混流式水轮机调节系统的建模与非线性动力分析

为深入探究混流式水轮机调节系统的非线性本质,在发电机组额定工况运行时有小波动的情况下,考虑水轮机及发电机的非线性特性,建立了一个新的水轮机调节系统非线性数学模型.在此基础上通过分岔图、时域图、相轨迹图及Poincare图分析了水轮机调节系统在压力管道流量变化、电网频率扰动以及负荷变化3种情况下的复杂非线性动力学特性.通过数值模拟得到了系统在稳定、临界及失稳情况时调节器的参数范围,并且得出当参数远离分岔点时有利于水轮机调节系统的收敛与稳定,为保证系统安全稳定地运行提供了理论依据.     

冲击式水轮机泥沙磨损试验测试系统研发

冲击式水轮机在多沙河流上运行时会面临十分严重的泥沙磨损问题。针对目前国内缺乏冲击式水轮机泥沙磨损研究试验系统的情况,研发了一套冲击式水轮机泥沙磨损试验测试系统。该系统由管路及供水系统、沙水池及泥沙搅拌系统、水轮机试验机组、数据采集与测控系统等部分组成,可支持最高水头800 m、最大流量300 m³/h和最高水轮机转速2 500 r/min的冲击式水轮机泥沙磨损和性能试验,采用可编程控制器(PLC)和LabVIEW软件可实现供水泵启停、水轮机转速调节和管路阀门自动控制,同时能实时监测水轮机转速、水头、流量等关键参数。经过试验显示该泥沙磨损试验测试系统具有精度高(达0.3%)、自动化水平高、运行稳定、操作简单以及人机界面友好等特点。     

高速喷射式冲刷腐蚀实验装置的研制及其实时动态电化学测试

冲击式水轮机在多沙河流上运行时会面临十分严重的泥沙磨损问题。针对目前国内缺乏冲击式水轮机泥沙磨损研究试验系统的情况,研发了一套冲击式水轮机泥沙磨损试验测试系统。该系统由管路及供水系统、沙水池及泥沙搅拌系统、水轮机试验机组、数据采集与测控系统等部分组成,可支持最高水头800 m、最大流量300 m³/h和最高水轮机转速2500 r/min的冲击式水轮机泥沙磨损和性能试验,采用可编程控制器（PLC）和LabVIEW软件可实现供水泵启停、水轮机转速调节和管路阀门自动控制,同时能实时监测水轮机转速、水头、流量等关键参数。经过试验显示该泥沙磨损试验测试系统具有精度高（达0.3%）、自动化水平高、运行稳定、操作简单以及人机界面友好等特点。

     

潮流能自由变偏角水轮机限位角优化方法

针对潮流能水轮机中的水动力问题,采用基于粘性CFD理论的多体耦合数值模拟方法对影响潮流能自由变偏角水轮机水动力性能的重要参数限位角进行研究.通过对比不同限位角下叶片偏角和水轮机转矩变化规律,阐明了限位角对水轮机运动特性和动力特性的影响规律.以水轮机功率最大化为优化目标,提出了限位角参数优化选取方法,并进行了实例验证.研究表明:当叶片摆动到限位角时,偏角由限位角的大小决定,限位角上限和下限对偏角的控制区域不同,这样可以通过单独调节限位角的上限或者下限分别改善叶片在不同方位角处的水动力特性.     

无线传播特性的实时估计

自适应转输系统的调制、码元速率根据信道状态自动调节,这样可以挖掘信道传输潜力。在这种通信系统中以时延扩展和信干比为代表的无线传播特性的实时在结估计与预测非常重要。文中提出了一种适用于自适应传输系统的无线传播特性实时估计方案,采用短伪随机相关和降维信号子空间分解进行无线传播特性的实时估计与预测。仿真实验表明该方案可以提供信道质量的合理估计。     

基于DSP与RTDS的水电机组实时混合仿真系统研究

为精细化研究水电机组水、机、电耦合过渡过程特性,为机网协调研究搭建精确水电机组实时仿真平台,研究开发了一种基于DSP与RTDS的水电机组实时混合仿真系统.其中,基于DSP的仿真系统实现水力-机械过渡过程的非线性实时仿真;RTDS系统完成电磁过程及负载与网络的仿真;基于DSP的仿真系统与RTDS系统间通过A/D、D/A实时通讯机制交换信息,形成一套两侧独立计算、数据实时交互的实时仿真系统.以楚穗直流孤岛系统的JAQ电厂水轮机调节系统为算例,其结果验证了该混合仿真系统的可行性和有效性.     

