西南交大新能源作业
新能源发电及并网技术
综
述
报
告
2014 年6月22日
新能源发电及并网技术综述
New Energy Power Generation and Interconnection Technology
were reviewed
ABSTRACT:The new energy refers to the traditional energy outside of the various forms of energy. Including solar energy, wind energy, biomass energy, geothermal energy and biofuels and hydrogen energy etc., generated by the new energy power generation, with its characteristics of environmental protection and economy is more and more get the favour of people. So in this paper, the concept of new energy and new energy power generation technology and classification, the characteristic of new energy power generation system, operation and control method, interconnection interface do to overview. On this basis, based on SMES of the doubly-fed wind power function and the system control scheme of excitation system in detailed description, and through the MATLA/SIMUL- INK, the simulation analysis of the system, verify its basic characteristics.
KEY WORDS:new energy, solar power, wind power generation, operation and control of SMES doubly-fed wind power generation field
摘要：新能源是指传统能源之外的各种能源形式，包括太阳能、风能、生物质能、地热能、及生物燃料和氢所产生的能量等，新能源发电以其环保性和经济性特点越来
越得到人们的青睐。所以本文就对新能源及新能源发电技术的概念和分类，新能源发电系统的特性、运行与控制方式、并网接口做以概述。在此基础上，对基于SMES（超导储能系统）的双馈风力发电励磁系统的功能和系统控制方案加以详细的描述，并通过MATLAB/SIMULINK,对该系统进行仿真分析，验证其基本运行特性。
关键词：新能源、太阳能发电、风力发电、运行与控制、SMES、双馈风力发电励磁
0 引言
新能源主要是利用以风能、太阳能、生物质能等为代表的清洁、可再生能源来发电，改善现有能源结构,以解决当今世界严重的环境污染问题和资源枯竭问题。本文就对新能源及新能源发电技术的概念特性、运行与控制方式、并网接口等作以概述。在此基础上，着重对基于SMES的双馈风力发电励磁系统的功能和系统控制方案加以详述，并通过MATLAB/SIMULINK仿真软件,对该系统进行仿真分析，验证其基本运行特性。
1 新能源及新能源发电技术
1.1新能源
新能源又称非常规能源，是指传统能源之外的各种能源形式。新能源技术是指以新技术和新材料为基础，使传统的可再生能源得到现代化的开发和利用，用取之不尽、周而复始的可再生能源取代资源有限、对环境有污染的化石能源，如太阳能、地热能、风能、海洋能、生物质能和核聚变能等。
1.2新能源发电技术及分类
利用新能源产生的能量来进行发电的技术成为新能源发电技术。目前我国新能源发电主要有：风能发电、太阳能光伏发电、
核能发电、生物质发电、氢能发电、垃圾发电、燃料电池发电、潮汐能发电、波浪能发电、地热能发电、燃料乙醇发电、生物汽油发电、生物柴油发电等。
1.2.1太阳能发电[2]
太阳能发电是利用光电效应，太阳能发电系统由太阳能电池组、太阳能控制器、蓄电池(组)组成。其作用是将太阳的辐射能力转换为电能，或送往蓄电池中存储起来，或推动负载工作。
1.2.2风力发电
风力发电技术是利用风力带动风车叶片旋转，再透过增速机将旋转的速度提升，来促使发电机发电。风力发电机一般有风轮、发电机(包括装置)、调向器(尾翼)、塔架、限速安全机构和储能装置等构件组成。
1.2.3地热发电
地热发电是利用超过沸点的中、高温地热(蒸汽)直接进入并推动汽轮机，并带动发电机发电，或者通过热交换利用地热来加热某种低沸点的工作流体，使之变成蒸气，然后进入并推动汽轮机，带动发电机发电。
1.2.4生物质能发电
生物质发电是利用生物质所具有的生物质能进行发电，包括农林废弃物直接燃烧发电、农林废弃物气化发电、垃圾焚烧发电、垃圾填埋气发电、沼气发电。
1.2.5潮汐能发电
潮汐发电是利用潮水涨落产生的水位差所具有势能来发电。也就是把海水涨、落潮的能量变为机械能，再把机械能转变为电能的过程。
2 新能源发电系统特性、并网的接口运行与控制
新能源发电的最显著特点是其出力具有随机性和不可控性及很强的季节性，且采用基于变流器的发电系统，给电网带来调峰调频，电压稳定与谐波等问题。
2.1太阳能发电
特点：太阳能发电独具许多优点，如安全可靠、寿命长、无噪声、无污染、太阳能无处不在；不受地域限制、无需消耗燃料、无机械传导部件，故障低，维护简便；可以无人值守，建设周期短；规模大小随意，无需架设输电线路；可以方便地与建筑相结合等。这些优点都是常规发电和其它发电方式所不及的。但是太阳能发电还有间歇性、不稳定性和不可控性的缺点。另外。太阳能电池板寿命有限，大约是10~20 年，而制作时所需使用大量硅、锗、硼可能会造成其他方面的污染[2]。
运行与控制：按照电力系统终端供电模式可分为独立光伏发电系统和并网光伏发电系统。独立光伏发电系统要有储能和充放电控制技术，以保证蓄电池的电压的相对稳定。
并网发电系统包括：光伏阵列、DC-DC 斩波器、DC-DC变换器，DC-AC逆变器、PWM控制器、驱动电路、蓄电池和继电保护装置。逆变电路是系统中最主要的电能变换电路，是实现并网供电的基础。逆变电路根据直流侧电源形式可分为电压型逆变器和电流型逆变器；根据逆变器的级数可分为单级式并网逆变器、两级式并网逆变器和多级式并网逆变器，其控制策略主要有滞环电流控制、SVPWM电流控制、滞环SVPWM 电流控制、双闭环控制、状态反馈线性化、滑模控制，以及神经元控制、模糊控制等。最大功率点跟踪（MPPT）控制的实现是一个动态自寻优过程，跟踪控制算法主要有：固定电压跟踪法(CVT)、扰动观察法、增量
电导法、模糊逻辑控制法、最优梯度法。
由于受光照强度的影响，光伏发电存在很大的波动，因而在不同的运行模式需要采用不同的控制策略。在孤岛运行模式下，逆变系统一般采用具有下垂特性的电压与频率控制；而在并网运行模式下，逆变系统一般采用有功和无功控制策略。
光伏电池阵列
DC/D C
DC/A
C
蓄电
池
电网
变压器
图1 太阳能光伏发电
2.2风力发电
特性：风力机的输出功率与风速的大小有关。由于自然界的风速是极不稳定的，风力发电机的输出功率也极不稳定。其有功出力的随机性和波动性，将会对系统调度运行产生重大影响，系统拥有足够灵活的可调节容量是系统接纳风电的先决条件。其优点在于风能资源无尽、
风力发电技术成熟、成本低廉。其缺点是发电具有间歇性、不稳定性和不可控性。
运行与控制：风力发电机发出的电能一般不能直接用在电器上，先要储存起来。独立运行的风力发电机组的储能系统主要是蓄电池储能和抽水储能。主要用到的发电机有永磁式交流同步风力发电机、硅整流自励式交流同步发电机、电容自励式异步发电机。其中最大功率控制策略主要有采用风速信号的控制方法和采用功率信号的控制方法。
图2 风力发电系统模型
并网运行的风力发电机组，其发电变流控制方法主要有：
1) 额定风速以下的最大风能捕获和额定风速以上的输出功率恒定控制。最大风能捕获主要采用的方法包括基于叶尖速比的控制法、爬山法和基于最佳功率参考值的方法[3,4]；功率控制主要采用定桨距、变桨距和主动失速控制方式；
2) 功率解耦控制及功率因数调节。常用的方法包括基于定子磁链定向和定子电压定向的控制方法[5]，幅相控制方法[6]，以及直接转矩控制和直接功率控制方法[7]；
3) 双馈风电机组无冲击并网控制。双馈风力发电系统的并网方式主要包括空载并网、负载并网、孤岛并网、直接并网四种并网方式，由于空载并网无需额外硬件装置，且控制易于实现，是目前采用的主流并网方式[8]；
4) 电网故障导致定子电压跌落期间实现风电系统低电压穿越控制。控制技术主要包括转子电路短路保护法、改进励磁控制方法和增加电网侧串联变换器[9]的方法；
5) 三相电网电压不平衡情况下的不间断运行控制。目前采用较多的方法是对称分量法，通过建立不平衡条件下发电机系统电磁量的正序分量和负序分量d-q轴控制模型，实现电网侧变换器与转子侧变换器协调
控制，抑制转矩和功率的脉动[10]。
2.3生物质能发电
特点：生物质指能够当做燃料或者工业原料、活着或刚死去的有机物，资源丰富，其中秸秆直燃发电技术简单，生产过程无污染，能实现二氧化碳零排放。它和电网容易匹配，不受煤矿、铁路的能力和价格变动制约，在各种新能源电力中，生物质能电力是最好的电力[1]。
