水轮机流道密封结构在线监测与诊断分析

针对水轮机在恶劣环境下长期运行导致其流道密封结构性能降低这一常见问题,在分析水轮机流道密封结构及其故障特性的基础上,提出通过对水轮机顶盖积水—排水特性的实时运行状态监测来辨识水轮机密封部件的健康状态、诊断水轮机密封结构损坏程度,同时采用实时状态数据分析和统计分析对顶盖排水系统进行故障诊断和寿命评估。文中详细介绍了此方法在葛洲坝电厂最优维护信息系统3F机组状态监测与诊断子系统中的应用情况,实践证明该方法具有可行性和实用性,拓展了水轮机故障诊断分析的思路,具有推广应用前景。     

预紧力水轮机顶盖与座环全三维联合受力强度分析

顶盖是水轮机中既有支撑又有过流作用的重要部件,顶盖及其联接螺栓既承受周围各部件的作用力,又承受随运行工况而改变的水压载荷,其刚强度对水轮发电机组的安全、稳定运行至关重要。本文建立了某水电站混流式水轮机顶盖、座环及其联接螺栓的全三维有限元计算模型,考虑螺栓预紧力,采用ANSYS有限元分析软件对顶盖整体结构有限元模型在升压工况下进行刚强度计算分析。结果表明:顶盖及其联接螺栓刚强度满足规范要求,能够充分保证该水轮机组的运行可靠性。     

水轮机顶盖-座环联合受力刚强度计算及校核

顶盖是水轮机中既有支撑又有过流作用的重要部件,顶盖及其联接螺栓既承受周围各部件的作用力,又承受随运行工况而改变的水压载荷,其刚强度对水轮发电机组的安全、稳定运行至关重要。本文建立了某电站混流式水轮机顶盖、座环及其联接螺栓的整体三维几何模型,考虑螺栓预紧力,采用ANSYS有限元分析软件对顶盖整体结构有限元模型在升压工况下进行刚强度计算分析。计算结果显示,顶盖及其联接螺栓刚强度满足规范要求,能够充分保证该水轮机组的运行可靠性。     

监测数据网页端三维可视化展示

传统监测数据可视化目前还处于二维平面观察阶段,无法对三维模型进行整体掌握。基于三维网格模型利用支持向量机算法对监测数据进行空间插值,利用WebGL技术实现插值监测数据场空间展示。实现了在线实时查看大坝结构服务性态,克服了传统监测平台中监测数据只能以单点时程图或平面图形显示、可视化程度低等缺点。通过研究表明三维可视化能够清晰直观的显示监测数据,使大坝安全管理更加便捷高效。     

大数据处理技术在风电机组状态监测中的应用

随着风电场规模的不断扩大扩大,风电机组状态监测流数据呈指数增长,而电力系统要求对生产、管理、运营能够实时监控。为保证海量监测流数据处理的实时性,掌握风电机组的运行状态,设计了结合大数据处理技术的风电机组在线状态监测模型。根据状态监测数据的特点,引入了大数据处理技术中的Spark和Storm。实验结果显示,该状态监测模型有着较好的数据吞吐能力和加速比,也证明了该模型的有效性和可行性。     

基于LabVIEW的水轮机状态监测与诊断系统研究

针对目前水轮机状态监测系统存在的不足,提出基于LabVIEW平台设计并开发水轮机状态监测与诊断系统;分析并确定了最能反映水轮机运行状态的测量参数,建立了该系统的总体结构,研究了各模块的功能及技术实现。该系统在某水电厂的运行结果表明,它能够及时直观地反映水轮机状态及其运行趋势,为现场人员提供重要的技术参考。     

基于水电站监测系统的BIM与虚拟引擎技术融合应用研究

针对水电站设备运行状态监测与三维可视化表达问题,融合BIM与虚拟引擎技术搭建水电站监测系统。该系统集成水电站BIM模型及动态演示模型,关联监测数据,实时反映电站运行状态及预警信息,形成虚拟现实的水电站运行监测预警体系。系统应用在公伯峡水电站运行监测中,不仅促进电站监测系统升级管理,有效提升电站运行的管理效率,也为数字化、智能化、智慧化电站建设奠定基础。     

