潮流能涡轮机阵列优化离散量子粒子群算法

为解决多参数、多约束条件的潮流能涡轮机阵列优化问题,提出了一种改进的离散量子粒子群(quantum dis-crete particle swarm,QDPS)算法.该算法将计算区域离散化,每个粒子代表一种涡轮机阵列布局,并以发电量为目标函数,利用更新公式进行迭代优化.基于舟山普陀山岛—葫芦岛水道涨急和落急时刻的流场数据进行算法验证,分析了涡轮机阵列优化效果.结果表明:离散量子粒子群算法能够实现自主智能优化,优化速度快,与传统交错布局相比,涨急时刻涡轮机阵列总发电量提高了28.9％,落急时刻涡轮机阵列总发电量提高了41.8％,阵列优化布局结果与潮流能功率密度分布是一致的.离散量子粒子群算法可为潮流能发电场涡轮机阵列布局优化研究提供科学工具.     

基于不同初始流速和推力系数的水平轴海流机尾流效应的实验研究

为了优化水平轴海流机组布局,提高海流能整体效率,针对水平轴海流机尾流的变化规律进行水槽实验.通过改变初始流速和推力系数,测量流速过程数据,对水平轴海流机尾流效应进行分析.实验结果表明：沿水流方向初始流速越大,下游尾流流速的收敛值越大,推力系数对尾流的影响集中在5d（d为发电机转子直径）距离内,在15d以后不同推力系数的尾流速度都趋于稳定,而且收敛值与推力系数无关;垂直水流方向初始流速越大,尾流效应范围越大,推力系数对尾流效应的影响集中在4d距离内.     

风电场布机优化分析

随着风电行业的快速发展,早期建设的部分风电场由于没有准确的风资源评估环节导致发电量低于预期,影响项目投资收益,对风电项目开发产生了很大隐患;而通过现场测风和对测风数据处理、拟合、评估,结合数字地形图开展风电场风机点位布置及优化,可以达到提高发电量,降低尾流损失,提高风机排布效率的目的。利用风资源评估软件WASP对拟开发区域进行风机点位优化分析,明显提高了风电场风机点位排布效率,结合一个布机优化实例分析提出了一种机位点选址流程对提高微观选址工作效率和准确性有重要指导作用。     

基于单轴M701F4联合循环的主厂房布置优化方案

为了降低联合循环机组主厂房投资,研究实施了一种新的M701F4单轴联合循环机组的布置方案.通过分析常规布置方案所存在的问题,以某联合循环机组工程为依托,讨论了将联合循环机组的发电机露天布置,并为发电机增加防雨罩,发电机的日常检修维护采用半门式行车.同时,在保证发电机转子和凝汽器抽管检修的基础上,对主厂房的跨度和运转层标高均进行了合理优化.新布置方案在不影响机组性能和主厂房美观性的前提下,有效减少了主厂房体积,节约了投资.     

电力系统谐波对发电机的影响分析

电力系统中的非线性负载日益增加,给电网带来了严重的谐波污染,影响发电机运行.基于此,建立发电机在谐波影响下的T型等效电路模型,针对该模型进行机端电压和定、转子电流波形分析;并研究发电机在谐波影响下的稳定电磁转矩和脉动电磁转矩,分析谐波对发电机的转矩危害;叙述谐波对发电机的其他影响,并通过实际发电机实验完成理论验证.     

基于SVM的GA及其在农业产业结构优化中的应用

针对遗传算法的特征,提出了通过支持向量机SVM构造遗传算法的适应度函数的新算法,该算法通过统计学习理论指导遗传算法的优化过程,然后又把基于支持向量机的遗产算法应用于农业产业结构优化布局中,结果表明基于支持向量机的遗产算法能较快地全局收敛.     

基于混合粒子群算法的风电场无功优化调度

针对风力发电机组应该符合与同步发电机相类似的要求,构想了风电场最优无功调度的问题,并提出了一种混合粒子群优化算法以获得最优解,实现了电网对风电场并网点的无功补偿要求。通过对集中式风电场的仿真,验证了所提算法的有效性,该算法同时考虑了不同母线电压条件下有尾流效应和无尾流效应对风电场的影响,能够在不同工况下得到风电场无功优化的最优解。     