运行与控制：生物质能发电机组包括垃圾发电机组、沼气发电机组和秸秆发电机组等，目前发展比较快的的是秸秆发电机组。生物质能并网发电技术与其他发电系统一样，必须满足电压相同、频率相等、相序相同。生物质能发电一般容量比较小，必须考虑一下其对电网的影响：①对电能质量的影响；②继电保护问题；③短路电流问题；④铁磁谐振问题；⑤可靠性问题。
2.4其他形式的新能源
地热是一种洁净的可再生能源。地球是一个巨大的热仓库，其内部的热能通过热水、蒸汽、干热等形式，源源不断地涌出地表，为人类提供丰富而廉价的能源。潮汐能的水轮发电机组就装在拦海大坝里，利用其发电必须具备两个物理条件：第一，潮汐的幅度必须大，至少要有几米；第二，海岸地形必须能储蓄大量海水，并可进行土建工程。
2.5详述大规模风电、光伏发电并网存在的主要问题和终端用户新能源接入技术
2.5.1目前大规模风电、光伏发电并网存在的主要问题
新能源发电的目的是增加电力系统的电量，减少电力系统对一次能源的消耗。新能源发电具有间歇性、随机性、可调度性差的特点，目前，在电网接纳能力不足的情况下，大规模新能源发电并网会给电力系统带来一些不利影响，电网必须控制接入容量在可控范围内，以最大限度地减小不利影响，存在的主要问题在众多文献中均有描述，本文总结如下几点：
1）间歇性和波动性发电特点风力发电和光伏发电受天气影响均具有间歇性和波动性特点，并网电量随机波动较大、可调节性差，并网时会产生较大的冲击电流，从而会引起电网频率偏差、电压波动与闪变，引起馈线中的潮流发生变化，进而影响稳态电压分布和无功特性，使电网的不可控性和调峰容量余度增大，如果电网中没有足够的调峰容量，就会使电力系统的安全稳定性受到影响。如果风电机组不具备低电压穿越性能，风电场并网点电压跌落时，极易引发电网瞬时故障，影响电网安全运行。这些问题的严重程度与接入点电网的电压等级、短路容量、联网设备及其控制方法、电源的类型及其并网容量等密切相关。因此，除并网风电和光伏发电系统应具备一定的并网技术性能外，还必须要求电网具备足够的调峰容量和接纳能力。同时要求并网发电系统配置有功功率调整和动态无功功率调整控制功能，还需要配置一定的无功补偿，以补偿场（站）内的无功损耗。
2）注入电网的谐波由于并网风力发电和光伏发电系统均配有电力电子装置，会产生一定的谐波和直流分量。谐波电流注入电力系统后，会引起电网电压畸变，影响电能质量，还会造成电力系统继电保护、自动装置误动作，影响电力系统安全运行。所以，需配置滤波装置、静止或动态无功补偿装置等，以抑制注入电网的谐波含量。
3）孤岛现象孤岛现象是当电网失压时，并网风力发电和光伏发电系统仍保持对
失压电网中的某一部分供电的状态，并与本地负载连接形成独立运行状态。这时，孤岛中的电压和频率不受电网控制，如果电压和频率超出允许的范围，可能会对用户设备造成损坏；如果负载容量大于孤岛中逆变器容量，会使逆变器过载，可能会烧毁逆变器。同时，会对检修人员造成危险；如果对孤岛进行重合闸操作，会导致该线路再次跳闸。由此可见，对孤岛现象的检测和预防是十分重要的，这也是目前并网风力发电和光伏发电系统急需解决的关键技术之一。目前研究的重点技术包括功率预测和储能技术，具备功率预测系统是并网的必备技术。
4）并网标准目前，我国还没有统一的关于新能源发电的并网标准，现有的多是关于大中型并网系统的技术规定，相关并网和检测技术标准、系统检测和认证体系等都还在逐渐完善中。事实上，目前关于大中型新能源发电并网对电力系统安全稳定性、电能质量、电网调度和运行等的影响因素，以及电网接纳能力等方面的技术问题尚没有确
切定论，对接入系统的有功/无功控制能力、电能质量及低电压穿越能力等的检测手段
也不完善，包括对控制器、逆变器、输配电设备、双向计量设备及系统安全性方面的检测。
随着大中型新能源并网系统的发展，对电网的接纳能力、电量调度运行、配套政策等方面会提出新的要求。由上可见，大中型新能源并网系统的发展，有赖于电网的发展和技术的提高，只有电网具有足够的接纳能力和功率调整能力，才能有效地发挥新能源并网技术和增加电力系统电量的作用。
2.5.2终端用户新能源接入技术
目前，微小型风力发电和光伏发电系统大致可分为离网蓄电、并网发电及两者混合系统三类。混合系统兼顾了离网蓄电和并网发电系统的优点，有较强的适应性，用户可根据电网峰谷电价来调整自身的发电策略。并网控制的目标是控制逆变器输出稳定的高质量正弦波，且与电网接入点电压、频率和相位同步，以达到稳定并网的目的。系统中的逆变器或变频器技术目前已达到相当高的水准，并都采用了 SPWM 控制技术。最大功率跟踪控制是风力发电和光伏发电系统的关键技术之一，小型发电系统一般采用被动式最大功率跟踪控制系统，控制方式简单实用。
1）光伏发电的接入和并网方式
光伏发电系统主要由光伏阵列、传感器、储能型蓄电池和充放电控制器、DC/DC 升压电路、逆变器、滤波器和系统控制器等组成。核心部件是光伏阵列、逆变器和系统控制器。并网方式可以将光伏阵列组件输出与逆变器连接，经隔离变压器接入电网，或者将逆变器直接与电网连接。或者将光伏阵列输出经高频逆变后，通过变压器隔离，再经过变频器与电网相连。由于设有隔离变压器，直流分量不会流入接入电网，谐波含量低。无隔离变压器网方式是将光伏输出通过
DC/DC 升压电路、逆变器和滤波器，直接与电力系统相连，这种方式会向电网注入一定的谐波含量。储能型蓄电池可起功率和能量调节的作用。小型光伏发电系统一般通过实时检测光伏阵列的输出功率，预测当前工作状况下光伏阵列可能的最大功率输出，然后根据功率平衡原则使光伏阵列达到最大功率输出，实现最大功率跟踪。主动式自动跟踪系统采用步进跟踪方式，包括水平单轴、倾纬度角斜单轴和双轴跟踪，前两者只有一个旋转自由度，双轴跟踪具有两个旋转自由度。通过计算得出太阳直射方位，以控制光伏阵列朝向，使其有最大功率输出。
2）风力发电的接入和并网方式
目前，已有各种类型的风力发电机结构、发电方式和并网控制方式，如风力发电机有异步发电机、同步发电机和双馈式感应发电机三类，驱动方式有齿轮箱驱动和直驱式两类，运行方式有定转速和变转速两种，变转速风力发电机组的部分或全部容量采用变频器并网运行。全部容量采用变频器的直驱式风力发电机组采用永磁同步发电机，能够在较宽的转速范围内运行，具有转矩密度高的优点，发展前景看好。现代风力发电机都有偏航系统和液压系统等，以提高运行性能，偏航系统可以随时跟风，使风轮总是垂直于主风向。液压系统用于调节叶片桨矩、阻尼、停机、刹车等。小型风力发电系统主要由小型风力发电机（直驱式永磁同步发电机或异步发电机）、传感器、储能型蓄电池和充放电控制器、DC/DC升压电路、变频器、滤波器和系统控制器等组成。核心部件是风力发电机、变频器和系统控制器。并网方式可以将变频器输出经隔离变压器接入电网，或者将变频器输出直接与电网连接。特点与光伏发电系统相同。小型风力发电系统可以预先在控制器中预设风速-最大功率曲线表，由风速传感器实时检测风速，并测量整流器输出侧直流电压，然后根据功率平衡原则，用查表法查找对应的最大功率，使变频器达到最大功率输出，实现最大功率跟踪。
3 储能技术
3.1储能技术及分类
储能即能量存储，是利用一种物质如化学或者物理的方法做储能介质，先将一种能量以一定的方式存储，在未来需要的时候以特定能量形式释放出来的循环过程。
按照储能的定义，燃料电池与金属-空气电池虽然不具备“充电”的特性，不等同于狭义上的储能，但就其特点和应用领域又与储能产品相近，因此将其收录在其它储能类别中。
表1 储能技术分类
3.2超导储能技术SMES
超导储能(Superconducting Magnetic Energy Storage ,简称SMES) 是利用超导线圈通过整流逆变器将电网过剩的能量以电磁能形式储存起来,在需要时再通过整流逆变器将能量馈送给电网或作其他用途。
由于超导线圈在超导状态下无焦耳热损耗运行,同时其电流密度比一般常规线圈高1-2个数量级。因此它不仅能长时间无损耗地储存能量,而且能达到很高的储能密度。它的储能效率高、响应速度快也是其它类型储能装置无法比拟的。
3.3超导储能装置模型
储能装置中能够在短时间（几秒）内向风电场提供有功功率，因而控制器的设计应分类名称
物理储能
飞轮储能
压缩空气储能
抽水蓄能
化学储能
铅酸电池
锂离子电池
液流电池
熔融盐电池其他储能
电化学电容器
超导储能
燃料电池
金属-空气电池
该能够用来调节风电场发出的有功功率。同时，SMES系统可以提高给工业用户供电的稳定性。
超导储能系统包括：超导储能线圈、功率调节系统（Power Conditioning System，PCS）、控制系统、失超保护系统和冷却系统。
图3.1 超导储能装置原理示意图
超导储能线圈需要通过一个交直流转换器和交流电网连接。PCS包括有电流源型换流器（Current Source Converter，CSC）和电压源型换流器（V oltage Source Converter，VSC）加斩波器（chopper）两种，从目前换流器应用来看，电压源型换流器的发展比电流型成熟，大容量的SMES系统还是应采取电压型换流器与电网相连，超导储能系统拓扑结构见图2。
图2 VSC型SMES结构框图
1）SMES运行原理。图2中，电压源
型换流器和斩波器通过电容C相连接；Va、Vb和Vc 为网侧相电压；Ia、Ib和Ic为网
侧相电流；S1~S6为开关管的开
关信号；P1、P2为二象限斩波器开关
管的开关信号；Lsm为超导线圈的电感；Ism
为流过超导线圈的电流；L和R分别为滤波
器的电感和电阻；VDC为电容两端的电压。
依据图3.2可以得到SMES的等效模型
如下：
图3.2 SMES运行原理
dt
rV
L
I
dt
V
C
V
rI
Y
I
Y
I
m k
I
Y
Y
m kV
V
I
I
I
DC
sm
DC
DC
S
q
Y
DC
DC
t
q
P
?
=
?
