水轮机特性曲线三维数值处理

水轮机特性曲线的数值查询和处理是水电站过渡过程数值模拟计算的重要组成部分,其插值精度直接影响过渡过程数值计算的最终结果.目前,对于水轮机特性曲线的处理方法常用表格插值法和曲线(曲面)拟合法,但这两种方法在实际使用上存在一定的缺点,为此,提出了插值效率更高的三维曲面拟合法.对于水轮机小开度运行区域的数值模拟采用三次样条曲线拟合及内插法比采用多项式插值方法使(单位流量一开度)曲线具有更高的光滑性,数值估计段与已有模型综合特性线段有较好的连接性,使得估计段的数值更加接近真实值,减小估计误差.     

水轮机运转综合特性曲线中等效率线的简捷新绘法

水轮机运转综合特性曲线中的等效率线是显示水轮机实际运行时最重要的工作特性曲线。为克服国内目前绘制等效率线的一系列缺点，减少绘制工作量，提高绘制精度，研究推出由水轮机模型综合特性曲线不作辅助曲线而直接绘制等效率线的简捷新绘法。     

大型水轮机真机全水头段效率测试分析

介绍了混流式水轮机全水头段原型效率测试，得出了各水头下的实测水轮机效率曲线，绘制出全水头段的水轮机运转综合特性曲线，并将实测曲线与模型曲线进行了对比分析。     

水轮机效率曲线数字化处理的应用研究

本文基于直角坐标与极坐标的转换原理,将极坐标法与AutoCAD软件应用于水轮机效率曲线数字化处理当中,解决了通常所用网格法所存在的计算精度小与计算量大的关键问题,为水电站在制定厂内经济运行方案和水轮机特性换算等方面提供了一种新的水轮机模型效率曲线数字化处理的方法。通过实例,编写计算机程序进行比较分析,表明该方法简便可行,精度高。     

轴流转桨式水轮机性能预测及运行综合特性曲线绘制

本文对轴流转桨式水轮机进行了全流道三维定常湍流计算,完成了200多个工况点的计算.预测了水轮机的能量性能和空化性能,在此基础上通过包络线法绘制了机组在各个水头下的运行特性曲线,并进一步通过绘制一系列的等效率曲线、等空化系数曲线等得到了水轮机的运行综合特性曲线.计算模型建立在雷诺时均连续性方程和Navier-Stokes方程的基础上,选用标准k-ε双方程湍流模型使方程组封闭,数值求解通过SIMPLEC算法实现速度、压力的分离求解.     

小浪底水电站1号机组效率试验研究

水轮机效率试验是评价水轮机性能的重要指标,利用模型综合特性曲线通过相似理论换算所得的水轮机运转特性曲线是否能正确地反映原型机组的运行性能,是行业关心的一个问题。本文详细介绍了对小浪底水电站1号机组进行原型机组相对效率试验的研究情况,包括试验参数的测量方法,计算机测试系统的配置,以及试验数据整理和分析,并按照在试验水头下水轮机制造厂提供的运转特性曲线的效率最高值修正了电站给定的蜗壳压差流量系数。通过分析发现,修正后的87米水头下的实测效率线与水轮机制造厂提供的运转特性曲线不完全一致,其它水头下的特性曲线比较还有待进一步试验论证。     

刘家峡5号机组水轮机能量特性试验研究

水轮机能量特性试验是评价水轮机性能的重要指标,利用模型综合特性曲线通过相似理论换算所得的水轮机运转特性曲线是否能正确地反映原型机组的运行性能,是行业关心的一个重要问题。文中详细介绍了对刘家峡5号机组扩修前后进行水轮机绝对效率试验的研究情况,包括试验方法、标准、测量参数,误差分析,以及试验数据整理和分析,并对扩修前后的水轮机能量特性进行了对比分析,其结果对提高电厂及整个电网的安全经济运行具有一定的参考价值。     

基于效率特性曲面的水电机组在线监测系统设计

能量效率监测是水电机组监测的重要手段之一。为了能够直观、全面地表达监测结果,从水轮机运转特性曲线图上的等效率特性曲线出发,利用相应的插值算法得到效率特性曲面,并根据效率特性曲面设计在线监测系统软件,根据所需监测的工况参数开发了一块可以连续采样的PCI采集卡,以实现水电机组的效率在线监测和直观显示。该系统已在水电厂实际运行。     

水泵水轮机全特性曲线的拟合--移动最小二乘近似

本文在基于曲面拟合的水泵水轮机全特性曲线的变换新方法的基础上 ,将移动最小二乘近似应用于对全特性的曲面拟合。通过最小二乘曲面拟合与移动最小二乘拟合的水泵水轮机全特性拟合曲面和“S”区域拟合情况的对比 ,以及抽水蓄能电站过渡过程计算结果与实测值的对比 ,发现移动最小二乘近似能够更好地拟合水泵水轮机的全特性曲线。最后对移动最小二乘近似参数权函数因子、计算点影响域中的节点数及影响域半径乘子对计算结果的影响作了分析 ,得出了初步的建议     

含导叶不同步装置的水泵水轮机全特性的内特性解析

利用叶片式水力机械内特性解析理论,建立了含导叶不同步装置的水泵水轮机的水轮机区和反水泵区的全特性曲线的数学表达式,得出了求解这两种工况下当量开度的方法。结合水泵水轮机生产厂家所提供的原始模型全特性曲线,对水轮机飞逸工况特征点和水轮机零流量工况特征点给出经验计算公式。含导叶不同步装置机组的理论全特性曲线与实测全特性曲线的对比验证了该理论的工程实用性。     

