小平面上的接触, 正是因为这些微小接触才使得因结合面面压、材料、加工方法以及表面粗糙度、结合面的介质情况的不同, 就使得机械结构在力学性质上不再具有连续性, 同时也使得整个机械结构的性能存在不确定性, 正因这一问题的存在就直接影响了工业生产中产品的精度和生产效率。
1.3 工况相关因素
当两个粗糙表面受到载荷作用时, 在加载初始阶段, 由于法向载荷较小, 两接触表面接触峰点产生弹性变形, 结合面法向刚度表现为线性特性;随着载荷的不断增大, 两接触表面间的变形经历了线性弹性、弹塑性共存、塑性三种变形, 这种连续变化使结合面接触刚度与载荷间表现出由线性向非线性变化。正是因为这种由载荷所引起的非线性原因, 因此从工况的角度分析结合面问题, 是很有必要的。
2 处理方法
结合面的基础静态特性的研究的根本目的就是为了能够在工程中应用。在工程中应用的时候, 就更应该考虑这些影响结合面静态特性的影响因子。
2.1 与结构设计有关的影响因素在设计预测时予以处理
随着计算机技术和数值解析方法的发展, 可以利用有限元程序对复杂的大型零件进行结构解析计算, 甚至对组合件、部件以及整台机床的结构特性也可以进行计算。因此在对影响结合面静态特性进行处理的时候, 可以利用计算机获得最佳的设计预测效果并进行相应的处理。
2.2 反映结合面固有特性的因素以及结合面静态基础特性参数数据来体现
由于结合面的影响因素众多, 结合形式多种多样, 因此在分析时不可能考虑到所有的影响因素。一般在处理结合面固有特性的影响因素时候都是通过直观基础特性参数数据来显示, 给人直观地表示。
3 发展与趋势
结合面的静态特性的研究较多, 到现在可以认为有些许成就, 但是当前的研究在系统性、普遍性、实用性等方面还存在不足。研究不足及未来的发展趋势主要表现在:
(1) 结合面准确的模型待建立。结合面静态特性的影响因素众多, 当前国内外集中研究和建立的结合面模型也只是针对部分的影响因素而建立的模型, 虽然有部分学者考虑了几种因素但是由于结合面属于柔性结合部以及它的非线性, 使得在研究和分析的时候对模型过于简化, 使得有时候模型建模不准确, 影响了实验结果了, 因此将来需要在研究各类影响因素基础上建立高精度的结合面综合模型。
(2) 面向不同类型的机械结构的研究进展缓慢:当前的机械只要存在着靠某种形式连接起来的机械零部件就会存在着结合面, 正是由于结合面的普遍存在, 国内外研究人员在考虑结合面的静态特性的影响因素时候, 往往只是相对于某种特殊或普遍的机械结构而已, 并没有广泛地普及性, 由此, 在根于结合面的普遍性, 探索普遍适用的各类机械结构结合面的模型及控制方法更能满足产业需求。
摘要：机械零部件之间的静态接触性能对装备的静动态、振动、运动响应等性能有着重要影响。通过对该领域相关文献的分析和归纳, 总结出影响机械结合面静态特性基础参数的影响因素和针对各类影响因素的处理方法, 为机械动力学的建模和计算提供系统的研究思路。
关键词：静态特性,接触刚度,工况
参考文献
[1]国务院关于加快培育和发展战略性新兴产业的决定[D].国发[2010]32号, 2010.
[2]PEN Y.BEARDS C.F.Identification of effective linear joints using coupling and joint identification techniques[J].ASME, Journal of Vibration and Acoustics, 1998, 120 (2) :331-338.