=
+
+
=
+
=
+
=
1
1
)1(
)
sin
cos
(
)
sin
(cos
式中，I为SMES交流侧电流，Vt为SMES
交流侧电压，k为交流侧直流侧电压的比值，m为PWM的调制比，r为斩波器的占空比。SMES与交流电网交换的有功
功率和无功功率分别为：
)
cos (sin Y V V X V
Q X Y V V P G t t G
t -==
式中，X 为变压器的漏抗，Vt 为SMES 交流侧电压，VG 为SMES 接入到电网处的电压。由上式可以看出通过控制触发角ψ和SMES 交流侧电压的幅值能够有效的控制SMES 与电网交换的有功功率和无功功率。自关断器件的出现，使得SMES 能在四象限独立控制有功和无功功率。
电压源型换流器。功率控制系统通过控制交流侧的电流来控制与电网交换的有功功率和无功功率；斩波器通过调节超导线圈的电压输出电网需要的有功功率；电容C 对电压源型换流器和斩波器的电压起到支撑作用，实现了超导线圈与电网的解耦，可保护超导线圈不受系统干扰。VSC 控制框图如图4所示。
图4 SMES 装置控制策略
Psref 和Ps 的差值与Qsref 和Qs 的差值分别经过PI 调节器得到Idref 和Iqref ，Idref 和Iqref 再与实测的Id 和Iq 进行比较，差值分别经过PI 调节器得到Vd 和Vq ，进而可以得到PWM 控制所需要的PWM 信号，由此信号值，经软件可进一步得到PWM 脉冲，从而驱动变流器中各个开关，得到特定功率值时所需的交流电流。PI 调节器的参数设定使用尝试误差法。
两相斩波器。SMES 系统储存的能量和有功功率如下：
sm
sm sm sm sm sm
sm I V dt dI I L dt dE
P I L E ====2
2
1 (3)
调节两象斩波器的占空比调节平均电压去控制超导储能线圈的充放电，基于此思想，两象斩波器的控制框图如图5示。PL-ref 和PL 的差值经过PI 调节器后产生PWM 所需要的调制信号，调制信号再和三角载波信号比较以产生IGBT 所需要的触发脉冲。
图5 斩波器控制策略
3.4电压源型超导储能系统模型搭建
图5.1 电压源型SMES 模型
图5.2 电压源型SMES的MATLAB/SIMULINK搭建模型
图5.3 电压源型SMES的PWM控制策略
图5.4 电压源型SMES的直流侧电压波形（黄线—无SMES;粉线—使用SMES）
3.5 SMES在电力系统中的应用与展望
随着国民经济的发展,人民生活水平不断提高,人们对电能质量和系统安全提出了更高的要求。超导磁储能(SMES)装置作为FACTS家族中重要一员能为高压输电系统提供快速响应容量,提高系统稳定性、提高输电线路输送功率极限,抑制频率和电压波动、改善电能质量。为充分发挥超导储能装置改善电能质量和提高系统稳定的功能,研究SMES在电力网中最优位置安装及容量以及SMES与其他储能设备或非储能设备之间的协调关系显得非常重要。
目前,国内外有许多SMES工程正在进行或者处于研制阶段。超级电容大多用在高峰值功率、低容量的场合。因能在充满电的浮充状态下正常工作10a以上,超级电容器可以在电压跌落和瞬态干扰期间提高供电水平。超级电容器体积小,安装简单,可在各种环境下(热、冷和潮湿)运行,现在可以为低功率水平的应用提供商业服务。
储能装置的动静态性能在很大程度上依赖着控制器的设计。随着储能装置在电力系统中的广泛应用,在储能装置的控制器设计中有一个问题需要考虑:电力系统中储能装置与其他电力设备之间以及不同储能装置之间是否存在交互影响的问题。研究表明:多台储能装置之间以及储能装置与电力系统其他控制设备,如电压调节器、电力系统稳定器等之间确实存在一定的交互影响,并对电力系统的运行和控制产生重大影响,严重时可能使储能装置的控制性能恶化,导致系统失稳。鉴于储能装置间可能存在的负交互影响,如何定量分析这种交互影响,并通过储能装置的协调控制消除这种交互影响,值得进一步研究。探索新理论和技术,通过多个能装置的协调控制来提高电力系统的安水平,是电力系统稳定研究的一个极为重要课题。
协调控制的目的即各种储能装置被同时进行工作能够达到全局性的有利的改进。协调控制的关键是如何处理好各储能设备之间的相互作用。
图6 SMES在系统中作用示意图
电力系统中,调速器是调整系统频率的主要设备。见图6，SMES与原动机调速器虽都能够平衡系统有功和稳定频率,但却有很多不同，SMES是采用电力电子技术，快速而灵活；同时输出有功和无功,调速器只调节发电机的输入功率；SMES将功率注入电力网络中，改善发电机特性，平衡电力网络的功率，而不是直接改变发电机的机械功率。SMES的Kp和调速器的参数K的相互影响,协调控制的过程中，对K和Kp进行了协调控制。现阶段SMES比STA TCOM成本相对较高, SMES的研究集中在抑制系统的低频振荡方面。调节系统电压电力系统中基本接受STA TCOM。SMES技术日趋成熟，成本下降，SMES相对STATCOM具有更多的功能，
SMES替代STA TCOM而广泛应用于电力系统将变成可能。鉴于SMES和STA TCOM的相似性, SMES和励磁协调控制可以借鉴STA TCOM发电机励磁协调控制的研究成果。单机无穷大系统和多机系统中励磁和STATCOM协调控制,设计了输出反馈STATCOM和发电机励磁控制器,提高了系统的暂态稳定性。SMES和STATCOM 同样能够给系统提供无功功率，调节系统的电压。因此, 如何将SMES与励磁协调控制
改善电力系统的运行性能，是一个非常有实际意义和理论价值的研究课题。
4 基于SMES 的双馈风力发电励磁系统MATLAB/SIMULIN K 应用实例
4.1系统工程原理
一种基于SMES 的双馈风力发电机励磁系统，该方案把超导磁体与DFIG 励磁系统相结合，以平滑风电机组并网处的功率波动，抑制风电机组并网引起的电压波动和闪变等电能质量问题，提高DFIG 在电网故障时的不间断运行能力，此外，该系统还可以
主动参与电网运行与控制，提高了风力发电并网系统运行的稳定性和可靠性[11]。
基于超导磁储能的双馈风力发电机励磁系统的主电路如图7所示，系统主要由转子侧变流器、网侧变流器、斩波器和超导磁体组成。超导磁体作为励磁系统的中间储能环节，通过斩波器与转子侧和网侧变流器相连。系统在运行过程中，斩波器控制超导磁体的充磁和放磁，通过与变流器的协调控制实现超导磁体与发电机转子和电网之间的功率交换。
风机
电网
网侧变流器
转子侧变流器
DFIG SC
1
f 2
f r
f m
P ,r r
P Q ,
sc P ,s s
P Q ,s s
P Q
图7 基于超导磁储能的双馈风力发电励磁系统的主电路
双馈感应发电机为三相绕线式异步电机，定子绕组并网，转子绕组由具有可调节频率的对称三相电源激励。当风速发生变化时，发电机转速变化，控制转子励磁电流的频率，可使定子输出频率恒定，实现变速恒频发电，即f 1=n p f r +f 2 （4-1) 式中f 1—定子电流频率(Hz)；
f r —转子旋转频率(Hz)，f r =n r ／60，f r 为
发电机机械转速(转／分)； n p —电机的极对数； f 2—转子励磁电流频率(Hz)。
从上式可知，当发电机转速n r 变化时，可通过调节转子励磁电流频率f 2保持定子输出频率f 1恒定。当电机的转速n r 小于定子
旋转磁场的同步转速n 1时，转子电流频率f 2与定子电流频率f 1同相序，双馈感应发电机工作在亚同步运行状态；当n r 大于n 1时，转子电流频率f 2与定子电流频率f 1相序相反，双馈感应发电机工作在超同步运行状态；当n r 等于n 1时，转子电流频率f 2=0，双馈感应发电机工作在同步运行状态，转子为直流励磁。
图7给出了双馈感应发电机在机电能量转换过程中功率流动的关系，其中，P m 为风力机提供给转子的机械功率；Ps 为定子输出功率；Pe 为定子侧通过气隙传递到转子侧的电磁功率，若忽略铁损和定子铜耗，定子输出功率Ps 等于电磁功率Pe ；Pr 为转子输出功率；转子侧的功率关系可表示为：
Pe=Pm+Pr
Pm=(1—s)Pe (4-2)
Pr=s Pe
式中s—发电机的转差率，一般远小于1，因而转子输出功率Pr是双馈发电机的转速运行范围所决定的转差功率，该转差功率仅为定子额定功率的一小部分，而且可以双向流动。
当采用基于超导磁储能的双馈风力发电机励磁系统时，超导磁体作为励磁系统的中间储能环节，可以同时与转子侧变流器和网侧变流器进行功率交换。在超导磁体储能量允许的条件下，励磁系统的功率流动满足：Psc=Pr+Pg (4-3)
式中Psc—超导磁体通过斩波器输出的有功功率；
Pg—网侧变流器与电网之间的有功功功交换。
当s>0时，电机工作在亚同步状态，转差功率Pr >0，由超导磁体通过斩波器为发电机转子提供转差功率；当s<0时，电机工作在超同步状态，转差功率Pr <0，由超导磁体通过斩波器吸收发电机的转差功率。网侧变流器在运行过程中首先要保证超导磁体的储能量在允许范围内，当超导磁体电流过低时，可以通过网侧变流器为超导磁体充电；当超导磁体电流过高时，可以通过网侧变流器把多余的能量输入到电网。在保证超导磁体安全运行这一基本条件下，网侧变流器、斩波器和超导磁体可以发挥SMES的功能，根据系统运行的状态，响应系统功率需求，提高风力并网发电系统的稳定性。根据上述分析，该励磁系统可以实现如下功能：
