矿用应力传感器设计与实现

在此设计并实现了一种新型应力传感器,采用MSP430单片机硬件结构,在应力传感器中加入了电子罗盘,可求出传感器安装时的方位角。利用地应力计算公式,可确定煤层中或岩石中应力值状态。多个测点应力传感器可以通过RS-485进行连接,组成分布式应力监测系统,可对矿井中的次生应力进行监测。经过测试和现场应用表明应力传感器安装方便,测量精度高,完全满足煤矿安全生产的需求。     

基于增量位移模式的施工期坝基综合变模反分析

本文从实用角度出发,论述利用大型通用软件MSC.Marc及其用户子程序实现初始地应力场施加的方法,在此基础上模拟坝基岩体的开挖;考虑到开挖施工过程的影响,提出基于增量位移模式的加权逆解反分析计算方法;以小湾拱坝为工程实例,建立模拟坝基开挖的有限元模型,反演该坝基综合变形模量,获得坝基的初始变形场,为后期模拟小湾坝体浇筑加载过程奠定基础;最后还与遗传优化算法计算结果作了对比。计算结果表明,文中提出的方法方便简洁,结果合理,具有较强的实用性。     

数据校正在汽轮机热力性能监测中的应用

在汽轮机热力循环中,测量系统具有冗余测点。现场一般采用主给水流量、主凝结水流量和给水泵进口流量作为性能计算中的主流量。采用数据校正方法,利用冗余的流量测点信息,对某一实际电厂的性能数据进行数据校正计算,并分析了性能计算结果不确定度的变化。结果表明,数据校正可以有效减小计算结果的不确定度。     

弹塑性动力学方程的隐式阻尼迭代法

本文将作者提出的求解静态弹塑性问题的隐式阻尼迭代法推广应用于求解弹塑性动力学问题。文中给出了联立求解动力学方程、屈服条件和塑性流动方程,并以应变增量为独立基本未知量的弱解形式,同时提出了求解非线性动力学方程的数值迭代算法。基于有限元程序自动生成系统（FEPG）根据所提出的迭代算法编写了相应脚本文件和计算流程,并由此生成了弹塑性动力学问题的有限元源程序。最后,通过算例验证了本文所提出的迭代法和计算程序。     

基于炉内壁温计算的氧化层生长在线监测研究

以锅炉实时运行数据为基础,建立锅炉受热面在线热力计算模型,以受热面出口温度计算值和实际测点数据的差值作为迭代终止条件,实时得到锅炉过热器进出口烟气温度和工质温度。通过分段计算方法,分别计算受热面管的各段蒸汽温度和金属壁温。选取每段进出口平均金属壁温作为氧化层生长计算温度,设定计算周期为2 min,计算得到屏式过热器氧化层厚度的增量和累计值,计算结果与实际测量值基本一致,实现了锅炉受热面氧化层厚度的在线监测。     

边坡深层抗滑稳定动力分析

岩体结构面在循环加载条件下的力学特性直接关系到上部结构的稳定安全.本文结合边坡动力抗滑稳定工程算例,采用有限元接触分析方法,对岩休结构面的理想弹塑性模型、简化非线性模型、考虑剪胀和磨损等现象的复杂非线性模型的计算结果进行了对比分析.接触面的理想弹塑性模型低估了接触面的变形能力,计算出的位移偏小,屈服区范围偏大,安全系数偏小.简化非线性模型的刚度随变形的增加而减少,增强了接触面的变形能力,计算出的位移增大,屈服区范围偏小,安全系数偏大.天然岩体结构面具有峰值剪切和剪胀特性,在循环加载条件下,峰值摩擦角、剪胀角会逐步磨损,考虑这些复杂特性后,模型计算结果处于理想弹塑性模型和简化非线性模型之间,更准确地模拟了接触面的受力变形特性.     

复合绝缘子压接金具弹塑性分析

根据压接金具在压接过程中的实际受力情况，采用平面应变问题的理想弹塑性模型，对平面轴对称问题，通过几何方程、物理方程与平衡方程，推导出各应力分量的数学表达式。按特雷斯卡屈服条件，导出其具体的屈服表达式，并由此分别进行了压接金具的弹性极限分析、弹塑性分析及塑性极限分析。由此得出压接金具不论承受的是内压还是外压都是以内壁开始屈服的，并且当其承受均匀外压作用时，其弹性极限压力和塑性极限压力与该金具承受均匀内压作用时相同。     

200MW汽轮机暂态温度分布及热弹塑性应力计算分析

本文应用暂态温度场及热弹塑性应力场计算主程序和有限元网格自动划分及等值线自动绘制辅助程序,重点计算和分析了200MW汽轮机高中压转子在不同温升率及不同启动温度下各个时刻的温度分布和应力分布及其变化规律,对屈服区进行了塑性计算,得到了塑性等效应变值.寻找到了转子的薄弱环节,并提出了改进意见。     

