水轮机及其调速系统建模与参数辨识方法

介绍了时域法、频域法和遗传算法等常用的电力系统模型辨识方法。以现场试验数据为基础,分别用PLPF法和遗传算法对水轮机及调速系统进行了参数辨识,结果表明遗传算法能较准确地辨识出系统各个环节的数学模型,仿真曲线更接近实际,体现了遗传算法在非线性模型辨识方面的优越性。     

基于IOLBBO算法的水轮机非线性模型参数辨识

为提高考虑弹性水击模型的水轮机系统非线性模型参数辨识的精度、速度、稳定度,采用改进正交学习生物地理学算法(IOLBBO)对该模型进行参数辨识。IOLBBO利用佳点集方法的遍历性,初始化栖息地特征变量;引入精英保留策略,提高算法运行效率;融合正交学习(OL)策略,提高算法全局寻优能力。基于某水轮机动态试验数据的参数辨识计算及对比分析,表明IOLBBO算法可用于水轮机系统非线性模型参数实测辨识,与GA、PSO、QPSO、BBO算法相比,收敛速度更快、参数辨识精度更高、算法更稳定,为电力系统的参数辨识提供了一种新方法。     

轮叶导叶并列动作数字控制系统的稳定性

本文针对转桨式水轮机电液调节装置的发展趋势-微机调速、数字协联,建立了轮叶导叶随动系统并列动作时水轮机数字控制系统的数学模型,并通过稳定分析给出了系统的稳定域.文中还与连续系统的稳定域进行了对比,得到了一些有益的结论.     

基于改进粒子群算法的水轮机调速系统建模

针对电力系统稳定计算分析软件中水轮机调速系统模型过于简单、粗略的问题,建立了水轮机调速系统非线性模型,并提出参数实测与改进的粒子群智能优化算法结合的模型辨识方法,获得了调速器模型参数、水轮机-引水道模型参数.现场实测数据的模型仿真结果验证了该模型辨识方法的准确性,该模型优于电力系统稳定计算软件中的模型,更符合实际.     

轴流转桨式水轮机组模块化建模研究

以浙江省某水电站双调节轴流式转桨式机组为例,基于SCT3000仿真平台,按模块化建模的基本原则和方法将水轮发电机组层层剖分为若干相对独立又相互联系的模块,并对本体部分建模,研究了双调节水轮机导叶和桨叶协联及非协联时的运动规律,采用图形化模块构建了数学模型,实现了模块化建模.     

基于多项式逼近的负荷模型参数辨识方法

针对传统负荷模型参数辨识方法计算过程繁琐,计算时间长的难点,提出了一种基于多项式逼近的负荷模型参数辨识方法.通过多项式逼近的配点法构造能显式描述负荷计算功率与负荷模型参数间关系的多项式逼近函数,将复杂的负荷模型参数辨识问题转化为简单的显式参数最优化问题,并通过非线性规划算法求得使多项式逼近功率与实测功率最接近的负荷模型...     

基于超平面原型聚类的水轮机调速系统模糊模型辨识

针对水轮机调速系统的辨识难题,提出了1种基于超平面原型聚类的T-S模糊模型辨识方法.基于局部模糊模型线性度的重要性,推导出1种基于超平面的模糊聚类算法.该算法以优化局部模型线性度为目标,进行模糊模型前提结构辨识,能使局部模型具有良好的线性度;它应用变尺度混沌优化方法搜索最优聚类结果,避免陷入局部极小;应用最小二乘法实现模糊模型结论参数辨识.以某水电厂水轮机调速系统为对象,采用该方法建立了T-S模糊模型,并对其进行了辨识和对比试验.结果表明:建立的T-S辨识模型具有较高的辨识精度及较强的泛化能力,提出的模型辨识方法有效可行.     

水轮机引水系统精细化模型参数辨识研究

由于传统的水轮机调速建模在引水系统部分无法较为准确地辨识参数,针对水力损失函数复杂的模型机理结构,通过黑箱辨识与曲线拟合的方法,搭建了水力损失函数精细化模型。通过改进型的粒子群算法对模型参数进行辨识,改善了粒子群算法收敛性与容易陷入局部最优等问题并用算例验证了模型与方法的有效性。     

不同协联结构水轮机调速系统的稳态误差

本文分析了转桨式水轮机采用两种不同协联结构时,调速系统的稳态误差及稳态误差与调差率的关系.结果表明:协联结构不影响系统的稳态误差,但保证轮叶导叶间的协联关系有利于改善系统的静特性.     