水轮机综合特性曲线BP神经网络拟合方法研究

针对目前水轮机综合特性曲线处理中存在的问题,介绍了一种采用BP神经网络的解决方法,其核心思想是将水轮机非线性特性转换为可用于实时仿真的基于神经网络的力矩和流量特性。论文首先介绍了该方法的整体设计思路和求解过程;随后详细说明了其具体细节和实现步骤:样本数据读取和延拓方法以及神经网络的选取原则、训练过程;最后结合实际水轮机给出了处理结果,并分析了误差产生的原因。本文的研究成果为水轮机综合特性曲线拟合提供了一种新的途径。     

基于现代智能控制技术的水轮机自适应工况PID调速器研究

针对水轮机常规PID调速器不能根据系统的动态过程自动调整控制参数的缺点,提出一种新的基于现代智能控制技术的水轮机自适应工况PID调节方法。该方法根据水轮机模型综合特性曲线划分水轮机工况,采用一种改进遗传算法对水轮机的不同工况求取最优调节参数,利用神经网络做到运行工况与最优参数间的平滑切换。经过仿真表明,该控制方法具有良好的静态和动态性能,并具有很强的鲁棒性。     

一种用于PWM逆变器的非对称T型滤波器的设计方法

针对以体积最小为目的的PWM逆变器用非对称T型滤波器的参数设计中会出现高次多元方程，难以获得有用的解析解的实际问题，提出了一种采用三维数据可视化技术的设计方法：在保证低通滤波器衰减特性的前提下，分别绘出纯电阻负载和阻感负载时系统功率因数的曲面，再依次考量电力电子器件中的电流负担、电压应力等因素，从空间曲面到空间曲线，再到平面曲线，逐步地缩小取值范围。最后对电感器的结构进行了优化设计。实验验证了该方法的正确性和实用价值。     

水电机组调节系统建模与仿真研究

在Matlab／Simulink环境下建立与水轮发电机组及其调节系统实际相一致的仿真模型,能够准确的模拟机组的各种工况。其中水轮机模型以水轮机综合特性曲线为基础,采用曲线的方法来表示水轮机流量和力矩与其它参数之间的关系,引水系统采用弹性水击模型,论证了仿真模型的有效性和实用性。     

基于混合Copula函数的风电机组异常识别方法

风电机组的功率曲线是衡量风电机组运行性能的重要指标,其中存在大量异常数据直接影响风电机组运行维护,研究功率曲线异常识别方法对提高风电机组运行稳定性具有重大意义.本文通过对功率曲线的特性分析,分三种工况建立了基于概率分布函数(Copula函数)的功率曲线异常数据识别模型及影响因素Kendall秩相关分析,从而确定了与功率...     

并网永磁直驱式风电系统的模态分析

为研究永磁直驱风电系统（PMSG）并网后自身的稳定性问题,进行了并网风电系统的模态分析。建立了适用于系统小扰动稳定分析的PMSG风电系统模型,研究了并网风机无穷大系统的模式特性。采用特征值法分析了轴系模型、轴系刚性参数、运行点、并网距离对并网风电系统模式的影响。并在PSCAD/EMTDC上建立了相应的非线性模型,利用Prony方法对输出功率曲线进行模式识别,验证了模态分析结论。研究从模态分析的角度说明了轴系双质块建模的重要性,以及上述参数对并网PMSG稳定性影响的相关结论,结果有助于了解并网PMSG风电系统稳定性问题的本质。     

大型风电机组的功率曲线自寻优控制策略

大型风电机组在额定风速以下一般采用最大功率曲线法进行机组的最大功率跟踪控制,但机组的最大功率曲线一般通过实验获得,很难保证精度。为优化风电机组在低风速区域对风能的利用率,提出了基于微分跟踪器的功率曲线自寻优控制策略。采用微分跟踪器提取出机组转速和机械功率的微分值,并由此判断实际功率曲线与最大功率点之间的位置关系,然后采用三维模糊控制器对功率曲线的系数进行实时调整。以2MW双馈风力发电系统为基础,在Bladed仿真环境中对自寻优控制策略进行了仿真研究。仿真结果表明所提出的自寻优控制策略对机组参数如功率特性或转矩特性等依赖性较小,在风速变化的情况下能够对机组功率曲线的系数进行实时的修改,并有效地将机组的功率曲线调整到最大功率曲线的位置,从而证明了该策略的正确性和可行性。     

基于主曲线方法的水轮机特性曲线的数值拟合

主曲线是用一维光滑曲线对数据集合进行信息抽取的一种方法,是第一主成分的非线性推广.通过分析传统回归方法在水轮机特性曲线数值拟合中存在的问题,提出了利用主曲线作为数学工具对水轮机特性曲线进行数值拟合.理论分析与实践表明,利用主曲线方法进行水轮机特性曲线的数值拟合,不仅拟合精度可以得到保证,而且对各种曲线可以用以投影指标为自变量的统一的数学表达式进行描述.该方法为水轮机特性曲线的数值拟合提供了一个新途径.     

基于概率神经网络的集控式风电场风险评估

目前对风电机组的风险评估方法多以对某关键部件的风险评估情况来分析风电机组的整体运行情况,由于各关键部件具有较强的耦合作用,需要综合考虑各部件对风电机组的影响情况。为了更好地对风电机组进行维护检修,文中以风电机组的历史运行数据为基础,对其进行风险状态评估,通过风电场集控中心及其数据模型的建设,对风电机组的运行数据进行采集,提取出反映风电机组关键部件运行状态的特征量,使用发电机组理论风速功率曲线与实际输出功率的缺额来描述其运行状态。以关键部件的特征量为输入,风电机组的风险程度为输出,建立概率神经网络模型,通过实例仿真可以看到模型的预测分类效果较好,应用该方法对风电机组的风险状态能进行较好的评估,并为运维检修提供参考。