散文特性 篇5
1 12081工作面煤体特性和电镜分析
12081工作面所采煤层为山西组二1煤, 煤种贫煤, 煤质以低灰、发热量特高热值、特低硫、特低氯、低磷为主要特征, 为一级含砷煤。煤灰属较高软化和较高流动温度灰。二1煤中无烟煤和贫煤可做为动力用煤和民用燃料。开采煤层煤质特征见表1。12081工作面煤体电镜分析见图1。
二1煤煤类有无烟煤和贫煤, 以粉状为主, 粒状、鳞片状次之, 块状少许, 易磨碎。二1煤为黑色-灰黑色, 黑-灰黑色条痕, 以粒状为主, 次为块状, 粉状, 可见鳞片状。
块煤为金刚——玻璃光泽, 贝壳状、参差状断口, 内生裂隙发育, 可见镜煤条带, 莫氏硬度2~3度。粉、粒状煤污手、质软, 煤芯疏松易碎。二1煤层相对真密度为1.49t/m3, 相对视密度为1.45t/m3。
与底板特性测试的结果相吻合。说明煤体软而且酥, 极易风化。工作面可见底板煤层浸水后, 踩上去似泥窝一样把矿工靴陷进去。
2 12081工作面顶板和底板岩体力学性能与电镜分析
二1煤直接顶板多为砂质泥岩和泥岩, 砂质泥岩为深灰色薄层及中厚层状, 裂隙不发育。泥岩多为深灰色块状。也有砂岩为灰白色, 一般致密坚硬, 裂隙不发育。有伪顶, 岩性为泥岩及炭质泥岩, 厚度0.4 3~0.9 5 m。
从电镜图可见, 岩体破坏的界面与煤层截然不同, 煤层的界面就像小米粒一样处于松散的状态;顶板岩体的界面就像坚硬的实木裂口一样, 处于相互嵌合的状态。
综上所述, 12081工作面即二1煤层直接顶板, 为砂质泥岩和泥岩, 岩石抗压强度较高, 属易管理顶板。12081工作面即二1煤层底板, 为泥岩和砂质泥岩为不易变形中硬度底板, 亦易管理。
3 底板比压特性曲线图谱显示
12081工作面底板比压测点分布, 如图3所示, 在工作面每测区距煤壁1~4m之间建测点, 共建16个测点。按照上述计算方法计算每个测点的对应数值, 并绘出底板比压特性曲线图谱。
图3中编号:左起第一为数字是指, 按照距离槽头的距离排序的序号;第二位数字是指, 1代表用采用BPN型内注式静压比压仪测定底板实体煤层的比压, 2采用DZD40-A底板比压仪测定底板表层煤层的比压。最后一位数字是与井下记录的联系, 没有具体含义。空心△曲线代表底板比压。当底板比压仪的底模尺寸大于的油缸内径时, 因为折算后的值小, 如空心△曲线所示。
4 结论
散文特性 篇6
可控串联电容补偿TCSC(Thyristor Controlled Series Capacitor)装置是第一代串联型柔性交流输电系统(FACTS)控制器,也是目前实际应用最多且前景看好的一种FACTS装置。 TCSC装置的动态模拟实验可以在很大程度上真实地反映实际电力系统中TCSC的运行特性,通过测试实验装置的基本性能和控制策略,可以及时发现并解决实现中存在的问题,对实际TCSC工程应用具有重要的理论和指导意义［1-11］。
典型的TCSC控制功能包括电抗控制、电流(功率)控制、次同步谐振(SSR)抑制、阻尼系统、功率振荡、电压控制和开环控制。 为实现上述控制功能,宜采用分层控制策略,即将整个TCSC控制器分为上层、 中层和底层控制。 其中,上层控制又称系统级控制, 主要功能是根据不同的控制目标(如潮流控制、暂态稳定控制等),选取合理的控制策略,得到中层控制所需要的命令阻抗值;中层控制又称为阻抗控制,是TCSC的基本控制功能,主要任务是制定相关的控制策略,使TCSC的输出阻抗迅速、准确地跟踪命令阻抗;底层控制也称为触发控制,其输入信号是中层控制输出的晶闸管触发延迟角(简称触发角)的大小, 其功能是对晶闸管实现准确的触发。