模糊控制在水轮机调节应用中运行模式的探讨

对模糊控制在水轮机调节应用中可能出现的问题做了理论上的分析,运用仿真手段和提出了模糊控制在水轮机调节应用中运行模式应采用模糊控制与PI并联组成的控制器的结论,为模糊控制在水轮机调节中的应用打下理论上的基础.     

GIS、SMS／GPRS的环境监测系统设计与实现

针对环境监测中远程采集数据的实时传输和对监测数据进行管理分析的问题,研究了无线通讯SMS/GPRS的通讯原理以及与GIS无缝集成技术.系统通过SMS/GPRS技术实现了远程监控数据的无线实时传输,结合GIS可视化技术对监控数据进行可视展示,借助GIS窄间分析功能分析污染源影响的地理区域.解决了系统实现的软件体系结构和关键技术.系统适用于环保部门监测数据采集、通讯传输、GIS管理和分析决策.     

基于增量型模糊控制规律的水轮机转速控制研究

对模糊控制在水轮机调节的应用中可能出现的问题做了理论上的分析，提出了增量型模糊控制在水轮机调节应用中的运行模式。通过实验机组的运行，证明了运行模式具有较好的动静态特性和较强的坚韧性，具有推广价值。     

水电孤岛?HVDC系统建模与仿真研究

水电送端-高压直流输电(high voltage direct current, HVDC)系统在其送端进入孤岛方式后,若采用大电网方式下的控制参数,可能出现频率稳定性问题.对该问题的研究,目前一般采用的理想水轮机调速系统模型难以反映水电孤岛-HVDC系统中水轮机调节和直流有功控制的相互作用,降低了分析结果的有效性.针对此问题,提出了一种考虑详细水轮机调速系统模型、发电机电磁系统模型、直流准稳态及功率控制系统模型的水电孤岛-HVDC系统数学模型.仿真结果表明,该模型能够较准确地反映系统有功频率响应特性,模拟水轮机调节系统、直流有功控制系统的相互作用,可用于频率控制、优化等研究.     

基于非线性-复位PSO的数据采集与处理系统

为了改善实验室在数据采集和分析过程中采集不透明、各个操作环节衔接繁琐及手动粗调处理参数的缺点,采用串口双路下位机数据采集卡、非线性复位粒子群算法以及和谐的人机交互界面来设计一套完整的数据采集与分析系统,介绍了频率响应数据采集与处理系统的工作原理、组成结构和简单的操作说明。下位机数据采集系统发出频率指令后对设备进行控制和数据采集,采集的数据经串口到达上位机经过傅里叶变换进入数据处理系统。测试结果表明,系统能够实时准确地采集数据、实时显示数据、高精度自动处理数据及保存数据。测试过程中,系统稳定,为材料数据分析的准确性提供了保障。     

数据采集系统中数据获取和处理的C＋＋Builder实现

数据采集系统需要现场数据采集仪器与PC机进行数据信息和控制信息的交换，研究了在Bodand C Builder环境下如何通过串口实时获取数据，并有效地处理这些数据．     

基于数据清洗和动态神经网络的风电机组齿轮箱油温预警方法研究

齿轮箱是风电机组运行的关键设备。针对风电机组齿轮箱故障发生频繁、运行维护成本高等问题,提出了一种基于数据采集与监控（SCADA）系统异常数据清洗和动态神经网络的建模方法,对风机齿轮箱油池温度进行了建模。随后采用统计过程控制方法分析残差,根据残差分布特征计算阈值上下限,实现了齿轮箱油池温度异常状态预警。最后以双馈式风力发电机组为研究对象进行建模分析并给出实例,验证了该模型对齿轮箱油池温度预警的实用性和有效性。     

