循环函数法辅助汽水循环单元进水系数矩阵计算模型及应用

循环函数法是电厂热力系统节能分析的重要方法之一,而对电厂的各类辅助汽水循环分析往往也是火电厂节能分析的重点系统之一。基于循环函数法从能量平衡和质量平衡出发,构建了辅助汽水循环单元进水系数通用矩阵计算模型,并对矩阵填写规则进行了阐述。该模型通用性强、计算简单、易于计算机程序化。通过应用该模型的算例,验证了计算模型正确性与通用性。     

加热单元凝结水流量平衡方程及其应用

提出了加热单元凝结水流量平衡方程，能够处理具有多股辅助流量的流量计算问题。加热单元的凝结水总流量等于加热单元各股输出流量单独存在时凝结水流量代数和。根据加热单元凝结水流量平衡方程，导出了用凝结水流量核算给水流量的通用方法，可灵活考虑加热单元的各种辅助汽水过程对给水流量的影响，该方法简捷、实用，无需迭代。通过例子进行了验证。根据单元凝结水流量叠加原理，导出了循环函数法中锅炉进水系数计算通式，简化了循环函数法。在循环函数法中，辅助循环中的最低压力加热单元可分解为一个正向单元和一个逆向单元，揭示了循环函数法的本质。     

MPCG算法在GIS三相共罐式SF6高压断路器电场计算中的应用

针对实际的GIS三相共罐式SF6高压断路器模型结构复杂的特点，分析了适用于计算多节点、多单元的大型稀疏正定实对称矩阵求解的修正预优共轭梯度算法MPCG，给出MPCG算法的迭代流程。根据系数矩阵稀疏、对称的特点，对系数矩阵的寻址方法进行了研究，引入了新的数据结构，该方法可以快速、有效地解决系数矩阵的寻址问题，占用内存少，寻址速度快。建立计算三维电场有限元模型及数理方程，根据该模型方程对高压断路器在工频测试电压下的电位和电场进行了计算，采用MPCG算法来求解所得到的大型有限元方程组。根据计算的电位和电场分布剖面图以及俯视图，可以为GIS断路器内部各部件的优化配置提供很好的参考。     

基于矢量指令集的三相潮流并行计算方法

随着互联电网规模不断扩大，电力网络分析计算对计算速度的要求日益提高。高级矢量扩展指令集(advanced vector extensions,AVX)是应对大规模浮点运算所提出的基于SIMD的快速并行计算解决方案，最高可以将浮点运算能力提升16倍。以电力系统三相潮流计算为研究对象，采用快速YBUS潮流算法计算。对迭代方程组求解过程进行改造，将8×8的矩阵与8×1的向量作为运算单元，利用AVX指令集实现运算单元的基本计算与求逆的矢量化算法，完成了基于运算单元的方程因子表分块求解算法；将三相潮流方程节点导纳矩阵的三相模型部分对应的6×6矩阵和6×1向量扩展到8×8矩阵和8×1向量构成的运算单元中，其他部分则有序填充至运算单元中。采用半动态节点优化编号，建立了以运算单元为单位的分块稀疏系数矩阵，基于运算单元运算符的矢量化重载实现了三相潮流方程并行求解。使用IEEE标准三相算例进行测试，结果表明，三相潮流矢量化并行算法与原有算法结果一致，在时间性能上具有高效性。     

基于线-面模型的边界元法计算特高压交流变电站设备附近工频电场

针对特高压变电站设备附近工频电场的复杂性,提出了模拟导线、均压环等线状结构的计算模型,推导了形成系数矩阵时线单元奇异积分公式.将线计算模型引入边界元法,与传统的面模型相结合共同模拟变电站各种复杂设备,并采用线、面单元对模型进行剖分,提高了计算效率.计算了荆门1000kV特高压变电站高压并联电抗器附近的工频电场分布,通过...     

用有限元—网络图论组合法解电磁场问题的研究

有际元法在电磁场数值计算中虽获得广泛的应用，但它将部分后的单元系数矩阵总体合成为总系数矩阵比较繁复，且其基本方程式冗长，需要大量的输入数据。     

汽轮机排汽系数通用计算方法的研究

以质量单元为基础，在科学分析其汽水分布特性的基础上，应用能量平衡思想及现代矩阵理论，导出了汽轮机排汽系数计算的通用方程式，从而使排汽系数的分析计算更为严谨与科学，并有效地简化了热力系统的计算，该方法具有分析与计算方便、简洁、准确性高、通用性强等特点。     

基于预测-校正原对偶内点法的无功优化新模型

在有载可调变压器模型中引入虚拟节点，并通过该节点的电压来表示理想变压器对功率、电压的转换关系，由此在直角坐标系中建立了无功优化问题的二阶新模型。该新模型的海森矩阵是精确的常系数矩阵，在内点法迭代过程中只需要计算一次，从而缩短了每次迭代的计算时间。利用AMD算法对内点法修正方程的系数矩阵进行节点优化编号，减少了其LU分解所产生的注入元。通过存储海森矩阵的非零元素值、其行、列号及对应的拉格朗日乘子编号，提出了一种新的非零元素存储方式，极大地减少了海森矩阵与乘子线性组合的计算量。基于节点数从14到1338的7个测试系统进行了仿真计算，结果验证了所建模型与方法的正确性与有效性。这种建立模型的思想还可以应用到需要计算海森矩阵的动态无功优化、最优潮流以及状态估计等问题的算法中，以提高其计算速度。     

循环流化床锅炉富氧燃烧与CO_2捕集发电机组运行能耗影响因素分析

在干、湿烟气再循环方式下,建立采用空气启动方式的富氧燃烧循环流化床锅炉助燃气体动态计算模型和烟气成分动态变化计算模型。基于实际气体的P-R状态方程,采用偏离函数法建立空气分离单元和CO_2压缩纯化单元运行能耗计算模型。在此基础上,对循环流化床锅炉富氧燃烧与CO_2捕集发电机组的运行能耗影响因素进行定量分析计算,得到氧气纯度、氧气浓度、过量氧气系数、锅炉漏风系数及不同烟气再循环方式对发电机组运行能耗的影响。     

基于六面体单元表面磁场积分法求解三维静磁场

三维静磁场计算分析在工程中具有广阔的应用背景.在磁场积分法求解三维静磁问题中,根据均匀磁化体磁化特征将系数矩阵体积分计算形式化简为面积分计算形式,简化了运算且消除了系数矩阵积分计算的奇异性.为适应任意复杂形体剖分,选择非规则六面体作为剖分单元,导出了其单元耦合系数的解析求解方法,从而消除了传统计算中采用数值积分近似计算带来的误差.基于上述两者分析,建立了基于六面体单元表面积分的三维静磁场计算模型.为验证该方法的正确性和有效性,将其应用于地磁场磁化下球壳和空心圆柱体的空间磁特征分析实例中.计算值和实际值的一致表明该方法完全可应用于工程实际的三维静磁场分析,有一定的工程实用价值.