丰满环境监测管理系统设计方案

文章介绍了丰满水电站(重建)工程环境保护监测综合管理系统的地理信息系统设计情况。这是一个直观、形象的展示平台,也是一个标准、统一的数据转换平台。监测、监控数据与GIS的紧密结合,环保管理对象和监测数据可以更加直观和形象地进行展示。统一的、标准的数据提高了环境监测的实时性和有效性,实现实时监测,提高了对重点区域的监测和监控能力,也提高了对环境突发事件的应对能力,同时提高了环境保护管理的有效性和时效性。     

水泵水轮机组状态监测与故障诊断系统

水泵水轮机组状态监测与故障诊断系统是针对大型抽水蓄能电站水泵水轮机组的运行特点而设计的，它用于机组稳定性状态监测及跟踪分析，该系统包括状态监测，信号分析，故障诊断３个主要功能块以及其他辅助模块。状态监测模块实现实时监测并报警；信号分析模块提供多种分析方法，可对监测获取的数据进行分析，故障诊断模块能自动对机组进行评价和对有可能发生的故障进行诊断，运用该系统，能完整地掌握机组运行的当前状态和历史数据。     

基于ANSYS Workbench的水轮机顶盖螺栓有限元分析

水轮机的工况转换频繁,顶盖与座环之间的联接螺栓在受到荷载的作用下,如若发生松动或者断裂,就会造成水淹厂房甚至机毁人亡的严重后果。利用ANSYS Workbench软件建立水轮机顶盖与座环联接螺栓的计算模型,采用有限元分析方法,计算分析在不同甩负荷工况下,联接螺栓所受的最大应力以及危险截面所处的位置。计算结果表明:在甩82.5 MW负荷时,联接螺栓所受的应力最大。采用超声波在线监测预警系统对最危险螺栓进行实时监控,防止意外发生。     

高寒区混凝土坝长期运行安全监控预警方法

高寒区气候条件恶劣,混凝土坝的长期运行面临诸多安全风险.为此,结合高寒区的气象和水文特点,分析了高寒区混凝土坝运行中面临的不利因素,基于安全监测和有限元仿真,构建了高寒区混凝土坝运行期实时仿真系统,实现了大坝中短期变形的高精度预测.在此基础上,基于混凝土表面散热系数反演方法、数学统计模型和非线性有限元安全度理论,依照危...     

水泵水轮机蜗壳座环和顶盖有限元分析研究

通常利用有限元软件对水轮机结构部件分别进行有限元分析,忽略了结构之间的相互影响.以上述方式得到的计算结果,再依据相关经验,通常也能满足工程需要,但在预测结构的性能及安全性时误差比较大.文章利用有限元软件,采用不同的分析方法对300 MW级的水泵水轮机顶盖、蜗壳和座环的应力与变形进行了分析,确定了水泵水轮机蜗壳座环和顶盖有限元分析应采用的方法,在此基础上给出类似电站设计需要注意的方面;并对本电站蜗壳座环和顶盖的安全性做出了评价.     

多代理模型自动构建及大坝反演分析应用研究

基于二分法进行自变量子空间的划分，依据已有模型的预测误差及预期标准，实现不同规模的子空间中样本采集及模型训练、检验和保存流程的自动执行，直至所有子空间所属代理预测模型均达到预期精度。采用支持向量回归(SVR)训练建模，并通过粒子群算法(PSO)优化获得PSO-SVR代理模型。针对显式函数的多代理模型自动构建和验证结果表明，相比于初始全局代理模型，空间划分多代理模型在全局预测精度和局部误差控制方面均有明显提高。为此，建立基于PSO-SVR多代理模型和麻雀搜索算法(SSA)的大坝参数快速反演方法，并应用于坝基渗流参数的准实时反演，根据反演成果分析坝基局部测点水位偏高的成因，为大坝实时在线监控提供有效的技术支持。     

东风发电厂水轮机附属设备运行中存在的问题及处理

东风发电厂水轮机附属设备如顶盖射流排水泵、水轮机工作密封、尾水真空补气阀、水力监测装置等在运行中存在诸多影响安全生产的问题，本文阐述了对这些问题的分析和改造处理情况。     

水轮发电机组运行状态监测

水电机组运行状态监测是对设计参数所属参量的监测，其目的是便于运行人员了解机组的运行状态，及时发现事故隐患，保证安全经济运行，目前，国外发达国家在水电机组运行状态监测方面较我国领先，国内外新技术和监测装置有振动和摆度监测、位移监测，流量监测，水轮机效率监测，油混水监测，水压脉动监测，绝缘监测，水轮机汽蚀监测等，相应的仪器有气隙监测仪，水轮机效率监测系统，汽蚀监测仪等，提高我国水电机组运行状态监测水平     