舌控智能辅助系统的通信装置研究

为提高舌控智能辅助系统舌部运动信息的采集精度,利用STM32H743和LabVIEW设计了一种对舌机接口辅助系统进行信号采集、传输的通信装置.该装置通过舌部触碰嵌入式电极传感器发出信号并传输给单片机(进行舌控信号采集),然后通过串口传给上位机以此最终实现数据的采集与保存.实验结果表明,该装置可有效完成舌控智能辅助系统对控制信号的采集与传输,并具有实时显示、自动保存和查询历史数据等功能; 因此,该装置在舌控智能辅助系统的信号采集中具有良好的应用前景.     

基于RFID技术的制造过程链节点信息监控研究

针对目前缺少能够自动、实时、准确地获取离散制造过程中发生的各种信息的监控平台,提出了基于RFID技术的制造过程链节点信息监控研究.首先构造制造过程链节点信息模型,模型中包括制造过程及状态信息.其次分析模型中参数的获取途径和方法,给出模型中参数与输入变量的计算方法,实现数据采集系统的数据到监控平台的模型信息的映射,最后构建信息采集工具和监控平台.通过在某产品制造过程中应用,表明通过节点信息监控不但改变物流与信息流不同步、不同时,使制造过程中各环节的生产计划与制造执行相一致.     

MATLAB平台上非线性水轮机调节系统的仿真模型探讨

水轮机的过渡过程分为小波动和大波动 2种 ,用计算机仿真计算的方法分析水轮机调节系统 ,通常只能假定水轮机传递系数为常数 ,建立小波动模型 ,对大波动建模有一定难度 .通过分析 ,证明在SIMULINK下建立系统大波动过渡过程仿真模型是一种建立非线性水轮机调节系统仿真模型的有效方法     

原型水力机组在线辨识试验

本文是在研制水力机组微机在线辨识系统的基础上,对某水电厂机组进行在线辨识试验的总结。试验在三个负荷水平下进行,分别实时得出了水轮机(含压力管道)在相应工况下的脉冲传递函数,经与实测过程校验,结果相当吻合。试验也证明了本微机在线辨识系统的硬、软件均能稳定工作,抗干扰性能良好。本试验方法可在不影响机组正常运行的条件下进行,所提供的数学模型可供调速器参数整定之用。同时为进一步实现计算机高级控制方式建立必要的基础。     

DSP技术在探测器的数据采集系统中的设计研究

由于DSP技术具有实时性好、抗干扰等特点,因此其在探测领域中占有十分重要的地位.针对一些险要的或人力无法到达的地区进行实时数据采集的要求,设计了一种基于DSP技术的数据采集系统.从提高测试精度、实时性和方便性等出发,使用超声定距作为数据采集系统的启动信号,对目标进行实时数据采集,采集的数据取出后,使用计算机进行仿真研究.探测试验结果表明,该系统具有较好的实时性和抗干扰等性能.     

基于网络化控制模型的风机并网控制策略

针对风电并网对电网可靠性的影响及风机渗透率逐渐增大的问题,提出了一种基于网络化控制模型的风机并网控制策略.该控制策略根据系统的时延特点建立了时延小于一个周期的网络化控制模型,并构建了双馈型风机运行在向下功率调节模式和有小扰动时的模型,使用网络化控制方法提升了控制系统的鲁棒性.仿真结果表明,所提出的控制策略创新性地将网络化控制方法应用到风电并网调度和控制中,具有不确定、时变和有上界的特点,能满足现代电网对风机运行与调节模式的要求.     

长引水系统水电站水力过渡过程仿真分析

针对长引水系统水电站在负荷变化时的安全问题,以压力管道非恒定流微分方程和特征线法为基础,基于MATLAB平台中SIMULINK方法,建立了一管四机的长引水系统水电站数值仿真模型,并对木扎提水电站水力过渡过程进行了仿真模拟,确定了调压室最高、最低涌浪,机组最大转速上升率及蜗壳进口最大压力。结果表明:在不同机组组成的电站系统中,大机组是水力过渡过程中的控制因素。