1)通过控制超导磁体与DFIG转子绕组之间的功率交换，发电机可以根据风力机的转速变化调节励磁电流的大小和频率，使之始终运行在最佳转速上，提高机组的运行效率。
2)在超导磁体储能量允许的条件下，DFIG在变速恒频运行过程中所需的滑差功率都可由超导磁体提供，而不需要与电网进行相应的滑差功率交换，可以在一定程度上降低风电机组输出功率的波动。在此基础上，超导磁体还可以通过网侧变流器与电网进行功率交换，平滑风电机组并网处的功率波动，有效抑制风电机组并网引起的电压波动和闪变等电能质量问题。
3)在风电机组并网运行过程中，该系统可以作为SMES运行，利用SMES的高效储能和快速响应特性，主动参与电网运行与控制，提高了电网运行的稳定性和可靠性。
在本系统中，DFIG的转子侧变流器和网侧变流器是相互独立运行的。在外部电网故障的情况下，采用相应的励磁控制策略，利用超导磁体的储能可以有效抑制转子侧变流器的过电流，并维持直流侧电压的稳定。此外，超导磁体通过网侧变流器为系统提供功率支撑，可以快速恢复并网处的电压，有效提高DFIG的不间断运行能力。
4.2系统控制方案
为了实现上述所述的功能，系统的控制可以分成三个部分，一是对转子侧变流器的控制，二是对网侧变流器的控制，三是对斩波器的控制。其中，转子侧变流器和网侧变流器的控制是相互独立的，而斩波器的控制要同时考虑转子侧和网侧的有功功率需求，进行综合的能量控制，系统控制框图如图8所示。
电网
网侧变流器
PWM 信号
网侧变流器控制系统需求
斩波器功
率控制
占空比
PWM 信号超导磁体斩波器
转子侧变流器
PWM 信号转子侧变流器控制
双馈发电机
风力机
rabc
u rabc i r
Q .m w v
opt
P r
P *sc i sc
i *
s P *
s
Q *dc
u dc u *sabc u
图8 基于超导磁储能的DFIG 励磁系统的控制框图
风力机在风速变化时调节风轮转速，以保持最佳叶尖速比，可以实现最大风能捕获，获得最优机械功率输出。根据最优机械功率输出和DFIG 的运行状况，可以确定转子侧变流器需要提供的励磁电流。采用定向矢量控制，可以通过控制转子侧电压调节DFIG 的转子励磁，实现发电机组的变速恒频运行
[12,13]
。在电网出现扰动的情况下，为
了提高DFIG 的不脱网运行能力，必须采用专门针对电网故障而设计的励磁控制策略，保证系统的正常运行。
对网侧变流器的功率控制可以实现不同的功能，如降低风电机组输出功率的波动、提高DFIG 不问断运行能力及并网系统的稳定性和可靠性等。根据不同的控制目标，确定网侧变流器的有功和无功功率给定值，采用状态反馈解耦控制，通过控制电网电压来调节网侧变流器的功率流动。
斩波器用于控制超导磁体的充磁和放磁。综合考虑转子侧和网侧变流器的功率需求，超导磁体的电流水平及超导磁体储能量的大小，通过斩波器控制超导磁体上的电流和电压，实现超导磁体与转子侧和网侧变流器的功率交换。由于转子侧和网侧变流器是相互独立运行的，转子侧和网侧变流器的直
流侧电流分别由各自的变流器控制决定，斩波器不参与转子侧和网侧变流器间的直流电流的分配控制。
对于网侧变流器的功率控制和斩波器控制，主要是对双馈发电机的定向矢量控制双馈发电机数学模型。
假定双馈发电机定、转子均为三相对称绕组，均匀分布在电机圆周内，气隙均匀，电路、磁路呈对称分布，忽略磁滞、涡流损耗和铁耗，只考虑定、转子电流的基波分量，忽略谐波分量。规定定、转子侧电压、电流正方向取电动机惯例。感应电机采用五阶量轴的表示方法，即通常所说的派克模型[14]。 感应电机的定子电压可用如下的空间矢量
方程来描述：
s
s s s s
s s
d u R i dt
ψ=-+ (4-4)
转子电压方程可被描述为:
r
r r r r
r r
d u R i dt
ψ=-+ (4-5)
式中下标s 表示定子，r 表示转子
定子和转子坐标系之间的相互关系可表示
为：
r j s r x e x θ= (4-6)
将式(3-5)转子电压方程由转子坐标系变换到定子坐标系，可得
s
s s s r r
r r
r r d u R i jw dt
ψψ=+- (4-7)
同时，定子轴系下定、转子绕组的磁链以及
电磁转矩为：
0()r
j s s r s s
s s s r s m s m r L i L e i L L i L i θσψ=+=++
（4-8）
0()r
j s s r s s r s r r r m r m s L i L e i L L i L i θσψ=+=++
（4-9）
3
Re()2
s s e p r r T n i ψ=
? (4-10) 图9所示为定子坐标系下的双馈感应电机派克模型。由定子坐标系变换到同步旋转坐标系，可得定、转子的电压和磁链方程为：
1s
s s s s d u R i jw dt
ψψ=+
+ (4-11)s
R s L σ
m
L r L σ
r
R +
-
s s
i
s r
i
s r
u s s
u s
r r jw ψ
图9 双馈感应电机派克模型等效电路
2r
r r r r d u R i jw dt
ψψ=+
+ (4-12) s m r m s L i L i ψ=+ (4-13)
r m s r r L i L i ψ=+ (4-14)
1）双馈风力发电机定子磁链定向矢量控制。由图9可以看出，DFIG 分别由定子和转子两个电源提供电能，根据式(4-13)和式(4-14)可得，输入双馈发电机的有功功率为：
**
s r P P P Re[]Re[]
s s r r u i u i =+=+
loss P +P P field e =+(3-15)
式中loss P —定-转子绕组的铜耗；
P field —因磁场变化而从定、转子电源
吸收的功率；
P e —从定、
转子电源输人到DFIG 的中电磁功率，且
()P e r m rd sq rq sd w L i i i i =- (4-16)
DFIG 正常运行时定、转子磁场不发生变化，因磁场变化而从定、转子电源吸收的有功功率P field =0。同理，因磁场变化而从
定、转子电源吸收的无功功率也可忽略，则DFIG 从电网吸收的无功功率可以表示为：
()**
*11Im[]Im[]s s s s
s m r s
Q u i jw L i L ψψ==-
2
*11Im[]m s s s r s s
L w jw i L L ψψψ=--(4-17)
在并网运行过程中，DFIG 定子直接接电网，定子电压s u 即为电网电压。在正常运行情况下，电网电压的幅值、频率和相位均
可以看作是不变的，故在同步旋转坐标系中，其两个分量是恒定的直流量，且定子磁链矢量s ψ也可以认为是稳定的，则有
/0ms di dt ≈。因而，在电网电压恒定的情
况下，忽略定子励磁电流的动态过程，DFIG
的电压方程可以简化为：
1s s s s u R i jw ψ=+ (6—66) (4-18)
2r
r r r r r
di u R i jw L dt
ψσ=++ (4-19) 对于DFIG 的励磁控制，可控量是转子电压，直接被控对象是转子电流，式(4-18)和式(3-19)给出了转子电压和转子电流之间的关系，这两个方程式是传统矢量控制中电流内环控制器设计的依据[15]。方程右边的
r
r
di L dt
σ分量可作为控制器PI 调节参数的设计依据，而2r jw ψ可以用来设计消除交叉耦合的补偿项。
DFIG 通过定子向电网输出的有功和无功功率为：
2
1
P P R +m
s out s s s s rq s
L i w i L ψ-=-=-（4-20）
2
11m s out s s s rd s s
L w Q Q w i L L ψψ-=-=
- (4-21) 由式(4-20) 和(4-21)可以看出，在采用定子磁链定向后，实现了DFIG 有功和无功功率的解耦。对转子电流q 轴分量的控制可以调节DFIG 输出的有功功率，对转子电流d 轴分量的控制可以调节DFIG 输出的无功功率。所以双馈风力发电系统的控制就是通过转子侧PWM 变流器的矢量变换控制实现的[16]。
转子电流闭环控制器可以根据（4-15）进行设计，在dq 坐标系中表示：
2R rd
rd r rd r
r rq di u i L w L i dt
σσ=+- （4-16） 2R rq
m rq r rq r
s r rd s di L u i L w L i dt L σψσ??=+++ ???
（4-17）
根据上两式可以得到如图10所示的基于定子磁链定向矢量控制的转子电流闭环控制的结构图。
PI
PI
M
变流器转子侧
PWM
2/33/2
定子
磁链计算
磁通角计算
双馈电机
位置传感器
3/2
+
-
+
+
++
+
+-
-
-
-
/d dt
电网
rq
i
*
rd
i
*2r rq w L i σms
i 2
w r
w 1
w /d dt
1m
L s
ψrd
i rq i s
θs
j e θ-s αβψs u αβ
s i αβ
sabc
i sabc
u r
θrabc
i r i αβ
()
s r j e θθ-
-()
s r j e
θθ-rd
u *rq
u *2
02r rd ms s L w L i i L σ??+ ?
??
