实测风速分析模拟及微地形下杆塔风速修正方法

输电线路运行安全受强风影响极大,但以往研究缺乏实测风速数据,忽略微地形对风速系数影响。基于气象观测站实测数据,对风速分布特征及重现期进行研究,完成脉动风速谱修正及模拟;通过Google Earth获取输电线路微地形参数,提出4种微地形下风速修正方法,计算风速修正系数。结果表明：GEV模型更适合于江苏地区风速概率分布密度拟合;江苏地区特高压输电线路设计风速应在34.5～39.0m/s;通过季风-台风-季风时间段内风速时程数据模拟得出脉动风速谱吻合程度较高;当杆塔呼称高一定时,风压修正系数随峰高或坡角的增加而变大;当杆塔呼称高/山高数值高于3.0时,风压修正系数为定值。研究结果可基于Google Earth微地形数据准确计算气象观测站附近微地形区杆塔风速。     

柔直阀厅大跨度屋盖结构选型研究

在国内柔性直流输电工程领域,屋盖结构横向跨度一般接近50～60 m,约为常规±800 kV特高压直流换流站高压阀厅跨度的2倍,属于单层、空旷、大跨厂房.目前,同规模大跨度屋盖厂房较少,结构设计经验不多.文章依托2022年冬奥会清洁能源送电项目张北柔性直流电网±500 kV丰宁换流站柔直阀厅屋盖设计,开展了柔直阀厅大跨度屋盖结构选型分析工作.通过对网架结构方案、空间管桁架结构方案进行结构布置比较和静力、动力分析,重点研究对比了其结构刚度、承载能力及钢材用量等技术经济指标.研究结果表明,在同等情况下,综合屋面檩条系统,网架结构耗钢量较空间管桁架结构低,经济效益好.推荐柔直阀厅大跨度屋盖结构优先采用网架结构方案.     

基于PSD法输入的输电塔结构随机振动分析

基于脉动风的基本理论和Davenport风压功率谱,提出在频域内对输电塔结构迎风面施加风压功率谱的方法,并进行输电塔结构的随机振动分析,得到输电塔自振频率及风压谱施加后的各向位移变化情况,将风压功率谱计算结果与静力计算结果进行比较,得到风振系数加载后结构位移数值偏小,造成设计偏于不安全的结论.建议设计中可尝试动力加载方法,使结构设计更加合理.     

柳北换流站大跨度网架支座方案分析研究

柳北换流站阀厅为大跨度结构,阀厅结构采用矩形格构式钢柱支撑大跨度网架屋盖,网架屋盖的支撑条件及结构模拟对计算结构有较大的影响.对网架的平板支座方案和球铰支座方案进行比较分析,球铰支座方案相比于平板支座方案能减小支座的水平刚度,降低网架传给下部结构的水平力,提高整体结构的抗震性能.     

500kV长江大跨越输电塔风振系数研究

大风是大跨越输电塔设计的控制工况,而风振系数是跨越塔风荷载计算的重要参数。该文以在建的世界最高输电塔为研究对象,建立385m高、500kV大跨越输电塔的单塔和塔线耦合模型,通过模态分析计算单塔和塔线体系的动力特性。按照结构随机振动理论,推导了种典型风速谱下跨越塔共振响应分量的数学表达式,采用频域方法分析了风速谱类型、结构阻尼比、峰值因子、湍流积分尺度和脉动折减系数对跨越塔风振系数的影响规律。以Davenport风谱为目标谱,通过非线性时程分析计算跨越塔单塔和塔线体系的风振响应,基于有限元计算结果确定跨越塔各风压分段的风振系数和风振系数整塔加权值。将按照频域方法和时域方法得到的风振系数计算值与现行规范值进行对比分析,提出跨越塔风振系数计算方法和取值建议。     

超临界600MW机组燃料自动投入的优化

通过重新设计容量风风量逻辑,按容量风门流量特性试验计算出修正曲线,使用修正曲线和公式以及容量风门开度的模型,计算得出对应的容量风量,从而保证了风量调整的精确性;重新设计和制作了一次风机自动逻辑结构,增加一次风设定值在对应负荷变化和压力变化下串级回路,自动匹配计算对应工况下需要的风压设定,并同时增加一次风自动在变负荷情况下的前馈作用,以此来提升机组对负荷指令的响应速度。     

国内外规范输电线路铁塔风荷载特性对比

输电铁塔属于风敏感结构,风与结构的相互作用十分复杂,风荷载是设计的主要控制荷载。随着涉外工程的增多,准确把握国外规范的风荷载取值成为铁塔设计的关键一步。首先对国际上通用的输电线路设计规范（包括ASCE 74-2009、IEC 60826及BS EN 50341）中关于铁塔风荷载的计算原理进行梳理和分析,得到了一套完整的铁塔风荷载计算方法。以某一典型的输电铁塔为研究对象,分别按照国外规范计算得到了塔身和横担的风荷载,分析了结构各层的风荷载分布特点,并与我国规范的计算结果进行对比研究。通过研究,揭示了国外规范计算铁塔风荷载的特点,结果可作为输电铁塔抗风设计的参考。     