考虑阀门布局的供水管网抗震服务性评估与关键管道识别

评估地震后供水管网的服务能力并确定关键管道,对优化维修计划、提高灾害应对能力和提升服务水平至关重要.目前,多数研究未考虑真实阀门布局的影响.鉴于此,本文开展考虑阀门布局的供水管网抗震服务性评估及关键管道识别研究.对给定地震烈度下的供水管网震损场景进行蒙特卡洛模拟,并采用最短路径矩阵算法形成关阀方案;调用EPANET2.2低压水力计算模块实现考虑关阀场景的供水管网抗震性能评估;提出基于条件修复指数的关键管道识别方法,将所提出的算法应用于云南某古城镇供水管网.结果表明：若不考虑阀门布局影响,评估供水管网的服务指数最大偏差超过50%;阀门密度提高2倍,供水管网系统服务指数、节点服务指数均有不同程度的提高,其中系统服务指数提高33%;在用户需水量和管网拓扑结构不变的情况下,关键管道识别结果不受地震烈度变化的影响.     

直驱式永磁同步风力发电最佳风能跟踪控制与实验研究

研究了永磁同步风力发电系统,对风力机、发电机部分分别进行建模,提出了一种最佳转速给定的发电机最佳风能跟踪控制策略,通过对风力机和发电机特性分析,给定永磁同步发电机最佳转速值,实现系统最大功率追踪.在实验室环境下搭建了基于TMS320F28335系列DSP的永磁同步风力发电实验平台,通过实验研究验证了该控制策略的有效性.     

直流潮流概述及其在灵敏度分析中的应用

直流潮流作为一种快速的潮流计算方法,应用于系统规划设计和大量预想事故筛选等场合.本文首先分析了直流潮流计算的特点和具体的原理;基于IEEE 3机9节点系统对直流潮流与交流潮流计算进行了仿真对比;通过直流潮流算法计算发电转移分布因子与线路开断分布因子,进而分析了发电机功率变化以及线路开断对系统的影响.     

潮流能发电增速导流罩研究

为提高潮流能水轮机的发电功率同时延长一个潮流周期内的可发电时间,采用数值计算(CFD)方法对一种新型水平轴水轮机增速导流罩的主要参数进行理论研究,并通过水池模型试验对计算结果进行验证.研究结果表明:增速导流罩可降低水轮机的启动流速,同时可以使水轮机发电功率得到显著提高,从而增加发电量.潮流能发电增速导流装置的研究将对弥补能源短缺,缓解环境污染起到重要作用.     

一种基于无人机毫米波通信的波束选择方法

在无人机毫米波多用户通信网络中,基于波束空间多输入多输出系统提出了一种利用无人机移动特性的波束选择方法.首先,以减少用户间的能量泄漏为目标设计了无人机基站的最优部署位置;然后,为避免不同用户选择同一波束造成射频链路浪费的情况,提出了一种通过用户接收能量衡量的波束重新选择准则.仿真结果表明,相比传统的波束选择方法,所提方法可以实现接近最优的系统和速率性能以及更高的能量效率.     

新型双风轮单转子风力发电装置特性测试

为了以更适用、更廉价的方式来提高风力发电装置的发电效率,在分析前后风轮发电功率的基础上,提出一种带齿轮结构的双风轮单转子风力发电装置,以实现风能的两级利用.车载实验结果表明:该种双风轮风力发电装置的发电功率、发电效率以及年发电量较同规格的单风轮发电装置均明显提高,其中该装置中的前轮三叶片后轮三叶片、前轮三叶片后轮四叶片及前轮三叶片后轮五叶片结构的发电效率相对于单风轮分别增加了40%、50%及38%,而年发电量则分别增加了38.06%、76.49%及73.06%,因而该装置更能高效率地利用风能.     

不同布置方案风力机尾流及相互作用的实验研究

以不同布置方案的风力机尾流场为研究对象,运用压差式风速仪对风力机尾流场的相互作用进行研究。对于2台风力机,当下游风力机(第2台风力机)全部或部分置于上游风力机(第1台风力机)的尾流场时,对下游风力机的尾流场进行测量。实验结果表明:当下游风力机全部置于上游风力机尾流场时,近尾流场受上游风力机尾流的影响较大,远尾流场受上游风力机尾流的影响较小,当两风力机轴向距离5D时,上游风力机对下游风力机的影响整体较小,且来流逐渐融合,表现出小幅度波动现象;当下游风力机部分置于上游风力机尾流场时,处于尾流场中的部分受上游风力机尾流(主要是叶尖涡)的影响,与尾流区外的相比,该部分的尾流区速度损失严重,但稳定性较好,当风力机横向距离大于1.5D时,随着横向距离的增大,轴向速度逐渐增大;随着轴向距离的增大,2种布置方案下轴向速度的变化幅度均逐渐减小。     

