论智能大坝

智能大坝(Idam)是基于物联网、自动测控和云计算技术,实现对结构全生命周期的信息实时、在线、个性化管理与分析,并实施对大坝性能进行控制的综合系统;其基本特征是施工、监测数据智能采集进入数据库,监测数据与仿真分析一体化、施工管理和运行控制实时智能化,减少在大坝结构建设运行过程中的人为干预。论文围绕智能大坝的实时感知信息、信息处理与分析和个性驱动控制关键理论和技术等三个关键要素进行了详细论述。最后结合溪洛渡智能大坝的局部功能建设,以大体积混凝土通水换热智能温度控制为例论述了智能大坝建设实践。本文提出的智能大坝的概念、要素和实例,可指导类似智能大坝结构的设计、施工和管理。     

初探大坝安全智能融合监控体系

大坝安全监控领域的多学科交叉的性质,要求将信息、人工智能、材料、工程与管理等多学科的理论和方法进行科学、有效、合理的融合,以期达到把目前广泛采用的离线、静态、被动的监控,转变为在线、动态、实时的智能监控目标。这是从根本上解决大坝结构整个寿命期间安全及减小灾害影响的一条崭新思路。本文从对大坝所具有的开放的复杂巨系统特性研究出发,探索性地研究了实现大坝安全智能监控目标的一条途径一智能融合理论和方法体系。其核心思想是实现从单一正向思维模式向逆向思维、系统思维、反馈思维等全方位思维模式的转变,通过应用知识工程、信息智能处理等理论和方法,与传统的数学、力学方法相互渗透和融合,来完成大坝安全监控中的各项工作。作者初步将其分为数据级融合、分析级融合、诊断级融合和评价级融合四级体系结构,简要叙述了各级融合的基本原理和典型实现方法。     

基于数字孪生驱动的智慧微电网多智能体协调优化控制策略

随着电力系统运行中负荷、气象、设备、电/气/热多能流等全景信息的日益增多,传统的电力系统建模仿真技术已很难适应未来智慧能源系统运行控制的需要,而结合机器学习、通信网络、高性能分析计算、物联网的数字孪生技术可以有效解决这一技术难题。首先,针对国内外不同领域对于数字孪生技术的基本定义和应用场景,讨论了面向智慧能源系统的数字孪生构建方式和未来发展思路,设计了考虑多通信协议交互的智慧微电网数字孪生和多智能体控制架构。考虑到物理空间、数字空间及耦合关系,对智慧微电网的全生命周期管理过程进行任务分解,构建调控资源智能体、调控过程智能体和调控服务智能体;然后,构建系统的数字和物理孪生体,利用传感器采集的分布式元件和周围环境的各项孪生数据,对数据库管理模块进行更新,进行组合功率预测和多目标优化决策;最后,构建基于Opal-RT半实物仿真平台的智慧微电网测试模型,利用用户数据报协议(user datagram protocol,UDP)通信协议实时感知试验数据,在微电网并网和孤岛2种工作场景下验证所提控制策略,结果表明:智慧微电网能够按照数字孪生优化后的试验方案在实际系统中执行,同时将执行情况与数字孪生系统实时交互,为全生命周期管理提供运行指导。     

智慧灯杆物联网大数据系统平台应用示范

智慧灯杆物联网大数据系统平台以智慧灯杆为载体,集成了智能照明控制系统、音视频监控设备、5G基站、一键呼叫救助报警等各种智能设备,是智慧城市建设的基础.系统融合了立体感知时空数据资源的信息服务,在智慧灯杆物联网综合管理服务平台,融合设备属性、地理位置、运行状态等各种立体感知的时空数据,形成智能调度、控制、管理策略,为用户...     

基于主动感知技术的输变电设备物联网建设及应用

针对电网规模不断扩大,输变电设备运维管理难度越来越大的问题,基于新型智能传感、边缘计算、数字孪生、泛在物联等主动感知技术,提出了具有河北电网特色输变电设备物联网建设方案.通过变压器智能化、智慧检测体系构建、物联数据融合应用、运维替代等典型应用场景,验证了基于新型主动感知技术的输变电设备物联网建设方案的可行性.     