1000 kV特高压山区单回路输电塔风振特性研究

1 000 kV特高压单回路输电塔属于风敏感结构,风与结构的相互作用十分复杂,风荷载常常是设计的主要控制荷载之一.以某1 000kV单回路塔为研究背景,获得了结构的自振动力特性.基于随机振动理论推导了铁塔的风振系数计算公式,研究了垂直线路方向和顺线路方向的振型模态,同时分析了结构各层的风振系数分布特点,并与设计规范进行对比,得出特高压单回路输电塔风振系数计算的经验公式.通过研究,揭示了1 000kV特高压单回路塔的风致振动特性,结果可作为特高压铁塔结构抗风设计的参考.     

基于Ovation DCS的基本算法组态解决二维拟合插值问题

在对宝山钢铁股份有限公司电厂(宝钢电厂)4号机组辅机故障减负荷(RB)试验前的控制逻辑优化过程中,发现送风机出口风压计算逻辑存在设计缺陷。该风压计算是一个典型的二维曲面拟合问题,由于美国艾默生过程控制有限公司的Ovation DCS中无二维曲面拟合函数可用于送风风压计算,因此采用一维插值函数乘以修正系数的方法,其计算结果与设计值偏差较大。为此,提出了对送风机风压设计曲线的上限曲线和下限曲线分别进行分段拟合后,再在另一维度上对2条拟合曲线进行线性插值计算,以及对送风机风压设计曲线的上限曲线和下限曲线在2个维度上进行双线性插值计算2种改进逻辑组态方法。采用Ovation DCS虚拟控制器对原有算法和2种改进算法进行仿真结果表明,2种改进算法均显著提高了计算的准确性。     

基于曲线相似性分析的窃电用户判断

随着中国供电事业的迅猛发展,窃电问题日益突出,严重影响了供电企业的稳定发展。针对窃电用户的线损特点,采用时域和频域的曲线相似性分析方法,通过判断用户负荷曲线与异常馈线线损曲线之间的相似性来识别窃电行为。在时域中采用了欧氏距离、余弦距离和街区距离直接计算2种曲线的相似性,在频域中则采用自相关法、修正协方差法和Burg法先获得2种曲线的功率谱,再计算2种功率谱的相似性。实例应用表明：该方法能够迅速缩小窃电用户排查范围,准确锁定窃电用户,提升反窃电工作成效。     

新旧荷载规范对输电塔风振的影响

为分析新荷载规范关于风荷载方面的修订对输电塔结构风振的影响,采用线性滤波法并考虑空间相关性对某一特高压输电塔的风速时程进行数值模拟.采用有限元法分析输电塔的动力特性,对比了由于新荷载规范湍流度的提高对输电塔结构位移响应和加速度响应的影响.根据模拟结果按定义式计算结构的风振系数,并同新旧荷载规范中的风振系数计算表达式计算的结果进行对比.结果表明,由于新荷载规范对10 m高度名义湍流度和峰值因子有较大提高,而钢结构的阻尼比不变,在新规范规定下结构的风振响应增大20％左右,而风振系数在各高度处均有不同程度的提高.     

单桩式海洋风电装置风振数值分析和现场监测研究

为了研究大型单桩式海洋风电装置风振效应较为显著的原因,利用p-y曲线法考虑结构的桩土相互作用,理论分析了风-结构流固耦合的原理与特性,并通过ADINA软件建立了"风轮-机舱-塔架-基础"整机的数值模型,对风电装置整机结构的风致振动问题进行了数值模拟,并与现场监测数据进行对比。结果表明,数值模态分析与现场监测结果较为吻合,考虑流固耦合效应的风致风电机整机结构的动力响应数值分析与现场振动监测结果较为接近,且趋势一致。研究成果证明了文中提出的整机数值模型和数值风洞对风电机整机结构进行风振分析的可行性与可靠性,可为风电装置结构设计及振动控制仿真研究提供科学依据,为类似工程结构的风振分析提供借鉴。     

海上风力发电塔脉动风速时程数值模拟

为了分析海上风机结构在时域内的风振动力反应,进行了脉动风速时程数值模拟研究。根据风机结构体型特征和脉动风功率谱特性,研究了叶片与塔架风场的相干性效应,提出考虑叶片与塔架相互影响的谐波叠加法(harmony superposition method with blade-tower interaction,HSM- BTI)。通过该方法对风机结构随机风场的脉动风速时程进行数值模拟,并对计算功率谱与目标谱进行校核,验证了HSM-BTI方法对风机结构脉动风速时程模拟的适用性。     

基于振动信号和小波神经网络的变压器故障诊断

提出一种基于振动信号和小波神经网络的电力变压器故障诊断方法.采用变压器油箱表面的振动信号作为采样信号进行频谱分析提取特征频率信号,并以此特征频率信号乘以电流标么值的平方作为训练样本进行小波神经网络训练,小波神经网络输出量能够反映出频谱特征向量和变压器故障类型之间的映射关系,从而实现变压器的故障诊断.实验结果表明,使用该方法能够有效地对变压器进行故障分类及其诊断,并且小波神经网络具有很好的泛化能力.     