一种基于遗传算法的热工数据校正方法

针对火电机组给水系统测量数据校正问题,提出一种冗余解约束的遗传算法。该算法采用三截尾估计代替常规的最小二乘估计作为数据校正的目标函数,根据系统结构,提取给水系统的质量平衡和能量平衡方程作为约束条件,构建三截尾鲁棒数据校正模型;针对能量焓值计算的分段函数特点,提出使用遗传算法对模型进行求解;同时结合冗余度概念提出冗余解约束方法。对给水系统故障检测的实际仿真模拟结果表明:该方法具有较强的真值逼近能力,在测点无故障情况下,能得到更为准确的校正值;在系统有测点发生故障时能够及时对其进行报警;在系统多个测点同时发生故障时,仍能准确地对测点进行故障预警,同时给出准确可靠的校正值。     

裂纹尖端各向异性塑性的研究

对于有裂纹扩展的平面应力问题,阐述了延性铝合金裂尖实测位移场和HRR位移场的差异不能用裂尖弹塑性渐近解的高阶项来拟合。基于垂直和平行于裂纹线的实测对数位移场的斜率不同,在裂纹尖端附近假设存在由大塑性变形导致的各向异性应变硬化。建立了裂纹尖端各向异性塑性模型,发展了莫尔干涉光测实验/数值分析的杂交方法。分析了裂纹前方、沿着θ=0°径向线上的屈服面各向异性的畸变规律。对于相同的实测应变场,用各向异性模型得到的应变能密度和有效应力比用各向同性塑性公式的计算值约大20%。对于延性稳态裂纹扩展,可指望在裂尖附近由各向异性塑性计算的近场J积分值与实验测定的或远场各向同性计算的J积分值趋于吻合。     

局部载荷下材料性能影响压痕弹塑性行为的研究

利用有限元法分析了不同材料在载荷作用下接触区域的弹塑性行为,探讨了弹塑性行为与载荷、屈服强度、弹性模量和泊松比之间的关系,并构建1套压痕实验装置予以实验验证。研究结果表明：载荷、材料屈服强度对压痕弹塑性行为影响大,而弹性模量、泊松比对其压痕弹塑性行为影响较小。研究结果描述了载荷增加时其压痕弹塑性行为的发展,压痕参数与屈服强度之间的关系,为压痕法根据压痕参数确定屈服强度提供参考。     

一种临界故障切除时间概率分布的求解方法

稳定性分析是电力系统运行与控制中必须考虑的一个以及半不变量的性质，在敏感度计算的基础上，将临界故障最基本的问题。传统稳定分析是在确定系统初始参数后进行的。由于某些原因，电力系统的初始参数，如母线负荷等，因得不到其确定值而只能知道其可能分布。这使得传统的稳定分析方法已不能适用于新的形势，为此提出了概率稳定分析这一新的课题。该文提出一种新的临界故障切除时间概率分布的求取方法，利用随机变量的Cram-Charlier级数展开式切除时间概率分布的求取转化为对初始参数的半不变量的求取。该算法在39机系统中进行了测试，与Monte-Carlo仿真结果相比，该算法不需要反复进行大量的数值仿真的采样计算，而只需在确定临界故障切除时间的灵敏度时进行一次数值仿真；计算结果能很好地描述临界故障切除时间的实际概率分布，且能显著地减少计算量，提高计算速度。利用该方法，可根据故障后临界故障切除时间的概率分布，确定临界故障切除时间分布在期望值附近某区间内的概率，为稳定分析提供了判断的依据。     

快速预测电力系统结构保持模型稳定极限点

牛顿法和同伦延拓法都属于代数计算法,利用牛顿法解决系统多解问题的关键是确定初值。在对这2种方法的研究中发现:将1-0点和0-0点分别作为不动点,构造不动点同伦函数,由初值计算得到状态变量的值,以其作为牛顿法迭代初值进行计算,计算过程可以通过整体平移不动点位置保证牛顿迭代计算的收敛性,且能够快速获得在负荷较重情况下系统的高压、低压平衡点。该改进同伦延拓法避免了求解同伦曲线花费大量时间甚至从初始点趋向于无穷远的弊端。利用计算得到的 QV曲线上成对平衡点建立线性无关方程组,求解拟合QV曲线的多项式系数,再通过拟合曲线快速预测系统稳定极限点位置。该快速预测法计算耗时短,结果精度高。多个电力系统结构保持模型的分析结果验证了其快速性和精确性。     