在线监测数据的可靠性检验方法研究

水工建筑物的自动化监测，因其快捷、省时、精度高、能实现实时监测等优点，被赵来赵多地采用。然而，监测数据的采集并非监测目的，其最终目的的应该是通过对监测数据的分析，确定建筑物的安全状态。由于监测数据的可靠性检验是数据分析的基础，只有正确可靠的监测数据，才能保证最终分析结果的正确与可靠。笔者根据大坝自动化安全监测的特点，论证模型检验法、统计检验法和相关检验法进行监测数据在线检验的合理性及可行性，并用实     

在线监测数据的可靠性检验方法研究

水工建筑物的自动化监测，因其快捷、省时、精度高、能实现实时监测等优点，被越来越多地采用。然而，监测数据的采集并非监测目的，其最终目的应该是通过对监测数据的分析，确定建筑物的安全状态。由于监测数据的可靠性检验是数据分析的基础，只有正确可靠的监测数据，才能保证最终分析结果的正确与可靠。笔者根据大坝自动化安全监测的特点，论证模型检验法、统计检验法和相关检验法进行监测数据在线检验的合理性及可行性，并用实例对各种方法进行验证、分析、比较。     

水泵水轮机顶盖螺纹副安全校核及应力分析

抽水蓄能电站在电网中往往承担着调峰、调频、事故备用等作用,水泵水轮机组启停频繁,运行工况多变,对于顶盖和座环的连接螺栓而言,受力更加复杂,对螺纹副连接的安全校核至关重要。同时,螺纹副的特殊结构决定了其应力分布并不均匀,掌握其应力分布规律有利于更好地进行螺纹副连接的校核及优化设计。文章在对某蓄能电站顶盖座环连接螺栓的螺纹副进行安全校核基础上,考虑弹塑性变形条件,采用有限元方法对含螺纹在内的顶盖座环整体结构开展计算,得到螺纹副应力分布规律,对水泵水轮机顶盖座环连接结构进一步研究和探索。     

蓄能电站群水工安全监测信息监控平台研发

蓄能电站库坝势能高且水位变动频率高、速度快,水道工作水头高,水工建筑物运行性态和安全对工程效益发挥、公共安全和电网安全意义重大。提出了统一的蓄能电站水工建筑物安全监测数据库表结构及对象标识符命名规则,构建了针对抽水蓄能电站水工建筑物、水工监测设备的对象模型,构建了普适于商用云计算基础设施即服务(IaaS)的蓄能电站群水工监测信息数据中台。研发了针对蓄能电站群水工建筑平台监测数据进行编组分析、相关性分析、回归分析,并通过有限元计算模型进行大坝长期性态实时在线反演分析,融合散点数据形成连续分布大坝数字孪生模型的分析功能微服务体系和技术中台。开发了对蓄能电站水工安全监测数据复杂查询分析和空间分布特性展示,基于BIM模型进行水工建筑物和监测设施三维轻量化展示查询和漫游,对监测设备故障、构筑物病害进行实时预警的业务前台,提出了基于水工建筑物数字孪生模型、通过VTK架构实现大坝性态数字孪生模型线上交互分析和三维展示浏览的可视化方法。监控平台可实时监控、分析、预测蓄能电站群(亦能应用于常规水库水电站枢纽群)安全性态,为工程运行管理提供技术基础。     

基于SVM-MCD的大坝变形监测数据异常值判定

变形是最能直观反映混凝土坝运行性能的宏观效应量。考虑到监测数据异常值对监控模型精度与大坝安全性态诊断的不利影响，提出了一种基于支持向量机的混凝土坝变形监测数据异常值判定方法。在分析混凝土坝原型变形监测数据显性异常点的基础上，通过构建基于支持向量机理论(SVM)的高精度计算体系，充分利用结果效应量与驱动环境量之间的映射交互关系，结合最小协方差矩阵(MCD)稳健估计理论对残差序列进行异常值判定，而后将其异常确定值进行有机性替代处理，解决了内蕴复杂环境干预的监测信息挖掘难点。工程实例分析表明：所建判定系统的精准性及泛化能力均得以提升，相比于传统方法具有较好的实用性和鲁棒性，能有效地避免变形监测数据预处理中的误判漏判等困扰。此外，所提出的判定方法经一定的优化和拓展，亦可推广应用于其他水工建筑物的数据异常值判定分析。