基于功率响应特性的双馈风电场一次调频模型参数全局辨识

随着风电在电力系统中占比提高,其一次调频特性对电力系统频率稳定性的影响增大。为了实现风电场一次调频模型的参数辨识,设计了以实际功率响应数据为依据的辨识方法,基于多工况功率响应数据并采用狼群算法对模型参数进行全局最优辨识。应用所设计的参数辨识方法对某双馈风电场进行了参数辨识,模型仿真值与实测值的对比结果表明：采用该方法辨识得到的模型参数能够较好地反映风电场一次调频功率响应实际特性。     

过渡过程计算中轴流式机组计算模型的优化

分析了过渡过程计算中现有轴流式机组的数学模型，并采用将机组分解的方法进行等效计算，对原来的计算模型进行改进，以达到优化模型的目的。提出了分解水轮机的原则和方法，并通过理论分析和实例验证其合理性和可行性，得到了改进的计算模型；还提出了通过简单折算获得的简易等效模型，以及对原始模型进行改进的方法。     

Estimation of blade structural properties from experimental data

Wind turbine blades often present complex distributions of their stiffness, mass and inertial properties along the span. We propose a method to estimate such physical parameters so as to match given experimental observations. The procedure can be used to understand the nature of possible discrepancies between designed and manufactured blades and to provide updated high fidelity mathematical beam models to be used in aero‐elastic simulations. The formulation is based on the constrained optimization of a maximum likelihood cost function and a noisy measurement fusion approach whereby the data of multiple experiments are used simultaneously in a single estimation process. The proposed method is demonstrated first using simulated data and then in the identification of two real small wind turbine blades. Copyright © 2012 John Wiley & Sons, Ltd.     

转桨式水轮机特性曲线计算机辅助绘制系统

介绍了一种轴流转桨式水轮机运转综合特性曲线计算机辅助计算和绘制系统的设计原理。该系统利用二元三次多项式分别对模型综合特性曲线中的各类等值线进行拟合，建立模型综合特性曲线数据库；然后根据相似理论计算原型水轮机工作范围内的特性数据，再利用插方法绘制运转综合特性曲线；解决了以往此类程序设计中，算法设计困难，累积误差较魇问题。     

基于偏最小二乘法的压气机特性曲线的拟和

分析了目前对压气机特性曲线的处理方法。提出采用偏最小二乘法对压气机特性曲线进行回归分析。计算分析表明,该方法具有较快的计算速度和较高的计算精度,可以用于燃气轮机的仿真计算。     

轴流式水轮机转轮叶片刚强度计算分析

用ANSYS有限元分析方法对某轴流式水轮机的新老转轮叶片的刚强度进行了详细的计算对比分析。结果表明，该方法能快速准确计算轴流式水轮机叶片的刚强度，经对比分析也可为叶片改型提供依据；该方法是一种科学、快速、简便的轴流式水轮机叶片刚强度的计算方法。     

Development of a modified stochastic subspace identification method for rapid structural assessment of in‐service utility‐scale wind turbine towers

The strong drive to harness wind energy has recently led to rapid growth of wind farm construction. Wind turbine towers with increased sizes and flexibility experience large vibrations. Structural health monitoring of wind turbines is proposed in the wind energy industry to ensure their proper performance and save maintenance costs. This study proposes a system identification method for vibration‐based structural assessment of wind turbine towers. This method developed based on the stochastic subspace identification method can identify modal parameters of structures in operating conditions with harmonic components in excitations. It benefits wind turbine tower structural health assessment because classical operational modal analysis methods can fail as periodic rotation excitation from a turbine introduces harmonic disturbance to tower structure response data. The effectiveness, accuracy and robustness of the proposed method were numerically investigated and verified through a lumped‐mass system model. The method was then applied to an in‐service utility‐scale wind turbine tower. The field testing campaign and modal parameter identification as well as structural assessment results were presented. Copyright © 2017 John Wiley & Sons, Ltd.     

电力系统仿真水轮机模型研究

目前电力系统仿真计算中水轮机模型均采用简化模型,难以准确反映水电机组的实际特性。通过分析水轮机调节系统数学模型,提出了一种递推水轮机线性模型,给出了其计算框图,并利用MATLAB/Simulink进行递推水轮机线性模型、非线性水轮机模型、IEEE推荐水轮机模型的仿真试验和对比分析。结果表明,递推水轮机线性模型可较好地描述水轮机的非线性与动态特性,计算结果与非线性模型及现场试验结果具有高度一致性。递推水轮机线性模型计算速度快、计算精度高,可作为电力系统动态仿真用模型。     

水平轴风力机状态空间模型参数辨识

讨论了水平轴风力机系统在状态空间模型条件下的参数辨识。首先，根据风力机机理并基于一定的假设条件。推导出风力机的机理模型，通过线性化得到系统在某一工况点附近的状态方程。其次，利用辨识实验测试系统的输入输出数据，采用预报误差法，得到系统多输入多输出的随机模型。最后，对所得到的随机模型进行了分析与检验，讨论了辨识模型与机理模型的优缺点，为风力机控制系统设计提供模型基础。     

二次再热超临界机组热力系统热经济性计算模型的研究

以常规热平衡方法和等效热降的基本理论为基础，经过严格的数学推导，建立了既能用于其单位新蒸汽俘功又能用于循环吸热量计算的二次再热超临界机组热力系统通用计算模型，实例计算结果与常规法完全一致，为此类机组热经济性与局部因素的快速准确定量计算奠定了基础，并可应用于其它任何凝汽式火电机组热力系统。