图10 转子侧变流器基于定子磁链定向的矢量控制框图
4.3仿真分析
本系统采用MATLAB/SIMULINK,对该系统进行仿真分析，验证其基本运行特性。据图7和图8建立各个模块的仿真模型及相应的控制模块，供风力发电机接入的动模系统为220V 等级，DFIG 的参数为：额定容
量3hp ，额定电压220v ，定子漏抗s L σ=4mh ,转子漏抗r L σ=2mH ，定转子互感
m L =69.31mH ， 定子回路电阻R s =0.435Ω，转子回路电阻r R =0.816 Ω，
极对数p n =2。转子侧变流器为采用IGBT 的三相变流器桥，容量为25.3kV A 。网侧变流器同样为IGBT 的三相变流器桥，考虑到满足不同的系统侧要求，容量为45kV A.直流电容为9400 F μ，直流侧电压在运行过程中为450V .超导磁储能为100KJ.最大通流
量150A 。
首先，分析基于超导磁储能的双馈风力发电机励磁系统的动态特性。系统仿真主要
包括两部分内容：一是风速变化过程中DFIG 对风速的跟踪，二是超导磁体对电网的功率支撑。仿真流程设置如下： 1）DFIG 运行：
t=1s 时，风速为6.5m/s,发电机有功功率输出为650w ，无功功率为0； t=1.3s 时，风速为8m/s,发电机有功功率输出保持不变。 2）网侧功率需求
t=1s 时，电网有功功率需求为600w ，无功功率需求为-600var ；
t=1.15s 时，电网有功功率需求为1200w ，无功功率需求为-600var 不变； t=1.45s 时，电网有功功率需求为1200w 不变DFIG ，无功功率需求为1200var ； 仿真结果如图11和12所示，图11为DFIG 变速恒频运行过程中，发电机定转子侧的波形图。从图中可以看出当风速变化时，DFIG 转速跟踪风速变化，有效利用风
能。根据转速的变化，通过控制转子侧变流器调节转子励磁电流，保证DFIG定子侧输出电流频率恒定。此外，DFIG在变速恒频运行过程中，还可以控制发电机输入到电网的无功功率，控制并网运行过程中的功率因数。
图12为运行过程网侧变流器的波形图。从图中可以看出，超导磁体通过网侧变流器可以快速独立地对系统进行功率补偿，响应时间在5ms以内，而且实现了有功和无功功率的解耦控制，可以满足不同的系统需求，对系统提供功率支撑。此外，DFIG的变速恒频与超导磁体对系统的功率补偿可以相互独立运行，两者之间没有直接的功率流动，相互之间没有影响。
在对基于超导磁储能的双馈风力发电机励磁系统的基本动态特性进行分析后，下面验证该系统平滑风力发电机输出功率波动的功能。风力发电机及其励磁调节系统参数保持不变，风力发电机通过输电线路与无穷大系统相连，输电线路与无穷大系统的参数采用第4章中所描述的动模实验室的系统参数，此处不再详细说明。仿真过程中采用随机风速信号，取风速信号的平均值(10min)为风速预测值，并以此确定风力发电机输入到系统中有功功率的参考值，然后通过SMES的功率调节来补偿风力发电机输出功率的波动，仿真过程中对引入SMES的DFIG励磁系统和不引入SMES的DFIG励磁系统进行对比分析，结果如图13所示。图13（a）为仿真中采用的风速信号，风速预测值为12m/s，风力发电机输入到系统中的有功功率参考值为0.9p.u.。图13（b）中的虚线代表DFIG定子侧输出有功功率，从图中可以看出，DFIG定子侧输出有功功率跟随风速变化产生波动。由于SMES引入到双馈风力发电机的励磁系统中，利用超导磁体的储能可以平滑风力发电系统输出的功率波动，如图13中的实现所示。SMES在运行过程中通过网侧变流器与系统进行有功功率交换，如图13（c）所示。有仿真结果可以看出SMES的引入可以平滑风力发电机输出功率的波动，对风电机组并网引起的波动和闪变等电能质量问题具有一定的改善作用。
（a）定子三相电流
（b）定子侧有功功率
（c）定子侧无功功率
（d）转子三相电流
（e）转子三相电压
（f）电磁转矩
图11 双馈风力发电机运行中定、转子侧电量波形
（a）交流侧线电流
（b）交流侧输出电压
（c）交流侧有功功率
（d）交流侧无功功率
（e）变流器直流侧电压
图12 网侧变流器交、直流侧电量波形图
（a）风速
（b）DFIG定子侧输出有功功率
（c）SMES输出有功功率
图13 SMES平滑风力发电机输出功率波动的仿真结果
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235.
西南交大交通运输系统分析离线作业
交通运输系统分析第一次作业 三、主观题(共12道小题) 41.开放系统 答：系统与外界环境之间有物质、能量、信息交换的系统称为开放系统． 42.请举出一个系统的实例，并分析其目的、要素集、关系、结构和环境． 答：（主观题，自行举例即可） 43.系统的目标集中若出现相互矛盾的情况，应当怎样处理？请举例说明． 答：分目标之间可能是矛盾的，因此采用某种形式的折衷是必要的，即在矛盾的分目标之间寻求平衡．具体的做法是通过计算每个分目标对总目标的贡献来确定最佳的妥协． （自行举例既可） 44.切克兰德软系统方法论的步骤是什么？ 答： （1）系统现状说明 通过调查分析，对现存的不良结构系统的现状进行说明． （2）弄清关联因素 初步弄清与现状有关的各种因素及其相互关系． （3）建立概念模型 在不能建立数学模型的情况下，用结构模型或语言模型来描述系统的现状．（4）改善概念模型 随着分析的不断深入和“学习”的加深，进一步用更合适的模型或方法改进上述概念模型． （5）比较 将概念模型与现状进行比较，找出符合决策者意图而且可行的改革途径或方案．（6）实施 实施所提出的改革方案． 45.交通运输系统的作业特征是什么？ 答： （1）交通运输系统是一个连续过程系统； （2）交通运输系统生产的多环节、多功能、超区域的特点； （3）交通运输系统生产具有网络性特点； （4）交通运输系统是一个动态系统． 46.怎样理解交通运输系统的网络性？ 答：交通运输生产不仅仅是列车、车辆在轨道、道路上移动，而且在交通运输网（包括铁路网、公路网、水运网、航空网等）上运动．良好的交通运输系统首先要有合理的布局与结构，要建设成与内部、外部协调的交通运输网．在具有科学
大学物理答案第八章 西南交大版
大学物理答案第八章西南交大版 第八章相对论 8-1 选择题 v(1)一火箭的固有长度为L，相对于地面作匀速直线运动的速度为，火箭上有一个1 v人从火箭的后端向火箭前端上的一个靶子发射一颗相对于火箭的速度为的子弹。在火箭2上测得子弹从射出到击中靶的时间间隔是: LL(A) (B) v，vv122 LL(C) (D) [B] 2v,v21，，v1,v/c11 v解:在火箭参考系中，子弹以速率，匀速通过距离L，所需的时间 2 L ,t,v2 (2)关于同时性有人提出以下一些结论，其中哪个是正确的, (A)在一惯性系同时发生的两个事件，在另一惯性系一定不同时发生。 (B)在一惯性系不同地点同时发生的两个事件，在另一惯性系一定同时发生。 (C)在一惯性系同一地点同时发生的两个事件，在另一惯性系一定同时发生。 (D)在一惯性系不同地点不同时发生的两个事件，在另一惯性系一定不同时发生。 [C] u,,,解:由洛仑兹变换,可知: ,t,,t,,x,,2c,, ,,t,0,,x,0,t,0当时，即在一个惯性系中同时同地发生的两个事件，在另一惯性系中一定同时发生; ,,t,0,,x,0,t,0当时即 在一个惯性系中的同时异地事件，在另一惯性系中必然不同时。
,,x,0,,t,0,t当时的大小有各种可能性，不是必然不为零的。 (3)一宇宙飞船相对地球以0.8c(c表示真空中光速)的速度飞行，一光脉冲从船尾传到船头，飞船上的观察者测得飞船长为90m，地球上的观察者测得脉冲从船尾发出和到达船头两个事件的空间间隔为 65 (A)90m (B)54m (C)270m (D)150m [C] ,,ss系，飞船系为系。系相对于系沿x轴方向以飞行，解:设地球系为 u,0.8css 1,, 21,0.8 90,,,s,x,90m系中， ,t,c ,,，，x,,x，ut由洛仑兹坐标变换得 ,,，，,x,,,x，u,t 190,,,90，0.8c，,,2 c,,1,0.8 ,270m 163.6，10J(4)某核电站年发电量为100亿度，它等于的能量，如果这是由核材料的 全部静止能转化产生的，则需要消耗的核材料的质量为 (A)0.4kg (B)0.8kg 77(C) (D) [A] ，，12，10kg1/12，10kg 2解:由质能关系 E,mc00 16E3.6，100 m,,,0.4kg0228c，，3，10 (5)设某微观粒子的总能量是它的静止能量的K倍，则其运动速度的大小 cc2(A) (B) 1,KK,1K cc2(C) (D) [C] ，，K,1KK，2K，1K 22解:由质能关系 E,mc,E,mc00
西南交大大学物理CII作业 参考答案
?物理系_2015_09 《大学物理CII》作业No.7 热力学第二定律 班级________ 学号________ 姓名_________ 成绩_______ 一、判断题：（用“T”和“F”表示） [ F ] 1．在任意的绝热过程中，只要系统与外界之间没有热量传递，系统的温度就不 会发生变化。 此说法不对． 在绝热过程中，系统与外界无热量交换，Q=0．但不一定系统与外界无作功，只要系 统与外界之间有作功的表现，由热力学第一定律Q=E+W，可知，E=-W，即对应有内能的改 变．而由E=νC，T可知，有E，一定有T，即有温度的变化． [ F ] 2．在循坏过程中系统对外做的净功在数值上等于p-V图中封闭曲线所包围的面 积，因此封闭曲线包围的面积越大，循坏效率就越高。 有人说，因为在循环过程中系统对外做的净功在数值等于p-V图中封闭曲线所包围的面积，所以封闭曲线所包围的面积越大，循环效率就越高，对吗？ 答：不正确，因为循环效率取决于系统对外做的净功和系统由高温热源吸收的热量，只 有在从高温热源吸收的热量一定的情况下，封闭曲线所包围的面积越大，即系统对外所 做的净功越多，循环效率越高，如果从高温热源吸收的热量不确定，则循环效率不一定 越高 [ F ] 3．系统经历一正循坏后，系统与外界都没有变化。 系统经历一正循环后，系统的状态没有变化；（２）系统经历一正循环后，系统与 外界都没有变化； （３）系统经历一正循环后，接着再经历一逆循环，系统与外界亦均无变化。 解说法（1）正确，系统经历一正循环后，描述系统状态的内能是单值函数，其内能 不变，系统的状态没有变化。 说法（2）错误，系统经过一正循环，系统内能不变，它从外界吸收热量，对外作功，由 热力学第二定律知，必定要引起外界的变化。 说法（3）错误，在正逆过程中所引起外界的变化是不能消除的。 [ F ] 4.第二类永动机不可能制成是因为违背了能量守恒定律。 解：第二类永动机并不违背能量守恒定律，但它违背了热力学第二定律。 [ F ] 5．一热力学系统经历的两个绝热过程和一个等温过程，可以构成一个循环过程解：循环构成了一个单热源机，这违反了开尔文表述。
