大型水轮发电机的优化设计

本文分析讨论了大型水轮发电机优化设计的特点。在此基础上,对适合于大型水轮发电机优化设计的优化方法—离散变量的惩罚函效法进行了应用实践.在IBM—4381 大型计算机上得到了三峡电站680MW 水轮发电机的优化设计方案,为三峡电站水轮发电机的设计和制造提供了一个良好例证.     

大型水轮发电机内部故障暂态仿真模型简化及仿真验证

在综述大型水轮发电机内部故障仿真及其主保护配置研究的基础上,指出研究故障暂态过程的必要性及相关难点.阐述了基于转子每极双阻尼条的简化暂态仿真模型的基本原理,并进行了详细仿真验证,指出该简化暂态仿真模型在计算精度和求解耗时上都能满足工程实际应用要求,说明了其工程实用价值,为国内大型水轮发电机主保护配置方案的优化设计研究提供了新途径.     

双馈水轮发电机系统的优化调节特性模型

为了研究双馈水轮发电机系统的负荷优化调节性能,结合实例对双馈水轮发电机和常规水轮发电机在相同运行工况下的优化调节特性进行了比较分析,应用一种改进的BP算法--Levenberg-Marquardt反向传播方法建立了水轮机优化调节特性的数学模型,并与其它模型的计算结果进行了比较.计算结果证明了基于改进BP神经网络算法建立的双馈水轮发电机负荷优化调节特性模型的有效性.     

应用混合离散变量方法实现大型水轮发电机优化设计

本文分析讨论了大型水轮发电机优化设计特点,并对适合于大型水轮发电机优化设计的混合离散变量方法进行了研究,提出了对离散变量的搜索策略。实例计算结果表明,这种方法具有一定的优越性。     

再谈大中型水轮发电机主保护定量化设计的必要性

大中型水轮发电机主保护的定量化设计方法已在三峡、龙滩、拉西瓦、小湾等水电厂得到了应用。随着研究设计工作的深入和工程实践经验的总结,又提出了主保护的定量化及优化设计方法。文中分析了水轮发电机绕组形式对故障特点的影响,归纳总结了典型故障特征,但这种归纳只是为简化设计计算的工作量指明了方向。由于大中型水轮发电机绕组形式的多样性,因此现阶段还难以仅凭发电机的故障特点就决定中性点侧引出方式和主保护的配置方案,而应在全面内部短路分析计算的基础上,再经定量化的设计过程来完成。     

水轮发电机转子三维温度场的有限元计算

建立水轮发电机转子三维温度场计算的数学模型,用有限元法对水轮发电机转子1／2轴向长度的三维温度场进行求解,给出任意一个截面的温度分布曲线。对一台320MW的水轮发电机进行了数值计算。结果表明,最高温度值与实测值基本相符。     

旋转电枢式水轮发电机电磁参数的有限元计算

为了研究旋转电枢式水轮发电机的电磁参数,本文通过应用有限元方法建立一台10kW旋转电枢式水轮发电机模型机的数学模型,分别应用磁链法和能量法计算了旋转电枢式水轮发电机的电感参数随转子转动的波形,并对两种方法的计算结果进行对比分析。结果显示,磁链法和能量法计算所得的电感参数波形基本吻合,幅值相差不超过5%,从而验证了该计算方法的准确性。     

水轮发电机定子三维温度场的有限元计算

建立水轮发电机定子三维温度场计算的数学模型和泛函,用有限元法对水轮发电机定子1／2轴向长度的三维温度场进行求解,得到任意一个截面及沿轴向方向的温度分布曲线。对一台320MW的水轮发电机进行计算。结果表明,定子最高温度值与实测值基本相符。     

水轮发电机稳态运行时的阻尼绕组电流谐波研究

针对水轮发电机在稳态运行时的阻尼绕组电流谐波问题,采用场路耦合法,建立用于计算阻尼绕组电流的水轮发电机数学模型,并通过试验对该模型进行验证.以此为基础,分别计算几种不同稳态运行工况下的阻尼绕组电流及其谐波,包括电机空载运行、额定对称负载运行以及电机稳态负序运行等工况.分别研究发电机内主磁场、电枢绕组正序磁场和负序磁场对阻尼绕组电流谐波所产生的影响.此外还对阻尼绕组电流内的各次谐波分布特点以及产生机理进行了分析.对水轮发电机阻尼绕组电流谐波的研究,有助于预测阻尼条的受力情况,从而避免水轮发电机由于阻尼条振动强烈而出现断条事故.     

大型水轮发电机转子线圈散热系数工程应用研究

散热系数的确定是利用简化公式法计算水轮发电机转子线圈平均温升的关键因素。本文分析已有水轮发电机转子线圈散热系数局限性和适用范围,并基于CFD数值仿真结果拟合了转子线圈新的散热系数关联式,进而利用获得的关联式计算了一些类似结构转子线圈平均温升,并与试验结果进行了对比。结果表明,新获得的水轮发电机转子线圈散热系数关联式满足工程应用要求。     

改进遗传算法在韶关小水电群优化调度的应用

分析韶关地区小水电群联合优化调度的特点,结合当地实际情况,建立了小水电群优化调度的数学模型.通过对传统优化调度方法和遗传算法的基本步骤进行研究和改进,提出了基于改进遗传算法的模型求解方法,并对韶关电网系统中的两个小水电站进行联合模拟求解.实例结果表明,该方法科学可行.对提高电网运行和提高水电能源的利用具有重要意义.所提出的模型和算法已成为"韶关电网水电优化调度决策支持系统"的一部分,并投入试运行.     