风力机叶片三维气动特性分析

应用FLUENT软件,采用三维计算流体动力学(CFD)方法对水平轴风力机叶片进行三维气动分析,得到不同风速下的功率曲线、各截面的压力分布图和叶片三维压力分布图,并与叶素动量理论(BEM)计算结果进行对比。结果表明大功率风力机叶片气动性能计算采用三维CFD理论更能反映叶片的实际工作情况。     

基于粘弹性阻尼器输电线路的风振控制研究

针对高压输电线路的风致振动,研究了基于粘弹性阻尼耗能原理的振动控制策略与实施方法。首先,在分析粘弹性阻尼器的耗能原理与结构设计特点的基础上,提出了阻尼器在铁塔上的布置方案;其次,采用有限元软件ANSYS,建立了一个包括铁塔、绝缘子、导线和地线的耦合体系的梁—杆有限元模型;采用由谐波合成法得到的随机脉动风荷载的时程样本,对安装阻尼器前后的铁塔进行了结构风致振动瞬态响应仿真。最后,在铁塔上选择相应的控制节点和控制单元,比较阻尼器对各控制节点的位移时间历程、各控制单元内力时间历程的影响。分析表明：采用粘弹性阻尼器能够有效地抑制输电线路风振,控制节点的位移下降约90%;另一方面,通过多种安装方案的比较,优化了阻尼器的安装位置。     

全功率变流器可变速抽水蓄能机组的功率调节特性分析

全功率变流器（full size converter, FSC）可变速抽水蓄能技术是控制电网负荷频率,平衡可再生能源发电波动的有效手段。在介绍三电平FSC可变速抽水蓄能机组整体结构的基础上,给出了机侧变流器和网侧变流器的模型和控制策略。在确定由于电网需求而产生的参考功率的基础上,提出了FSC可变速抽水蓄能机组在发电模式和电动模式时有功功率和无功功率的控制策略。针对所建立的FSC可变速抽水蓄能机组模型,采用冲击响应傅立叶变换法,给出了机组的频谱特性,对照风电波动频谱特性,阐述了全功率机组对可再生能源引起的电网波动控制的有效性。最后对抽水蓄能机组在抑制风电出力波动中的作用进行了仿真验证。     

风力发电机振动故障模拟研究

为模拟直驱永磁同步风力发电机（Direct Drive Permanent Magnet synchronous windpower Generator, DDPMG） 与传统同步发电机故障振动的共性,实现对风力发电机故障的研究,提出一种基于频谱分析的DDPMG模拟研究方法,借助变速调频装置改变同步发电机的转速,模拟DDPMG的振动,可有效区分3种不同类型的机械故障,并有效定位故障点。实验结果表明：ZonicBook618E振动测试仪对DDPMG故障类型的模拟是真实、有效的。     

Uncertainty modeling of wind power frequency regulation potential considering distributed characteristics of forecast errors

Large-scale integration of wind power generation decreases the equivalent inertia of a power system, and thus makes frequency stability control challenging. However, given the irregular, nonlinear, and non-stationary characteristics of wind power, significant challenges arise in making wind power generation participate in system frequency regulation. Hence, it is important to explore wind power frequency regulation potential and its uncertainty. This paper proposes an innovative uncertainty modeling method based on mixed skew generalized error distribution for wind power frequency regulation potential. The mapping relationship between wind speed and the associated frequency regulation potential is established, and key parameters of the wind turbine model are identified to predict the wind power frequency regulation potential. Furthermore, the prediction error distribution of the frequency regulation potential is obtained from the mixed skew model. Because of the characteristics of error partition, the error distribution model and predicted values at different wind speed sections are summarized to generate the uncertainty interval of wind power frequency regulation potential. Numerical experiments demonstrate that the proposed model outperforms other state-of-the-art contrastive models in terms of the refined degree of fitting error distribution characteristics. The proposed model only requires the wind speed prediction sequence to accurately model the uncertainty interval. This should be of great significance for rationally optimizing system frequency regulation resources and reducing redundant backup.     

1000 kV汉江大跨越特高压输电塔线体系气动弹性模型的设计与风洞试验

以建设中的1000 kV汉江大跨越输电线路工程为背景,针对大跨越输电线路塔线体系风致响应较大的特点,进行了气弹模型风洞试验,分析了单塔及塔线体系在均匀流及紊流下的风振响应。塔线体系为四塔三线模型,并采用刚性节段加V型弹簧片法设计输电塔气动弹性模型。通过对实验结果进行分析,获得了塔线体系动力特性和风振响应等数据,研究了导线对输电塔的影响。结果表明,风荷载作用下导线与输电塔的耦合振动不可忽略。