大学物理(西南交大)作业参考答案5
NO.5 电势、导体与※电介质中的静电场 （参考答案） 班级： 学号： 姓名： 成绩： 一 选择题 1．真空中一半径为R 的球面均匀带电Q ，在球心O 处有一带电量为q 的点电荷，如图所示，设无穷远处为电势零点，则在球内离球心O 距离为r 的P 点处的电势为： （A ）r q 04πε； （B ）(041 R Q r q +πε； （C ）r Q q 04πε+； （D ）)(0 41 R q Q r q -+ πε； 参考：电势叠加原理。 [ B ] 2．在带电量为-Q 的点电荷A 的静电场中，将另一 带电量为q 的点电荷B 从a 点移动到b ，a 、b 两点距离点电荷A 的距离分别为r 1和r 2，如图，则移动过程中电场力做功为： （A ）(2 101 1Q --； （B ）(2 101 14r r qQ -πε； （C ） )(2 1 114r r qQ --πε； （D ） ) (4120r r qQ --πε。 参考：电场力做功＝势能的减小量。A=W a -W b ＝q(U a -U b ) 。 [ C ] 3．某电场的电力线分布情况如图所示，一负电荷从M 点移到N 点，有人根据这个图做出以下几点结论，其中哪点是正确的？ （A ）电场强度E M ＜E N ； （B ）电势U M ＜U N ； （C ）电势能W M ＜W N ； （D ）电场力的功A ＞0。 [ C ] 4．一个未带电的空腔导体球壳内半径为R ，在腔内离球心距离为d （d ＜R ）处，固定一电量为+q 的点电荷，用导线把球壳接地后，再把地线撤去，选无穷远处为电势零点，则球心O 处的点势为： （A ）0； （B ）d q 4πε； （C ）-R q 04πε； （D ）)(1 1 40 R d q - πε。 参考：如图，先用高斯定理可知导体内表面电荷为-q ，外表面无电荷（可分析）。虽然内表面电荷分布不均，但到O 点的距离相同，故由电势叠加原理可得。 [ D ] ※5．在半径为R 的球的介质球心处有电荷+Q ，在球面上均匀分布电荷-Q ，则在球内外处的电势分别为： （A ）内r Q πε4+，外r Q 04πε-； （B ）内r Q πε4+，0； 参考：电势叠加原理。注：原题中ε为ε0 （C ）R Q r Q πεπε44-+内 ，0； （D ）0，0 。 [ C ] r 2 (-Q)A b r 1 B a （q ）
大学物理(西南交大)作业参考答案1
NO.1 质点运动学和牛顿定律 班级 姓名 学号 成绩 一、选择 1. 对于沿曲线运动的物体，以下几种说法中哪种是正确的： [ B ] (A) 切向加速度必不为零． (B) 法向加速度必不为零（拐点处除外）． (C) 由于速度沿切线方向，法向分速度必为零，因此法向加速度必为零． (D) 若物体作匀速率运动，其总加速度必为零． (E) 若物体的加速度a 为恒矢量，它一定作匀变速率运动． 2．一质点作一般曲线运动，其瞬时速度为V ，瞬时速率为V ，某一段时间内的平均速度为V ，平均速率为V ， 它门之间的关系为：[ D ] （A ）∣V ∣=V ，∣V ∣=V ； （B ）∣V ∣≠V ，∣V ∣=V ； （C ）∣V ∣≠V ，∣V ∣≠V ； （D ）∣V ∣=V ，∣V ∣≠V . 3.质点作曲线运动，r 表示位置矢量，v 表示速度，a 表示加速度，S 表示路程，a τ表示切向加速度，下列表达式中， [ D ] (1) d /d t a τ=v ， (2) v =t r d /d ， (3) v =t S d /d ， (4) d /d t a τ= v ． (A) 只有(1)、(4)是对的． (B) 只有(2)、(4)是对的． (C) 只有(2)是对的． (D) 只有（1）、(3)是对的．（备注：经过讨论认为（1）是对的） 4.某物体的运动规律为t k t 2 d /d v v -=，式中的k 为大于零的常量．当0=t 时，初速为0v ，则速度v 与时 间t 的函数关系是 [ C ] (A) 0221v v += kt , (B) 0221 v v +-=kt , (C) 02121v v +=kt , (D) 0 2121v v + -=kt 5.质点作半径为R 的变速圆周运动时的加速度大小为(v 表示任一时刻质点的速率) [ D ] (A) t d d v ．(B) 2 v R ． (C) R t 2 d d v v +．(D) 2 /1242d d ??? ????????? ??+??? ??R t v v ． 6．质点沿x 方向运动，其加速度随位置的变化关系为：a=3 1 +3x 2. 如在x=0处，速度v 0=5m.s -1，则在x=3m 处的速度为：[ A ] （A ）9 m.s -1； （B ）8 m.s -1； （C ）7.8 m.s -1； （D ）7.2 m.s -1 . 7.如图所示，假设物体沿着竖直面上圆弧形轨道下滑，轨道是光滑的，在从A 至C 的下滑过程中，下面哪个说法是正确的？[ E ] (A) 它的加速度大小不变，方向永远指向圆心． (B) 它的速率均匀增加． (C) 它的合外力大小变化，方向永远指向圆心． (D) 它的合外力大小不变． (E) 轨道支持力的大小不断增加． 8．物体作圆周运动时，正确的说法是：[ C ] （A ）加速度的方向一定指向圆心； （B ）匀速率圆周运动的速度和加速度都恒定不变； （C ）必定有加速度，且法向分量一定不为零； （D ）速度方向一定在轨道的切线方向，法向分速度为零，所以法向加速度一定为零； 9．以下五种运动形式，a 保持不变的运动是 [ E ] A
房屋建筑学(西南交大)离线作业
21.墙体设计要求有哪些？ 22.提高墙体的热阻的措施有哪些 23.墙体的隔热措施有哪些 24.实体砖墙的组砌方式主要有哪几种 25.普通粘土砖墙的砖模尺寸与建筑模数是否一致？如何协调二者关系 26.勒脚的作用是什么？常用的做法有哪几种 27.墙身防潮层的作用是什么？水平防潮层的位置如何确定？什么请款下须设垂直发防潮层 28.墙身防潮层的作用是什么？水平防潮层的位置如何确定？什么请款下须设垂直发防潮层
29.窗洞口上部过梁的常用做法有哪几种，各自的适用范围如何 30.砖砌平拱过梁的构造要点是什么 31.圈梁的作用有哪些？设置原则主要有哪些 32.构造柱的作用及加设原则是什么？ 33.构造柱的构造要点有哪些 ? 34.简述墙体三种变形缝的异同 35.简述 1/2 砖隔墙构造要点。 36.简述加气混凝土砌块隔墙构造要点 37.墙面装修的作用是什么 ? 38.什么是抹灰类墙面装修？有哪些构造层次？简单介绍各构造层次的作用与做法
39.什么是贴面类装修？常见贴面类装修有哪些？ 40.什么是涂料类墙面装修？涂料施涂方法有哪些？ 17.楼梯的作用及设计要求有哪些 18.楼梯主要由哪些部分组成？各部分的作用和要求是什么？ 19.楼梯坡度的表达方式有那些？ 20.当楼梯底层中间平台下做通道而平台净高不满足要求时，常采取哪些办法解决？ 21.现浇钢筋混凝土楼梯有哪几种结构形式？各有何特点 22.预制踏步有哪几种断面形式和支承方式？
23.栏杆扶手在平行楼梯的平台转弯处如何处理？ 24.室外台阶的构造要求是什么？通常有哪些做法。 25.电梯井道的构造要求有哪些？ 26.简述楼梯的设计步骤。 27.< 影响基础埋置深度的因素有哪些？ 28.基础按构造形式不同分为哪几种？各自的适用范围如何？ 29.确定地下室防潮或防水的依据是什么？ 30.地下室卷材外防水的层数是如何确定的？ 21. 现浇钢筋混凝土楼板的特点和适用范围是什么
第一学期西南交大理论力学C第1次作业答案
本次作业是本门课程本学期的第1次作业，注释如下： 一、单项选择题(只有一个选项正确，共26道小题) 1. 考虑力对物体作用的运动效应和变形效应，力是。 (A) 滑动矢量 (B) 自由矢量 (C) 定位矢量 正确答案：C 解答参考： 2. 考虑力对物体作用的运动效应，力是。 (A) 滑动矢量 (B) 自由矢量 (C) 定位矢量 正确答案：A 解答参考： 3. 图示中的两个力，则刚体处于。 (A) 平衡 (B) 不平衡 (C) 不能确定 你选择的答案：[前面作业中已经做正确] [正确] 正确答案：B 解答参考： 4.
作用力的大小等于100N，则其反作用力的大小为。 (A) (B) (C) 不能确定 你选择的答案：[前面作业中已经做正确] [正确] 正确答案：B 解答参考： 5. 力的可传性原理只适用于。 (A) 刚体 (B) 变形体 (C) 刚体和变形体 你选择的答案：[前面作业中已经做正确] [正确] 正确答案：A 解答参考： 6. 图示结构，各杆自重不计，则杆BC是。
(A) 二力杆 (B) 不能确定 你选择的答案：[前面作业中已经做正确] [正确] 正确答案：A 解答参考： 7. 图示作用于三角架的杆AB中点处的铅垂力如果沿其作用线移动到杆BC的中点，那么A、C处支座的约束力的方向。 (A) 不改变 (B) 改变 (C) 不能确定 你选择的答案：[前面作业中已经做正确] [正确] 正确答案：B 解答参考： 8.