基于海上大型风电场VSC-HVDC系统电网侧控制器的设计

为了检测和分析风电场中风速等一系列可变因素对VSC-HVDC系统的影响,从而优化大型海上风电场结构,提出了一种新型的VSC-HVDC模型——无开关VSC-HVDC相量模型,可以通过调制量来反馈控制系统。在此基础上,结合各种策略的优缺点,选择一种有效地控制策略进行控制器的设计,以实现系统的控制。分析电网侧交流电流和直流电压的所需控制策略,优选出了dq电流控制和PI电压控制作为最佳控制策略,通过对内环外环控制器的参数计算和调节来达到设计要求。Matlab搭建出的模型仿真结果表明,建立的无开关VSC-HVDC相量模型控制策略的选用和控制器的参数设计具有适用性和合理性。     

电力市场环境下梯级水电站短期优化调度研究

分析了电力市场环境下梯级水电站优化调度的特点,提出梯级水电站优化运行三步调度方案,针对不同阶段分别建立了面向电力市场的梯级水电站短期优化调度模型,包括总用水量相同情况下发电效益最大调度模型和总负荷一定条件下耗水量最小调度模型;对遗传算法进行了改进,提高了其收敛速度和求解精度,提出了基于混合遗传算法的模型求解方法.实例研究证明该方法科学可行,对电力市场环境下梯级水电站短期调度运行有较高的参考价值.     

永久磁铁工作点的优化计算

永久磁铁工作点的确定是永磁磁路计算的必要前提。本文对永久磁铁工作点的选取方法进行了系统的分析,利用磁能密度的概念,推导了永磁工作点的优化计算公式,所得结论对于永磁磁路的计算与设计具有一定的指导作用。     

电网区域间可用输电能力的计算方法分析

分析了在计算可用输电能力(available transfer capability,ATC)时考虑的2种容量裕度的含义及使用容量,对基于确定性模型和概率性模型的各种ATC计算方法及其优缺点进行了比较和分析,指出ATC在实际计算时仍存在的一些问题,提出应从总体上进行优化算法的设计、采用混合优化结构、探索新策略等方面入手解决存在的问题。     

面向电力市场的梯级水电站联合优化调度研究

分析了电力市场环境下梯级水电站优化调度的特点，提出了面向电力市场的梯级水电站联合优化调度模型；对遗传算法进行了改进，提出了基于改进遗传算法模型求解的方法。工程实例证明，该方法科学可行，对电力市场环境下梯级水电站运行调度有较高的参考价值。     

Investigation of topology optimization of magnetic circuit using density method

Topology optimization using the density method, which determines the optimal topology by distributing the magnetic material in the design domain, is attractive for designers of magnetic devices, because an initial conceptual design can be obtained. As the number of design variables in the design domain is so huge, a sufficient solution cannot be obtained by using the direct search method. Then, the steepest descent method is adopted to obtain fast convergence. In this paper, some problems in applying the density method to the practical topology optimization are investigated. The accuracy of calculating the sensitivity using the adjoint variable method and the effect of initial material density on the obtained results are examined. The effectiveness of the proposed optimization method is illustrated by applying it to the determination of the optimal topology of a permanent magnet which generates a uniform magnetic field. © 2006 Wiley Periodicals, Inc. Electr Eng Jpn, 155(2): 53–63, 2006; Published online in Wiley InterScience ( www.interscience.wiley.com ). DOI 10.1002/eej.20259     

辐射型配电网重构的启发式算法

研究了配电网的重构方法。根据配电网的特点,在配电网二次电流矩模型的基础上,利用从二次电流矩平衡角度分析得出的结论,通过理论分析,得出一种新的配电网重构方法。方法表明：在配电网重构中,环网无功功率分点两侧电流最小的支路即为需要断开的支路。该方法不需考虑网络拓扑的约束,不受网络初始结构的影响,确定一个断开开关只需计算一次潮流,因而能有效提高求解速度。与二次电流矩方法相比,本文所提方法计算过程更加简捷、计算量更小。典型配电系统算例的测试结果验证了该方法的正确性和有效性。     

二分查找在变压器电磁计算优化程序中的应用

介绍了在变压器电磁计算优化程序中,利用二分查找算法计算出绕组高度下限值,用以减少无效计算,提高程序运行效率。     

A method for optimizing the design of an absorption silencer for the exhaust path of a gas turbine unit

Specific features of noise reduction in the exhaust part of a gas turbine unit are considered. A method is developed for calculating the optimal flow cross-sectional area of an absorption silencer installed in the path of a gas turbine unit. The effect of various factors on selection of the silencer’s optimal design is analyzed.