目前,TCSC装置大多采用分层控制的方法实现对装置的控制,在TCSC的分层式控制系统中,所有的上层控制策略和算法得到的命令阻抗都必须通过中层阻抗控制转换成触发角,然后底层控制根据触发角来控制晶闸管,从而实现预期的控制目的,所以中层控制是整个TCSC分层式控制的重要环节,是一切控制目标能否实现的关键。
实际工程中的TCSC中层控制不能直接根据TCSC基频阻抗和触发角之间的关系式［12］由命令阻抗得到触发角。 因为该关系式是一个复杂的超越方程,不能得到它的显式解,而只能通过数值分析的方法由一个给定的阻抗值得到触发角。 这个求解过程尽管不是太复杂,但是对实时性要求非常高的中层控制而言,还是不可取的。 所以在实际工程中都是根据触发角和基频阻抗的关系式,事先建立一个关于命令阻抗和触发角的对照表,在中层控制时只需根据命令阻抗查表求出触发角即可。 由此可见,触发角和基频阻抗的关系曲线是中层控制实现的关键。
基频阻抗特性作为TCSC装置最基本的一个特性,有很多文献涉及或对其进行研究,大多数文献中采用忽略晶闸管导通特性及电抗器电阻的理想情况下的基频阻抗特性,仅有部分文献考虑了电抗器电阻对基频阻抗特性的影响,而考虑晶闸管导通特性影响的文献很少。 但对TCSC动模装置进行数字仿真和动模实验时均发现,按照基频阻抗和触发角之间的关系式进行开环阻抗控制存在明显的误差,因此有必要对此进行较深入的研究。
本文的主要工作是围绕TCSC动模装置中层开环阻抗控制的查表误差展开,建立以线路电流同步的、考虑晶闸管导通特性影响时的TCSC基频阻抗模型,找出触发角和基频阻抗关系曲线随线路电流变化的数学机理,然后通过仿真分析和编程实践,指出最小二乘法查找对照表存在的问题,并提出了2种实用的TCSC查表法,最后通过动模实验验证了2种新方法的有效性。
1 TCSC数学模型对晶闸管导通特性的处理
TCSC动模装置一般采用一对反并联的小功率晶闸管模块,整个晶闸管的导通特性可以近似等效为一个恒电阻和一个恒压降(方向和晶闸管导通方向相同)。 由于动模实验时的电压级别相对实际工程比较低,线路额定电流仅十几安培,晶闸管导通电流相应也比较低,因此,下面的数学建模中忽略晶闸管导通时的恒电阻特性,仅考虑1 V左右的恒压降特性。
需要说明的是,在实际工程中,流过晶闸管的电流和晶闸管两侧的电压都非常高,这时既要考虑晶闸管导通时的恒压降特性又要考虑恒电阻特性。 如果晶闸管导通电流为几百安培,此时整个电抗器支路的导通压降大概在几百伏到几千伏之间,晶闸管串的恒压降大概有几十伏,很明显,这时晶闸管导通压降不可完全忽略,此时应该用恒电阻加恒压降模型; 如果晶闸管导通电流大到1 V管压降可以完全忽略时,整个晶闸管导通特性可以近似为一恒电阻模型。
2建立考虑晶闸管导通特性时基频阻抗模型
目前普遍应用的TCSC基频阻抗和触发越前角 β 之间的关系式如式(1)所示［12］:
设 αu为以电容电压作为同步信号时的触发角, 触发越前角 β 为导通角的一半,β=π-αu,自然谐振角频率(即电容和电抗环路的谐振角频率), K = ω0/ ω,ω 为工频角频率。 由式(1)可知:在L、C确定后即K确定后TCSC的基频等效阻抗只与触发角 αu有关。 与谐振点对应的晶闸管触发延迟角称为谐振触发角 αres,其大小由电感和电容的参数决定。 式(1) 是不考虑晶闸管导通特性的理想状态下推导得到的TCSC基频阻抗和触发越前角关系式。
TCSC晶闸管的不连续导通控制使电路呈现非线性特性,但是在晶闸管导通和截止期间状态变化具有线性和周期性,因此可以采用拓扑分析法［13］,通过分段求解线性微分方程(组)的方法分析电路的特性,建立考虑晶闸管恒压降特性的基频阻抗模型。