图示构架ABC中，力作用在销钉C上，则销钉C对杆AC的作用力与销钉C对杆B C的作用力。 (A) 等值、反向、共线 (B) 分别沿AC和BC (C) 不能确定 你选择的答案：[前面作业中已经做正确] [正确] 正确答案：B 解答参考： 9. 如图所示，物体处于平衡，，自重不计，接触处是光滑的，图中所画受力图。 (A) 正确 (B) 不正确
西南交通大学大物A1-01作业解析
《大学物理AI 》作业 No.01运动的描述 班级 ________ 学号 ________ 姓名 _________ 成绩 _______ 一、判断题 【 F 】1、运动物体的加速度越大，其运动的速度也越大。 反例：如果加速度的方向和速度方向相反。 【 F 】2、匀加速运动一定是直线运动。 反例：抛体运动。 【 F 】3、在圆周运动中，加速度的方向一定指向圆心。 反例：变速率的圆周运动。 【T 】4、以恒定速率运动的物体，其速度仍有可能变化。 比如：匀速率圆周运动。 【 T 】5、速度方向变化的运动物体，其加速度可以保持不变。 比如：抛体运动。 二、选择题 1． B 2、B 3、C 4、D 5、C 6、C 4．一运动质点在某瞬时位于矢径()y x r , 的端点处，其速度大小为 [ D ] (A) t r d d (B) t r d d (C) t r d d (D) 22d d d d ?? ? ??+??? ??t y t x 解：由速度定义t r v d d = 及其直角坐标系表示j t y i t x j v i v v y x d d d d +=+=可得速度大小为 2 2d d d d ?? ? ??+??? ??=t y t x v 选D 6．一飞机相对空气的速度大小为1h km 200-?，风速为1 h km 56-?，方向从西向东。地面雷达测得飞机速度大小为1 h km 192-?，方向是 [ C ] (A) 南偏西16.3° (B) 北偏东16.3° (C) 向正南或向正北 (D) 西偏北16.3° (E) 东偏南16.3° 解：风速的大小和方向已知，飞机相对于空气的速度和飞机对地的 速度只知大 小，不知方向。由相对速度公式 地空气空气机地机→→→+=v v v 空气 机→v 地 机→v 地 空气→v 200 19256
2016西南交大大学物理A1第八次作业答案
《大学物理AI 》作业No.08导体介质中的静电场班级________ 学号________ 姓名_________ 成绩_______ 一、判断题：（用“T ”和“F ”表示）[ F ] 1．达到静电平衡的导体，电场强度处处为零。 解：达到静电平衡的导体，内部场强处处为0，表面场强处处垂直于表面。 [ F ] 2．负电荷沿导体表面运动时，电场力做正功。 解：达到静电平衡的导体，表面场强与表面处处垂直，所以电场力做功为 0。 也可以这样理解：达到静电平衡的导体是个等势体，导体表面是个等势面，那么当电荷在导体表面运动时，电场力不做功（因为电场力做功数值上等于电势能增量的负值）。 [ F ] 3. 导体接地时，导体上的电荷为零。 解：导体接地，仅意味着导体同大地等电势。导体上的电荷是全部入地还是部分入地就要据实际情况而定了。[ F ] 4．电介质中的电场是由极化电荷产生的。 解：电介质中的电场是总场，是自由电荷和极化电荷共同产生的。[ T ] 5．将电介质从已断开电源的电容器极板之间拉出来时，电场力做负功。 解：拔出电介质，电容器的电容减少，而电容器已与电源断开，那么极板上的电量不变，电源不做功。此时，电容器储能变化为： 0222 ' 2 C Q C Q W ,即电容器储能是增加的， 而电场力做功等于电势能增量的负值，那么电场力应该做负功。 二、选择题: 1．把A ，B 两块不带电的导体放在一带正电导体的电场中，如图所示。设无限远处为电 势零点，A 的电势为U A ，B 的电势为U B ，则[ D ] (A) U B > U A ≠０(B) U B > U A = 0 (C)U B ＝U A (D) U B < U A 解：电力线如图所示，电力线指向电势降低的方向，所以U B < U A 。 2．半径分别为R 和r 的两个金属球，相距很远。用一根细长导线将两球连接在一起并使它们带电。在忽略导线的影响下，两球表面的电荷面密度之比为[ D ] (A) R/r (B)R 2 /r 2 (C) r 2/ R 2 (D) r/R 解：两个金属球用导线相接意味着它们的电势相等， 设它们各自带电为 21q q 、，选无穷远处为电势 0点，那么有： r q R q 0 2 14 4 ，我们对这个等式变下形
西南交通大学大物A作业解析
?西南交大物理系_2013_02 《大学物理AI 》作业 No.03角动量 角动量守恒定律 班级 ________ 学号 ________ 姓名 _________ 成绩 _______ 一、判断题：（用“T ”和“F ”表示） [ F ] 1．如果一个刚体所受合外力为零，其合力矩一定为零。 [ F ] 2．一个系统的动量守恒，角动量一定守恒。 [ T ] 3．一个质点的角动量与参考点的选择有关。 [ F ] 4．刚体的转动惯量反映了刚体转动的惯性大小，对确定的刚体，其转动惯量是一定值。 [ F ] 5．如果作用于质点的合力矩垂直于质点的角动量，则质点的角动量将不发生变化。 二、选择题: 1．有两个半径相同、质量相等的细圆环A 和B 。A 环的质量分布均匀，B 环的质量分布不均匀。它们对通过环心并与环面垂直的轴的转动惯量分别为A J 和B J [ C ] (A) A J >B J (B) A J 大学英语IV 西南交大 离线作业
大学英语IV第一次作业： (一)41. Directions: For this part, you are allowed thirty minutes to write a composition on the topic “My Ideal Job”. You should write no less than 100 words. My Ideal Job Every person has his own ideal job. Some people wish to be doctors, while others want to be teachers and so on. As far as I am concerned, I have been dreaming of being a guide for a long time. First, my major is the manage of tourism, so I want to get a job about tourism. Secondly, good guides are knowledgeable and amiable, meanwhile, they have wide vision. Finally, guide can constantly expand his knowledge and understand lots of customs about different cultures and countries. To achieve my dream of being a qualified guide, I have to make sufficient preparations. Fro one thing, I must learn my specialty well and travel at my spare time, just as the saying goes: “Seeing is believing.” For another, I should enhance my eloquence so that I can express the allusion about the view clearly. What’s more important ,I should control my mood freely and treat every traveler kindly. Being a good guide is difficult, but I believe if I endeavor to do this things in all hands. I’ll be successful sooner or later. 大学英语IV第二次作业： (二)41. Directions: For this part, you are allowed thirty minutes to write a composition on the topic “My Favorite Means of Getting Information”. You should write no less than 100 words.
西南交大网上作业主观题答案
第一次作业： 三、主观题(共6道小题) 28.单推单溜 答：单推单溜:只配备一台驼峰机车且改编工作量不大的编组站上采用的驼峰作业方案。 29.货车集结过程 答：货车集结过程: 在技术站上为编组某一到达站（又称去向）的出发列车（或车组），由于在重量或长度上有一定的要求，因而使陆续进入调车场的货车有先到等待后到凑集满重或满长的过程，称为货车集结过程。 30.铁路运输与其它运输方式相比较具有哪些特点？ 答：铁路运输与其他运输方式相比较，具有以下特点： （1）受地理条件的限制较小； （2）能担负大量的客货运输任务； （3）运输成本较低，投资效果较高； （4）有较高的送达速度； （5）受气候条件的影响小，能保证运输的准确性与经常性。 31.简述车站接（发）车工作正常的作业程序 答：车站接车时办理的作业有： （1）办理区间闭塞； （2）准备接车进路； （3）开放进站信号； （4）接交行车凭证（不使用自动闭塞和半自动闭塞时）； （5）在指定地点迎接列车。 车站发车时办理的作业有： （1）办理区间闭塞； （2）准备发车进路； （3）开放岀站信号； （4）接交行车凭证（不使用自动闭塞和半自动闭塞时）； （5）迎送列车及指示发车； 32.技术站办理的货物列车和货车有哪些种类？并简述有调中转车的技术作业过程 答：技术站办理的货物列车有：无改编中转列车、部分改编中转列车、到达解体列车和自编出发列车。 技术站办理的货车有：有调中转车、无调中转车和货物作业车。 有调中转车的技术作业过程为：到达作业、解体作业、集结过程、编组作业和出发作业。 33.推送调车法与溜放调车法有什么不同？各有什么优缺点？
西南交大 大学物理 2014版NO.6详细解答
?物理系_2014_09 《大学物理AII 》作业 No.6 光的衍射 班级 ________ 学号 ________ 姓名 _________ 成绩 _______ 一、判断题：（用“T ”和“F ”表示） [ F ] 1．无线电波能绕过建筑物，而可见光波不能绕过建筑物。这是因为光是沿直 线传播的。 解：无线电波能绕过建筑物，是因为它的波长长，而可见光不能绕过，是由于其波长同障碍物比起来，数量级差太多，衍射现象不明显。 [ F ] 2．光的夫琅和费单缝衍射图样的特点是各级亮条纹亮度相同。 解：单缝夫琅和费衍射条纹的亮度是非均匀的，中央亮纹最亮，其余明纹随着级次增加亮度减弱。 [ T ] 3．光学仪器的分辨率与仪器的通光孔径成正比，与入射光的波长成反比。 解：光学仪器的分辨率为：λ ?D 22.111=Δ，从上式知道题目所述正确。 [ F ] 4．用半波带法处理单缝夫琅禾费衍射时，就是将单缝分成若干个缝宽为2λ的半 波带。 解：用半波带法处理单缝夫琅禾费衍射时，是将衍射角为?的一束平行光的在缝外的最大光程差用2λ 去分，这样，对应的单缝也被分成若干个半波带，并不是说每个半波带的缝宽是2λ，而是只相邻的两个半波带的对应光线在缝外引起的光程差是2λ 。 [ F ] 5．光栅的分辨率与其光栅常数成正比。 解：教材P.140,光栅的分辨率为：kN R =，即：光栅的分辨率与谱线的级次k 和光栅的总缝数N 成正比，与光栅常数d 无关。 二、选择题： 1．根据惠更斯--菲涅耳原理, 若已知光在某时刻的波阵面为S , 则S 的前方某点P 的光强度取决于波阵面S 上所有面积元发出的子波各自传到P 点的 [ D ] (A) 振动振幅之和 (B) 振动振幅之和的平方 (C) 光强之和 (D) 振动的相干叠加 解：教材126页。
西南交大网上作业主观题答案
第一次作业：三、主观题（共6 道小题> 28.单推单溜 答：单推单溜: 只配备一台驼峰机车且改编工作量不大的编组站上采用的驼峰作业方案。 29. 货车集结过程 答：货车集结过程: 在技术站上为编组某一到达站<又称去向）的出发列车< 或车组），由于在重量或长度上有一定的要求，因而使陆续进入调车场的货车有先到等待后到凑集满重或满长的过程，称为货车集结过程。 30.铁路运输与其它运输方式相比较具有哪些特点？答：铁路运 输与其他运输方式相比较，具有以下特点： <1）受地理条件的限制较小；<2）能担负大量的客货运输任务；<3）运输成本较低，投资效果较高； <4）有较高的送达速度；<5）受气候条件的影响小，能保证运输的准确性与经常性。 31.简述车站接<发）车工作正常的作业程序答：车站接车时办理的作业有： <1）办理区间闭塞； <2）准备接车进路； <3）开放进站信号； <4）接交行车凭证<不使用自动闭塞和半自动闭塞时）；<5）在指定地点迎接列车。 车站发车时办理的作业有： <1）办理区间闭塞； <2）准备发车进路； <3）开放岀站信号； <4）接交行车凭证<不使用自动闭塞和半自动闭塞时）；<5）迎送列车及指示发车； 32.技术站办理的货物列车和货车有哪些种类？并简述有调中转车的技术作业过程 答：技术站办理的货物列车有：无改编中转列车、部分改编中转列车、到达解体列车和自编出发列车。 技术站办理的货车有：有调中转车、无调中转车和货物作业车。有调中转车的技术作业过程为：到达作业、解体作业、集结过程、编组作业和出发作业。 33.推送调车法与溜放调车法有什么不同？各有什么优缺点？ 答：推送调车法是使用机车将车辆由一股道调移到另一股道，在调动过程中 不摘车的调车方法。其特点：消耗的调车时间较长，效率较低，但比较安全。 溜放调车法是使用机车推送列车到达一定速度后摘钩制动，使摘解得车组借获得动能溜放到指定地方的调车方法。其特点：与推送调车法比较，其分解行程短，分解一个车组所用的调车程数较少，调车效率高第二次作业：三、主观题（共3 道小题> 25.会车间隔时间: 答：在单线区段，自列车到达或通过车站时起，至由该站向同一区间发出另一对向列车时止的最小间隔时间。 26. 扣除系数: 答：是指因铺画一对或一列旅客列车、快运货物列车或摘挂列车，须从平行运行图上扣除的货物列车对数或列数。 27. 通过能力：答：铁路通过能力是指在采用一定类型的机车车辆和一定的行车组织方法条件下，铁路区段的各种固定设备，在单位时间内所能通过的最多列车对数或列数。