潮流水轮机导流罩的水动力设计

为了提高潮流水轮机的效率,参照风力机扩散器原理设计了一种适用于竖轴直叶片水轮机的导流罩.主要考虑潮流工作流场对称性的特点,提出了二大类型6种导流罩设计模型方案;应用Fluent软件进行水动力性能计算,确定流速大,阻力小的S3为最优型线;在导流罩出口位置增加对称的扩张门,可以进一步提高导流罩内流场的流速和稳定性;模型实验验证了S3型导流罩设计模型的有效性,加导流罩后轮机功率系数曲线整体上升,峰值可提高39%.该设计研究为导流增强型潮流水轮机的研究和实践提供了理论基础.     

天牛须搜索的锚节点布设优化算法

锚节点的布设方案决定了无线传感器网络的定位极限.针对现有布设算法存在计算开销大和优化策略具有局限性等问题,提出了基于天牛须搜索的锚节点布设优化算法.采用向量化的克拉美罗下界作为布设优化策略,通过功效系数法优化布设策略,并采用天牛须搜索算法实现布设的快速、精确收敛.仿真结果表明：与传统区域定位误差均界评价指标相比,所提算法使得99.74%的区域内定位性能极限提升了约38.79%;在25锚节点布设场景下,与遗传算法相比,布设后区域内定位性能极限大致相同,但搜索时间降低了约64.2%.     

风环境视野下基于AI的高层住宅总图生成方法

针对高层居住区布局的自动生成方法和风速预测技术进行研究,设计主要用于住宅布局自动生成、风环境性能模拟与对比寻优的方法. 根据中国长三角地区居住区数据提取和建筑法规,提出遗传算法的适应度函数和优化目标,建立建筑布局自动生成算法;利用全卷积神经网络 (FCN) 的图像学习特点,构建基于全卷积神经网络的计算流体动力学 (CFD) 代理模型,得到优化布局的风速分布特征. 实验结果表明,所提出方法的误差在有效范围内. 此外,相比传统风环境模拟软件Phoenics,所提出方法能显著降低风环境模拟耗时,并有效避免建筑师个人经验的局限性问题. 该方法可以自动学习方案排布,快速得出特定容积率与地块条件下高层住宅布局的最优解法,为当今快节奏的建筑设计提供人居环境性能方面的指导.     

智能型混合能源独立供电/市电并联系统

开发了一个智能型混合能源独立供电/市电并联供电系统,解决再生能源可能引发之发电不稳定问题,利用独立电源混合并入市电之机制互补电能供应,运用成本导向发展经济调度法则,完成电源管理及功率分配最佳化过程控制,并可根据不同场址需求弹性加入各种再生能源以及传统能源.本系统透过全数字化控制达成电源管理及功率分配,并分析混合能源发电系统之冲击,并网模式将洁净能源电力转换供给一般负载使用,减少尖峰时刻之市电需求,于离峰用电或多余电能时将水电解为氢与氧储存备用,该系统可以逆潮流反馈电能回市电,自动侦测市电中断时以独立供电模式供应负载.本系统可达成三点目标:1)经智能型电源管理控制法则使系统操作于最佳效率之状态;2)并网模式时,输出与市电电压同相位之电流,达成单位功因并网以提升能源利用率;3)独立供电模式下提供低总谐波失真成分之正弦输出电压,有效降低电磁干扰.比对商购产品,少数有同时具备监视及控制功能,且不具备如本系统可任意搭配能源数量及调配电力使用负载条件之功能,本研究所开发之系统具有明显技术差异、领先优势及成本优势,具高度商品化价值.     

双机组十字叉型立轴潮流能水轮机性能分析

为研究传统H型立轴水轮机的一种改进形式即双机组十字叉型立轴潮流能水轮机这种新型水轮机的水动力性能,采用ANSYS-CFX模拟水轮机不同的运行工况,对比分析双机组十字叉型水轮机和单机组H型水轮机的水动力性能.结果表明:双机组水轮机比单机组水轮机效率提高将近10%;对于涨潮和落潮两种不同运行工况,双机组水轮机的效率变化不大;十字叉型水轮机的推力、侧向力和力矩平均值和H型水轮机相等,但其波动幅值远小于H型水轮机的波动幅值,这对水轮机的结构安全、疲劳寿命会产生有益的影响.因此双机组十字叉型水轮机比H型单机组水轮机有明显优势,既能提高水轮机发电效率,又能保证水轮机运行寿命.