线路电流同步方式下TCSC的稳态波形如图1所示。 其中,iTH、iline、uC分别为晶闸管电流、线路电流和电容电压;ITHP为晶闸管电流峰值;α 为线路电流同步时的触发角;σ 为导通角,σ=β1+ β2,假设 β = β1= β2。 选定线路电流的正向峰值时刻为时间坐标轴的零点。 可以看到,稳态电容电压为奇函数,线路电流为偶函数,晶闸管电流为偶函数,三者都具有半周期对称性。 根据这一特点,只要确定了半个周期区间内的稳态计算公式,就可以得到全部时间域上的稳态计算波形。 线路电流用幅值恒定的工频电流源表示,即:
2.1晶闸管导通时的数学模型及求解
当有一个晶闸管处于导通状态时(ωt[-β,β]), TCSC装置为串联电容器与电抗器并联的结构。 考虑晶闸管具有恒压降(UTH0)的导通特性,假定电抗器为纯电感元件。 描述TCSC电路动态特性的微分方程式如下:
其中,参数C和L分别为串联电容器的电容值以及电抗器的电感值。
将式(2)代入式(3),可得:
边界条件为:
解二阶常系数线性微分方程式(4)得到晶闸管导通时(ωt [-β,β])的电容电压表达式,记为uC1(t):
其中,K=ω0/ ω,自然谐振角频率,工频角频率 ω=100πrad / s。
2.2晶闸管截止时的数学模型及求解
当2个晶闸管均处于关断状态(ωt [β,π- β]) 时,TCSC电路等效为一个串联电容支路,其状态由以下一阶微分方程描述:
边界条件:
解一阶微分方程式(7)得到晶闸管关断时(ωt [β,π- β])的电容电压表达式,记为uC2(t):
稳态运行时,TCSC电容电压量是具有半波奇对称特性的周期变化量,对电容电压量进行Fourier分析,其中,电容电压基波幅值A1的计算式为:
将式(6)和式(9)代入式(10)积分后可得:
由式(11)可以得到考虑晶闸管管压降时的基频阻抗和触发角关系式(12):
式(1)和式(12)分别为不考虑晶闸管导通特性的理想状态和考虑晶闸管导通特性时2种情况下推导得到的基频阻抗和触发越前角关系式,观察比较后可以发现:式(12)比式(1)多出一个含有UTH0的项,正是这一项导致基频阻抗特性曲线随着线路电流的变化而变化,线路电流幅值越小,基频阻抗特性曲线与理想情况相差越大;线路电流幅值越大,基频阻抗特性曲线与理想曲线越接近,当线路电流幅值足够大时,则可以忽略晶闸管导通管压降的影响。
3 TCSC基频阻抗特性曲线的仿真分析
在PSCAD / EMTDC电磁暂态仿真软件［14］中建立的仿真模型如图2所示,该电路采用工频电流源给TCSC装置供电,装置的基本参数为:C = 680 μF,L1= 2.5 m H,K = 2.44,线路电流作为同步信号,谐振触发角为53.1°,线路电阻R=1.31 Ω,L=0.073 H,假定电抗器为理想状态。
当晶闸管的管压降设计为1 V时,在不同线路电流(1 A,4 A,40 A)条件下的容性区基频阻抗值和触发角关系曲线如图3所示。 由图可见,晶闸管导通压降对TCSC的基频阻抗特性有显著影响。
当晶闸管的管压降设计为0时,即在不考虑管压降的理想状态下,线路电流大小对阻抗特性几乎没有影响,如图4所示。
通过仿真结果来定性分析晶闸管导通管压降对基频阻抗特性曲线影响的原因。
利用图2搭建2个模型同时进行仿真,两模型参数设置中,晶闸管导通管压降分别设为1 V和0 V (即不考虑导通管压降的理想状态),线路电流设置为4 A,触发角给定58°,其他条件相同,仿真结果见图5,图中iTH1、uTH1、iC1、uC1分别为考虑管压降时的晶闸管电流、晶闸管电压、电容器电流和电容器电压;iTH2、 uTH2、iC2、uC2分别为不考虑管压降时的晶闸管电流、晶闸管电压、电容器电流和电容器电压。