西南交大大学物理练习题(附参考解答)
NO.1 质点运动学 班级 姓名 学号 成绩 一、选择 1. 对于沿曲线运动的物体，以下几种说法中哪种是正确的： [ B ] (A) 切向加速度必不为零．（反例：匀速圆周运动） (B) 法向加速度必不为零（拐点处除外）． (C) 由于速度沿切线方向，法向分速度必为零，因此法向加速度必为零．（反例：匀速圆周运动） (D) 若物体作匀速率运动，其总加速度必为零．（反例：匀速圆周运动） (E) 若物体的加速度a 为恒矢量，它一定作匀变速率运动． 2．一质点作一般曲线运动，其瞬时速度为V ，瞬时速率为V ，某一段时间内的平 均速度为V ，平均速率为，它们之间的关系为：[ D ] （A ）∣V ∣=V ，∣V ∣=V ； （B ）∣V ∣≠V ，∣V ∣=V ； （C ）∣V ∣≠V ，∣V ∣≠V ； （D ）∣V ∣=V ，∣V ∣≠V . 解：dr ds V V dt dt =?=， r s V V t t ??≠?≠??. 3.质点作曲线运动，r 表示位置矢量，v 表示速度，a 表示加速度，S 表示路程，a τ表示切向加速度，下列表达式中， [ D ] (1) d /d t a τ=v ， (2) v =t r d /d ， (3) v =t S d /d ， (4) d /d t a τ=v ． (A) 只有(1)、(4)是对的． (B) 只有(2)、(4)是对的． (C) 只有(2)是对的． (D) 只有（1）、(3)是对的． 解：d /d t a τ=v ，v =t S d /d ， a t v =d /d 4.质点作半径为R 的变速圆周运动时的加速度大小为 (v 表示任一时刻质点的速率) [ D ] (A) t d d v ．(B) 2 v R ． (C) R t 2 d d v v +．(D) 2 /1242d d ??? ????????? ??+??? ??R t v v ．
西南交大《高等数学离线作业》2017完整版
2016-2017学年第二学期离线作业 科目：高等数学 姓名： 学号： 专业：建筑工程技术（工民建） 西南交通大学远程与继续教育学院 校本部学习中心 《高等数学IB》第1次离线作业
1、求下列极限： （1）22121lim 1x x x x →-+-； （3）221lim 21x x x x →∞---； （5）22468lim 54 x x x x x →-+-+； （7）3(1)(2)(3) lim 5n n n n n →∞+++ （2）220()lim h x h x h →+-；（4）242lim 31x x x x x →∞+-+；（6）2123(1)lim n n n →∞++++- ；（8）3113 lim()11x x x →--- 解：（1）22121 lim 1x x x x →-+-=2111)1 l im lim 0(1)(1)1 x x →→(χ-χ-==χ-χ+χ+ （2）220()lim h x h x h →+-=2222 00022lim lim lim(2)2h h h h h h h h h h h →→→χ+χ+-χχ+==χ+=χ ； （3） 221lim 21x x x x →∞---=2 2111lim 11 22x →∞- χ=--χχ （4）242lim 31x x x x x →∞+-+=23 24 11lim 031 1x →∞+ χχ=-+χχ （5）22468lim 54x x x x x →-+-+=44(2)(4)22 lim lim (1)(4)13 x x →→χ-χ-χ-==χ-χ-χ- （6）2123(1)lim n n n →∞++++- =22(1)(1)2lim lim l 111(1)im 22 2n n n n n n n n n n →∞→∞→∞--=-== （7）3(1)(2)(3)lim 5n n n n n →∞+++=11231 lim (1)(1)(1)55 n n n n →∞+++= （8）3113 lim()11x x x →---=22221112(1)(2)2lim lim lim 1(1)(1)(1)(1)1 x x x →→→χ+χ-χ-χ+χ+===-χχ+χ+-χχ+χ+χ+χ+ 2、计算下列极限： （1）0sin lim x x x ω→ ； （3）0sin 2lim sin 5x x x → ； （5）01cos 2lim sin x x x x →- （2）0 tan 3lim x x x → ； （4）0lim cot x x x → ； （6 ）lim )x x x →+∞ 解：（1）0sin lim x x x ω→；根据重要极限得：0sin lim x x x ωω→= （2）0 tan 3lim x x x →=0sin 31lim 3cos3x x x →=χ
西南交大基础工程B离线作业.doc
2013-2014 年第 2 学期课程离线作业 课程名称：基础工程B 班级（全称）：土木工程（工民建）2013-16 班（专本）姓名：陈士生 学号： 西南交通大学网络教育学院福建宁德学习中心
第一次作业 3 21. 某原状土样测得土的密度ρ＝cm，土粒比重G S=，土的含水率w＝％。求孔隙比、孔隙率、饱和度、干密度、饱和密度、有效重度 22. 某土样内摩擦角，黏聚力 问：（）作单轴压力试验时，垂直压力加到多大土样将被剪破 （）液压为的三轴压力试验时，垂直压力加到多大（三轴试验的垂直压力包括液压）土样将被剪破 解：（ a）单轴试验时， 3 0 ，由公式（5-7），有： 1 3 tan2 45 2 2c tan 45 0 2 12 tan 45 20 34.28kPa 2 2 （b）三轴试验时， 3 5kPa ，由公式（5-7 ），有： 1 3 tan2 45 2c tan 45 2 2 5 tan2 20 2 12 20 45 tan 45 2 2 44.47kPa 23.图示浅埋基础的底面尺寸为 4ｍ× 3ｍ，作用在基础上的主要荷载为：竖向力Ｎ=×103kN，弯矩 M=× 102kNm，持力层的容许承载力 [ ]=420kPa。试计算：
（1）基底最大及最小压应力各为多少能否满足承载力要求 （2）其偏心距是否满足的要求 （3）最大压应力达到容许承载力时对应的弯距为对少 24.直径为的人工挖孔桩穿过砂粘土、细砂进入深厚的密实中砂层，各土层的桩周极限摩阻力如下表所列（单位： kPa），桩底中砂的容许承载力取为 1230kPa， 试按土阻力确定单桩轴向容许承载力。 砂粘土细砂中砂 50 65 80 （提示：）
大学英语Ⅳ作业(西南交大)
My Ideal Job Different people have different ambitions. When children study at school, they already have their own ideals. Stone want to be engineers or doctors in the future. Others want to be artists or businessmen. Still others want to be teachers or lawyers. But few want to be farmers. Unlike most people, I choose to be a farmer in the future and make contributions to development of agriculture. Agriculture is essential to the national economy and the people's livelihood. Without it there won't be grains on which people survive. Nevertheless, farmers are ignored, even looked down upon by urban people. I determine to challenge the traditional idea and contribute to changing this situation. However, lt is not easy to he a modern farmer in the 21st century. A modern farmer must be equipped with a variety of knowledge such as chemistry, biology and meteorology. Therefore, I must study conscientiously from now on so that I can get the chance to study as a postgraduate in an agricultural university. I believe only a man with scientific knowledge can meet the challenge of the 21st century and assume the task of modernizing agriculture. My Favorite Means of Getting Information We can get information by using all kind of means, such as internet, books and our teacher. Among these, my favorite means is using internet. Here are several advantages of using internet to get information. First, internet is the most efficient way to get information if our conditions are allowed. With the help of internet, we can use our Mobil phones or computers or other devices to get information want in a shortest time. In addition, we can get almost all answers of our questions by using internet. Second, using internet to get information is a way to practice our ability of thinking, judging and making choices. Using internet to search questions, we often get several versions of answer. Among these answers, we need to think，to judge and to choose the best one on our own. In other words, using internet to get information is not only a process to get answer directly, but also a process to think, to judge and to make choices. Finally, using internet to get information is also a process to broaden our knowledge. By searching different questions, we can get knowledge in different fields and make a complement for our knowledge. Besides, by referring different versions of answer, we also can learn to think question from different aspects. Therefore, using internet is the best means I like to get information. Health and Wealth So far as the topic Health and Wealth is concerned, different people have different opinions about it. Some think that wealth means everything. To them, wealth or having a lot of money can help them to do what they want to do. With a lot of money, they can buy the beautiful house, expensive car, beautiful clothes, and so on. They even have the idea that they can buy happiness which they like.