基于模型预测控制的半潜漂浮式风机协调控制方法研究

研究漂浮式海上风力发电考虑输出功率与机械载荷的协调控制，有助于提高深远海风机运行的经济性和安全性。为实现漂浮式风机的多目标控制，以NREL 5MW半潜漂浮式风机为研究对象，在Matlab/Simulink平台上设计并搭建增益调度多模型预测控制器(gainschedulingmulti-model predictive controller,GM-MPC)。基于各稳态工况下风机开环动态性能的分析以及模型线性化处理，建立半潜漂浮式风机控制模型，与高保真FAST模型仿真对比，验证了所建控制模型的准确性。在实现模型预测的基础上，根据实际风机工况和约束条件，以为减少功率波动、塔架载荷和执行器动作次数为目标，优化求解出每一时刻下的最优控制量，从而实现GM-MPC的滚动优化。为证明控制器的有效性，在多种风-浪联合载荷的工况下，与基于蚁群优化算法的独立变桨控制策略进行了对比实验。结果表明，所设计的控制策略使半潜漂浮式风机在满足功率平稳性的同时降低了机组的机械载荷，使其能适应深远海环境下的复杂运行工况。     

海上某油田开发效果评价体系应用研究

为了深化油田开发规律认识,预测油田开发指标变化趋势,指导油田更加合理的开发,针对海上某注水开发油田,论述了油田开发历程及开发现状,根据行业开发效果评价标准,结合油田实际开发特征及开发矛盾,优选了注采对应率、水驱储量控制程度、水驱储量动用程度等九个指标对油田开发效果进行了综合评价,从而为油田后期开发规划及调整挖潜提供科学依据。结果表明,优选评价指标实用性强,目前油田整体开发效果处于一类水平,注水效果及预测采收率较高。     

海上稠油油田蒸汽吞吐产量确定新方法

针对目前蒸汽吞吐产量预测模型假设条件简单、普适性差等问题,一般采用测试法和类比法综合确定海上稠油油田蒸汽吞吐初期产量。由于目前海上油田通常只开展常规测试,无法直接获得热采开发初期产量。笔者提出海上稠油油田蒸汽吞吐初期产量确定新方法,建立蒸汽吞吐相对于常规开发的初期产量倍数预测模型,通过蒸汽吞吐产量倍数,将常规测试确定的产量转化为蒸汽吞吐产量。研究表明,蒸汽吞吐初期产量倍数主要受储集层渗透率、原油黏度、注入强度、蒸汽干度等因素影响,利用正交试验设计和多元回归等方法,建立海上稠油油田蒸汽吞吐初期产量倍数与油藏地质参数及注入参数之间的非线性预测模型,该模型经实际生产数据验证,预测误差小于5%,可靠性高,能够为海上稠油油田蒸汽吞吐初期产量的确定提供依据。     

纳米重防腐涂料在海上风力发电机组中的应用研究

海上风力发电作为近年来快速发展的可再生能源,受到了越来越多的重视,根据我国国家能源局印发的《风电发展"十三五"规划》,指出到2020年底风电累计并网装机容量确保达到2.1亿kW以上,其中海上风电并网装机容量达到500万kW以上。同时,海上风电设备面临着温度、日照、冲刷、盐分、含氧量、微生物附着等复杂的腐蚀环境,环境因素变化很大,这对海上风电的寿命提出了巨大的挑战,只有对海上风电腐蚀机理进行系统研究,才能提出系统的解决腐蚀的办法。通过实验室及现场研究手段,探索研究纳米重防腐材料在面临海洋腐蚀环境的腐蚀机理研究,探究符合工况的纳米重防腐涂料的制造工艺技术,分析评价重防腐材料应用在海上风力发电机组中腐蚀防护效果,提出系统解决腐蚀问题路径,减少风电设备检修频次,对我国海上风力发电设备的长寿命防护具有重要的意义。     

基于进化策略的海上风电支撑结构多参数同步优化设计

针对典型海上风电场3 MW固定式三桩单立柱风力机支撑结构主尺度优化问题,文章采用参数化建模方式进行力学建模,在有限元分析的基础上,结合生物进化策略,以风机塔顶位移、结构最大Mises应力为限制条件,以减小支撑结构整体体积为优化目标,对海上三桩单立柱风力机支撑结构主尺度参数进行多参数同步优化设计。研究结果表明:在保证风机塔架刚度和结构强度的前提下,通过结合有限元分析与进化策略对风机主尺度参数进行同步优化,风机支撑结构整体体积明显下降,优化效果明显。该多参数同步优化设计方法可为海上风电固定式支撑结构设计提供参考。     

散射通信固定站应用及展望

对流层散射通信作为一种重要的军用通信手段,其发展历程是二战以后各国政治、军事和经济角逐的缩影。散射通信固定站作为一种特殊的散射通信站型,随着国际环境的变化和技术水平的发展,其应用领域也发生了巨大的变化。在探讨散射固定站国内外发展和应用现状的基础上,根据国内散射固定站建设经验,给出了海上散射固定站建设要求以及未来应用展望,对散射通信固定站今后的发展具有借鉴意义。     

基于声源定位的高校在线巡课系统设计与研究

随着网络建设以及信息化教学方法在高校教学过程中的应用普及,越来越多的高校使用在线巡课系统对教师的教学过程进行跟踪和管理,以便发现课堂教学中的亮点、问题和不足。文章提出的在线巡课系统,基于声源定位的技术,对传统的在线巡课系统做出了改进,解决了已有巡课系统中“只闻其声,不见其人”的问题,能够更直观地跟踪到教师的教学过程,包括教学行为以及师生互动过程,有效提升教务人员巡课效果和体验感受。     

海上淤泥区斜拉桥超长桩基自平衡法承载力试验研究

针对大型铁路、公路建设过程中对基础结构承载力的严格要求,为了探讨采用自平衡试桩法对承载大吨位、超长的灌注桩进行单桩竖向承载力检测的可行性,以G228国道浙江三门园里至宁海一市段跨海大桥工程为依托,计算了海上淤泥区超长桩竖向极限承载力。以旗门港特大桥、海游港特大桥的四个测试桩为典型案例,运用自平衡检测结果且结合相关规范,根据实测值绘制出上下桩段的Q-s曲线、s-lgt曲线和s-lgQ曲线,分析其上下桩段的极限承载力变化,并且根据等效转换原理作出桩顶加载Q-s曲线图,确定桩顶在极限荷载下的位移。结果表明:采用自平衡法进行检测并建立加载曲线分析,成功解决了海上淤泥区斜拉桥超长桩极限承载力研究问题。进行研究的四个主墩测试桩在等效桩顶加载下,极限承载力均未超过设计容许承载力,最大位移分别为16.45 mm、16.14 mm、10.08 mm和8.18 mm,满足施工要求。自平衡法技术在G228国道三门园里至宁海一市段跨海大桥施工中的成功运用可供同类工程施工参考。