假设TCSC初始状态为闭锁(Block)状态,此时TCSC相当于固定串补,即电容直接串联在线路中, TCSC等效基频阻抗为电容器的容抗值XC,此时电容器两端电压为uC0(uC0= ilineXC)。 考虑晶闸管导通管压降与不考虑该压降相比,在每次晶闸管触发后的半个导通期间,由于电容电压uC0经过晶闸管分压后加在电抗上的电压值减小,从而晶闸管电流iTH也将减少, 并导致晶闸管提前关断,见图5(a)和(b),又由图6所示的电流关系公式iC= iline+ iTH,可见晶闸管导通期间对电容器的充电电流iC变小,如图5(c)所示,因此电容器电压uC减少,如图5(d)所示,而线路电流iline不变,所以TCSC等效基频阻抗值变小。
由于动模实验的电压级别较低,线电压为800 V, 整个TCSC上的压降一般仅为几十伏,此时晶闸管的导通压降带来的影响不可忽略,因此有必要采用新的查表方法来减少由此带来的误差。
4新TCSC中层阻抗控制查表法
4.1最小二乘查表法及其存在的问题
TCSC中层阻抗控制中开环控制方式如图7所示,该方式是通过简单的查表运算,得到与命令阻抗值Xorder相对应的触发角 α,然后通过底层触发卡直接去触发晶闸管。
这里对照表反映的是没有考虑晶闸管管压降时基频阻抗和触发角2个变量之间的对应关系,其中查对照表的方法采用的是最小二乘法,在主控程序中实现过程如下:在控制程序初始化时加载对照表,加载方法是先通过文件操作读取离线生成好的基频阻抗和触发角数据文件,然后调用函数,该函数利用最小二乘法求基频阻抗与触发角的关系曲线,即得到拟合多项式的各项系数,当需要将命令阻抗转化成相应触发角时,调用函数,该函数利用多项式系数计算得到触发角作为返回值传送给底层触发卡去触发控制晶闸管。
由前面的分析可知,对于实际小容量的动模装置, 如果不考虑晶闸管导通管压降,而仅通过建立基频阻抗和触发角2种变量的对照表进行查表存在较明显的误差;另外,就2种变量的对照表而言,这里采用最小二乘法拟合曲线也存在一定的问题,主要是查表误差较大。
图8中实线是将电容电压同步方式下容性区76组触发角和对应的基频阻抗原始数据导入MATLAB后中直接连线得到的曲线;虚线则是经过最小二乘法(五阶多项式)拟合后得到的曲线。 可见两者存在较大误差,如上层命令阻抗值为10 Ω,中层阻抗控制通过查表,即通过图中虚线得到触发角149.963 4°, 而从实线上查出是8.435 2 Ω, 误差达到18.55 %。 因此,本文提出2种实用的中层阻抗控制查表法,即二元三点插值查表法和线性插值查表法。
4.2二元三点插值查表法
下面利用在PSCAD / EMTDC下的仿真数据和MATLAB中绘制的图形以及C语言描述的算法编程来说明新的查表方法:首先,调节图2中的电流源, 在10种不同线路电流(1 A,1.5 A,2 A,2.5 A,3 A,4 A, 5 A,6 A,10 A,40 A)条件下分别采用Multiple Run多步运行模块进行仿真,产生不同触发角下的基频阻抗值,这里设置触发角范围为从90° 每次运行递减1° 直至53°,仿真结束后利用导出的输出数据文件在MATLAB中画出容性区基频阻抗值和触发角关系曲线,如图9和图10所示(图10中不含线路电流为40 A条件下的关系曲线);然后按照PSCAD / EMTDC中查表元件(X-Y Transfer Function)文件格式生成查表文件,利用Multiple Run多步运行模块对给定的命令阻抗值进行二维查表,得到相应的触发角。