基于LTS初值的稳健回归的谐波发射水平评估方法

提出了一种基于最小截尾二乘(LTS)的稳健回归的谐波发射水平评估方法。在系统公共连接点测量电压与电流,经过傅立叶分析,利用最小截尾二乘算法估计系统谐波阻抗的迭代初始值。通过反复加权迭代计算最终的系统谐波阻抗估值。利用系统谐波阻抗评估公共连接点两侧的谐波发射水平,从而衡量谐波源对电力系统的谐波危害程度。最后,通过仿真分析验证了该方法的改进效果。与普通稳健回归法相比,所提出的改进方法具有较稳健的迭代初始值,可以有效减小异常值的影响,且具有更强的背景谐波波动适应能力。     

基于暂态信号的中压配电网绝缘监测技术

介绍了利用中压配电网绝缘劣化过程中的瞬时性绝缘参数来评估线路绝缘状态的监测模式。建立了基于暂态信号的中压配电网绝缘监测模型,提出了线路绝缘劣化值的计算过程以及利用绝缘劣化指数监视线路绝缘状态的新方法。以福建省泉州电业局的实际故障数据为例对绝缘监测模型进行了验算,验算结果表明,该模型能够实时、有效地监测中压配电网的总体绝缘状态,并能在线路绝缘劣化到较严重的程度时发出警示信号。     

浓度对水煤浆壁面滑移和流变特性的影响

在中试规模水煤浆输送试验装置上,采用直径25、32、40和50 mm的直管系统地考察了浓度对水煤浆壁面滑移流动特性的影响。联合采用经典Mooney滑移修正方法和Tikhonov 正则化数值计算方法,确定了水煤浆的真实流变特性和壁面滑移特性。结果表明,在低浓度区,滑移速度随浓度增加而增加;在高浓度区,滑移速度随浓度增加而降低。管内流动存在临界剪切应力,只有壁面剪切应力高于临界剪切应力时才产生壁面滑移现象;临界剪切应力和屈服应力随浓度增加有相同的变化趋势,2者相对大小不同,导致滑移贡献率随壁面剪切应力的变化呈现2种相反的趋势。浓度越高,真实剪切粘度越大,非牛顿流体特性越显著。     

天荒坪抽水蓄能电站上库廊道渗水观测回归分析

天荒坪抽水蓄能电站上库自首次蓄水至今 ,因廊道渗水异常等原因放空检修多次。应用相关统计模型对上库廊道渗水进行计算分析 ,并采用插值原理 ,用差值回归法对上库廊道渗水进行分量分离。结果表明 :模型选择正确 ,因子选取合理 ,且计算成果能较真实地反映上库廊道渗水的基本规律     

基于增量式相对熵的风电机组实时状态监测

针对风电机组的实时状态监测问题,提出了一种基于增量式相对熵的残差分析方法。 首先,通过分析滑动窗口数据特 点,推导了适用于实时运算的增量式相对熵的计算公式,其时间复杂度为 O(1),要低于常规计算方法的 O( n)。 接下来,提出 了一种基于数据驱动和正常行为建模的风电机组实时状态监测方法,并将增量式相对熵作为实时残差分析的指标。 最后,用某 2 MW 风电机组的实际齿轮箱故障数据为算例,验证了该方法的有效性。 结果表明,相对熵残差分析能够至少提前 8 ~ 10 d 实 现故障预警,优于常规的统计量;增量式相对熵的计算时间仅相当于常规方法的 0. 4% ~ 1. 9%,在实时性上有显著优势。     

优化潮流的数值计算

通过对电力系统运行状态的分析，就潮流计算的数学模型进行了合理的简化并针对其解的稳定性提出了延拓法确定初值。利用此优化潮流的计算方法，可以迅速且有效地对系统潮流进行适当的调整和控制，以满足安全可靠或经济性的要求。     

A New Method for the Construction of Maximal Steady-State Security Regions of Power Systems

This paper presents a method to compute maximal steady-state security regions based on the DC load flow model. The proposed method consists of three steps. First, an initial region (hyperbox) is obtained explicitly using an analytic method. A developed algorithem is then utilized to expand the upper and lower bounds of the initial region in as many dimensions as possible. The algorithm is based on a necessary and sufficient condition for a region to be secure. Due to the proposed condition, the algorithm is computationally very efficient. Finally, the expanded security region is used to initiate a set of optimization problems, which can be solved to yield maximal regions. Applications of security regions to power system planning and operation are discussed. Numerical testing indicates that the algorithms proposed to expand the initial region produces nearly maximal security regions. The results of the paper provide a systematic way to deal with practical issues such as the size of security regions and computational efficiency.