智慧化全数字技术及其在电厂中的应用

传统的数字化电厂技术虽然能实现企业建设和管理中的数字化模式,但从信息采集的广度和信息利用的深度来说,还不具备高度智能化的条件和特征。结合电厂的生产特点,在数字化电厂的技术基础上提出了一种适用于发电厂的智慧化全数字技术体系,给出了智慧化全数字技术的概念、组成以及要素间的基本关系,阐述了智慧化全数字体系的基本结构和原理,阐述了智慧主体的智能化运行模式,探讨了智慧化全数字技术在电厂中的应用方案。在这种体系中,智慧主体与数字化技术有机结合,增加并扩展了对数据信息在广度和深度上的利用,通过扩展信息获取和采集的途径和手段来增加信息的广度,通过引入更加智能化的计算方法和分析方法对数据信息做深度分析、挖掘和再利用。同时,该体系产生出的新数据和新知识可持续反馈到现有的全数字化系统中去,实现系统的自调整和自组织,充分体现出智能化的特征。     

面向消纳提升的新能源智能调控数据应用架构与关键技术

以数据深度利用和单机智能感知为特征的智能调控技术是未来新能源调控运行的核心领域,尤其在挖掘新能源消纳潜力方面,数据将发挥越来越重要的作用。在分析新能源数据应用特征的基础上,以提升新能源消纳为目标,提出了涵盖智能感知、数据融合与处理以及消纳全过程分析的新能源智能调控体系架构,并从数据校验与处理、资源评估与预测、受阻电量图谱解析、设备运行评价与智能诊断等方面介绍了新能源单机数据在消纳提升应用方面的关键技术。通过数据驱动的新能源消纳全过程分析,实现新能源调控智能化转型,提升新能源的管控能力和消纳水平。     

智慧化全数字技术及其在电厂中的应用

传统的数字化电厂技术虽然能实现企业建设和管理中的数字化模式,但从信息采集的广度和信息利用的深度来说,还不具备高度智能化的条件和特征。结合电厂的生产特点,在数字化电厂的技术基础上提出了一种适用于发电厂的智慧化全数字技术体系,给出了智慧化全数字技术的概念、组成以及要素间的基本关系,阐述了智慧化全数字体系的基本结构和原理,阐述了智慧主体的智能化运行模式,探讨了智慧化全数字技术在电厂中的应用方案。在这种体系中,智慧主体与数字化技术有机结合,增加并扩展了对数据信息在广度和深度上的利用,通过扩展信息获取和采集的途径和手段来增加信息的广度,通过引入更加智能化的计算方法和分析方法对数据信息做深度分析、挖掘和再利用。同时,该体系产生出的新数据和新知识可持续反馈到现有的全数字化系统中去,实现系统的自调整和自组织,充分体现出智能化的特征。     

大坝建设4.0

工业4.0即将引领制造业从信息化向智能化转型的第四次工业革命,与此同时,我国大坝建设也将步入智能化时代。回顾我国大坝建设历程,系统总结了各阶段大坝施工技术的特征,将大坝建设的革命性发展阶段划分为机械化、自动化、数字化和智能化四个时代。随着互联网、自动控制和计算机仿真等技术的迅速发展,大坝工程建设理念已从传统的人为主导模式向数字化、智能化模式转变。"数字大坝"系统的不断完善,利于数字化建设向智能化建设的升级。大坝建设4.0引入闭环智能控制模式,首创特高拱坝智能化建设理论和体系,在溪洛渡拱坝的建设中得到了成功应用,真正实现了"无缝大坝"的建设目标。     

大坝智能建造智能化程度评价方法探讨

大坝“安全、高质、高效、经济、绿色”的智能化建造是未来发展趋势，准确评价大坝工程建设的智能化程度对实现组织级智能建造具有重要意义。然而，当前大坝工程建造正处于数字化到智能化阶段的转型期，尚未形成工程体系的智能化程度评价方法。本文基于大坝智能建造理论，梳理了大坝智能建造的系统特征与层级划分，阐述了智能化程度评估的基本原则，并基于大坝建造的通用框架建立了智能化程度评价模型，构建了通用的模型应用流程。最后，以典型的高土石坝、混凝土拱坝为例，针对不同类型工程特性从执行级、协调级、组织级角度系统性评价典型工程的智能化程度，为大型水利工程智能建造体系设计提供参考。     

垫脚加锚-高拱坝加固增稳的高效方法

本文首先介绍一种加固高拱坝的高效方法—垫脚加锚法 ,并阐述预应力锚索的锚固机理 ,然后对李家峡拱坝的垫脚加锚布置作了介绍。李家峡拱坝垫脚加锚前后的地质力学模型试验成果和整体三维非线性有限元分析成果表明垫脚加锚确有很好的加固增稳效果     

大坝智能建造理论

本文回顾了大坝建造发展历程,总结了大坝智能建造的发展趋势和关键技术,梳理了大坝智能建造的关键问题与智能控制的关系,提出了大坝建造的智能控制理论,详细阐述了智能控制的概念、定义、特征、理论结构、要素,明确了"智能决策+自动控制"为智能控制的两大核心要素,构建了"自主感知与认知信息、智能组织规划与决策任务、自动控制执行机构...     