应用C语言编程实现二元三点插值查表算法, 算法简介［15］如下:给定矩形域上n × m个结点(xi,yi) (i = 0,1,…,n - 1; j = 0,1,… ,m - 1) 上的函数值zij= z(xi,yi) ,利用二元三点插值公式指定插值点(u,v)处的函数近似值w=z(u,v)。
设给定矩形域上的n × m个结点在2个方向上的坐标分别为:
相应的函数值为:
选取最靠近插值点(u,v)的9个结点,其2个方向上的坐标分别为:
然后利用二元三点插值公式:
在实际应用上面算法时,将(xi,yi)、zij分别用(Xi,Ij)和Aij代替,Xi表示基频阻抗,Ij表示线路电流, Aij表示晶闸管触发角。 将上面仿真得到的数据以文件的方式导入C语言程序中作为原始插值数据,当给定插值点,即某一线路电流下的命令阻抗值,调用插值子程序,将返回查表后得到的触发角。
为了测试该查表算法程序的执行时间,调用C语言库函数clock()分别编写了4 × 4、10 × 20以及100 × 100区域的插值程序,程序执行时间基本上在10.989 0 ~ 27.472 5 μs之间变化。 这说明该算法的运算时间受原始插值数据规模大小的影响很小,完全可以满足实际查表的时间响应的要求。 另外,经过验证,程序在边界条件可以正常地实现查表功能,并且实际应用时给定原始矩形区域数据可以留有适当的裕度,这样可以避免发生边界失真的情况。
4.3线性插值查表法
观察图9和图10发现,TCSC基频阻抗和触发角关系曲线与线路电流有关,且线路电流越大则相同基频阻抗值对应的触发角越大,呈现一种非线性单调变化关系。 因此,除了采用二元三点插值法查对照表以外,还可以采用线性插值法进行近似查表,即给定线路电流和命令阻抗,通过线性插值的方法查得对应的触发角。 具体实现思路:首先生成多条不同线路电流条件下的基频阻抗和触发角关系曲线,然后根据给定的线路电流确定与之相邻的2个线路电流值,再根据命令阻抗,在每条相邻线路电流对应的基频阻抗特性曲线上利用二分法［16］找到与之相邻的2个阻抗值,近似认为这两点间曲线是一条直线,利用线性插值可以在每条曲线上找到各命令阻抗对应的触发角,最后,再近似认为触发角和线路电流呈线性关系,从而确定本次给定线路电流和命令阻抗条件下的触发角。
5 2种查表法的动态模拟实验结果
下面利用动态模拟实验验证二元三点插值和线性插值2种新的查表方法的有效性,实验结果如图11所示。 图中从左到右依次为不同线路电流条件下(1 A,1.5 A,2 A,2.5 A,3 A,4 A,5 A,6 A,7 A,8 A)10条基频阻抗和触发角关系曲线,给定10组不同线路电流和命令阻抗值作为插值数据,分别利用二元三点插值法和线性插值法进行插值,插值结果见表1。
图11则更为直观地反映了插值效果,图中“+”和“o”分别表示采用二元三点插值法和线性插值法查得的触发角。 由图可见,2种插值方法均可以实现对命令阻抗和触发角对照表的快速而有效的查找,其中线性查表法已经运用到实际TCSC动模装置中。
6结论
a. 本文建立了TCSC在线路电流同步方式下考虑晶闸管导通特性影响时的基频阻抗模型,从理论上解释了基频阻抗特性随线路电流变化的数学机理。
b. 对于小容量TCSC动模实验装置, 由于晶闸管导通特性的影响,不同线路电流时触发角和基频阻抗关系曲线不同,线路电流幅值越小,基频阻抗特性曲线与理想情况相差越大,这给开环阻抗控制带来较大误差。