二滩拱坝安全监测设计及优化研究

大坝安全监测设计指导和控制着安全监测工作的进行 ,安全监测的效果和作用与监测设计质量有很大关系。为此 ,本文对二滩混凝土拱坝的安全监测设计结果进行了优化研究 ,并提出了一些改进意见和建议。     

The ten billion dollar dam

This paper reports on the nearing completion of Argentina's largest hydroelectric power station, Yacyreta, despite all the controversies surrounding its construction. Built jointly by Argentina and Paraguay to harness the hydraulic resources of the Parana River, the project has been plagued by a series of delays and corruption scandals. Beyond the corruption, however, the key problem with Yacyreta is the fact that operating at 60% of full capacity translates into poorer production figures than those originally anticipated. Should the plant have been operating at its full capacity, it would be able to supply about 25% of all electricity consumed by the country. In the meantime, the Argentinian government plans to launch new power stations in 2007 until Yacyreta's untapped potential becomes available by 2009.     

三峡-葛洲坝梯级电站两坝间水位优化控制研究及效益分析

针对三峡-葛洲坝两坝间水位控制对梯级电站发电量影响的问题,以日为单位,以单台机组为调度单元,建立了基于梯级电站发电精细模拟的三峡-葛洲坝日优化调度模型,运用模型进行大量模拟计算,分析了在三峡水库不同运行水位、不同出库流量下两坝间水位变化对梯级电站发电量影响的规律,得出了最优水位控制表.采用多年平均来流资料进行估算,水位最优控制下梯级电站年多增电量达12亿kW·h.     

大岗山和溪洛渡高拱坝强地震损伤比较分析

采用损伤力学方法对大岗山抛物线型双曲高拱坝进行了强地震损伤破坏分析,获得了大坝的破坏状态和趋势,通过和大连理工大学抗震研究所对该坝模型的试验结果对比.验证了分析的合理性.为研究其他同类型高拱坝在相同强震下的破损响应,选取了溪洛渡高坝进行分析.借鉴大岗山高坝模型破坏试验和数值分析结果,对比分析获得了溪洛渡大坝的合理破坏趋势.研究获得两座高坝的损伤破坏模式和率性对坝体混凝土动强度的影响,分析结果可有效判断大坝的工作性态和了解大坝的抗震安全性能.本文工作为实际类似高拱坝设计、分析及安全评价提供了依据.     

坝后式水电站厂坝连接形式优化研究

本文以某大型坝后式水电站为工程实例,采用三维有限元法,建立了包括大坝、电站厂房和基岩等的有限元整体模型,采用接触单元较好地模拟了分缝处厂房和坝体之间的相互作用,计算分析了在自重、水压力荷载、以及温度荷载等作用下,不同的厂坝连接形式的作用机理,及其对伸缩管过缝结构的变形及应力、对厂坝结构的变形及应力的影响,结果表明,在厂坝分缝处采用平缝灌浆或整体连接形式,考虑厂坝之间的联合作用,有利于改善压力钢管的受力条件、以及缓解厂坝分缝处局部的应力集中。     

溪洛渡拱坝动力分析

本文通过线弹性动力有限元方法分析溪洛渡拱坝的自振频率和振型 ,比较了不同水位、不同地基模型对拱坝一地基系统自振频率的影响 ,采用反应历程法计算拱坝在不同水位和不同地震输入条件下的地震响应 ,并对计算结果进行了评价和讨论。     

中国大坝建设若干问题的思考

0前言 在1992年的时候,我写过一篇文章,题目叫《世纪大跨越》,文章的最后一段是这样写的：到2012年,经过从石龙坝开始的一个世纪的努力,使全国的水电装机容量达到1.1亿～1.25亿kW左右,实现世纪大跨越。我们不仅要建成世界上最大的三峡水电站,夺取单项冠军,更要成为世界上水电装机容量最多的国家,夺取团体冠军。2010年8月召开了中国水电百年纪念大会,同时庆贺全国水电装机容量突破2亿kW。