物质流系统可靠度验算模式及其在节能中的应用

本文简介了物质流系统,根据共特征推证出物质流系统可靠度Rs的验算模式,它比国内外通常采用的有效度指标A更全而.准确。A仅是Rs在满额率Ds=1时的特例。本文研究指出:Rs和物质流系统产品的单位能耗e_u有密切关系,可用Rs～e_u曲线表示。曲线形状说明e_u随着Rs的增高而下降,反之亦成立。由此规律提出了可靠性节能措施。文章推导了由于可靠度下降和上升而导致的能耗增加率和降低率W的计算模式,并以大、小型合成氨生产为例进行了核算,验证了以上Rs和W计算模式的实用性。     

湄洲湾电厂无除氧器给水回热系统

无除氧器系统在国外应用得相当广泛,湄洲湾电厂无除氧器系统采用凝汽器内装辅汽除氧装置和凝结水加联氨除氧方法,是一种先进的给水回热系统,介绍了此系统的构成和运行特点,并对其经济性和可靠性进行简要分析。从而为再次引进此类系统提供借鉴。     

面向复杂系统健康评估的若干思考

随着工程中系统复杂性的不断提高,系统的可靠性和安全性面临新的挑战,与此同时,系统的可靠性、安全性等概念进一步发展成为一种新的综合性指标,即“健康”。于是,复杂系统的预测和健康管理逐步成为系统工程领域一个新的研究热点,并在航空航天、机械、电力电子等领域得到应用实践。本文介绍了复杂系统健康评估的研究现状,并在此基础上提出了一种面向复杂系统的健康评估框架,其包含数据获取、数据处理、健康评估和健康预测等4个部分。最后,对复杂系统的健康评估进行了总结和展望,并建议开展面向健康评估开源项目的研究工作,即OpenHA。     

大型舰船结构的可靠性研究

对具有多随机变量的大型船舶结构可靠性分析中的力学模型选取、安全余量建立、安全余量的敏度分析、减缩刚阵和反向节点力的公式推导等问题进行了研究.设结构是空间理想弹塑性梁板体系,以杂交梁元和加筋板格元来模拟三维结构体系,采用随机有限元计算结构系统的响应量;用验算点法计算失效模式安全余量的可靠性指标;用改进的分枝限界法寻找主要失效模式,通过对主要失效模式方程的线性化研究,计算各主要失效模式安全余量之间的相关系数;然后用PNET法计算结构系统的可靠性指标.在可靠性分析过程中,用随机有限元法对安全余量进行敏度分析,在提高可靠性分析效率的同时,也能指导设计,是必要而又十分有效的手段.最后给出了一个船舶的结构的算例,说明分析的有效性.分析表明,这些研究可提高具有多随机变量的大型结构系统可靠性分析的计算精度,为复杂结构系统可靠性分析奠定了一定的理论基础.     

人—机—环境系统的可靠性设计

针对人－机－环系统的可靠性设计当中的主要问题及方法，进行了较为全面和详尽的论述，概括和总结了可靠性指标的确定、可靠性的预测程序、可靠性的分配原则及可靠性的改进措施、社会环境与人的可靠性之间关系分析等问题的理论方法，研究表明，人－机－环系统的可靠性设计是一项复杂而细致的系统工程，尤其在人的可靠性问题的定量分析方法上需要更进一步地探索新的途径。     

基于无线传感器网络的大型建筑灾难救援系统

目的改善传统灾难监控系统因采用有线网络连接方式而导致的可靠性差、易受损、失效快等问题.方法引入无线传感器网络（Wireless Sensor Network,WSN）技术,提出一种基于无线传感器网络技术的大型建筑灾难应急救援系统解决方案.结果该系统将无线传感器网络与传统安全监控系统有机结合,可实现被困人员定位、灾情趋势预测和最优逃生路径规划等功能.结论该系统不但有效地克服了传统系统的低可靠性问题,而且增加了新的应急救援功能,是一套完整、可行的系统.     

通信网网络管理控制系统可靠性及其评价研究

通信网网络管理控制系统是典型的软件硬件结合的综合复杂系统,其可靠性对通信网起着至关重要的影响．提出了一种新的通信网网络管理控制系统可靠性分析和评价方法．采用层次分析法的思想把系统分解成分系统、中心、软/硬件系统和软/硬件模块等层次,根据失效判据分析情况建立相应串联、权联或n中取k表决冗余等可靠性模型．利用模块分析法得出软件系统可靠性并与硬件系统可靠性相综合得出中心的可靠性,自下而上,最终得到全系统软硬件综合可靠性．给出了系统可靠性综合分析与评价流程,最后通过实例仿真验证了可靠性分析和评价方法的正确性．     

斜交层合板的可靠性分析与最优结构的鲁棒性

针对复合材料强度行为的复杂性和准确预测的困难，提出研究复合材料强度（可靠性）鲁棒性的必要性。初始缺陷和强度参数做为随机变量，采用一阶矩法（FORM）和Tsai-Wu/Tan准则计算板的失效概率，在此基础上，研究了最优斜交层合板的可靠性指标相对载荷以及铺层角的变动所具有的稳定性特征，为复合材料的合理设计与利用提供一种新的分析思路和方法。     

高温超导薄膜微波表面电阻测试方法的改进

介绍了一种12 GHz附近的高温超导薄膜微波表面电阻Rs测试系统。该系统采用低损耗高介电常数的蓝宝石,构成工作在TE011+δ谐振模式的介质谐振器,在77 K时,利用测量介质谐振器的Q值得到单片高温超导薄膜的微波表面电阻Rs。分析了其耦合装置对校准物理模型的影响,通过改进耦合装置可提高系统测试的准确度。该系统与前三代测试系统进行比较,其测试准确度有明显地提高。     

基于灰色理论确定煤与瓦斯突出预测敏感指标

为了提高煤矿瓦斯突出危险性风险评价的准确度和可靠性,利用灰色系统理论中灰色关联分析数学模型,定量分析了4种预测煤与瓦斯突出的指标,并确定了能够较精确反映龙山煤矿二1煤层煤与瓦斯突出预测的敏感指标,该结果为龙山矿煤与瓦斯突出预测指标的选择提供了定量化依据.     

风光储混合发电系统优化设计与分析

针对风光储混合发电系统优化设计问题,在满足可靠性的前提下,结合风力发电机组、PV方阵、抽水蓄能电站、蓄电池组等元件的输出特性,以及能量交易系统的运行方式,以总系统成本最小为目标,建立了相应的优化模型.进而分析了可靠性约束、上网电价、能量交易系统容量,以及不同运行方式对风光储混合发电系统优化配置结果的影响,为混合系统的优化设计和运行提供了依据.     

考虑预测不确定性的风-光-水多能互补系统调度风险和效益分析

风电、光伏与水电（简称风光水）互补发电系统是提高清洁能源整体利用效益的重要创新模式,随着风电、光伏发电渗透率的增加,如何解决大规模风光接入所带来的不确定性是多能互补系统研究的核心和难点。本文重点探讨日前风光出力预测的不确定性对于多能互补系统风险和效益的综合影响。首先,从可靠性、稳定性和经济性三个方面提出风光水多能互补系统调度运行风险和效益评价体系;建立多能互补系统短期优化调度模型,在日前风光出力预测结果基础上,编制系统日前发电计划;根据风光实际出力情况,滚动更新和模拟水电站实际调度过程。最后,对比分析各电站计划和实际调度运行情况,评价日前风光出力预测不确定性对于多能互补系统风险与效益的综合影响。本文以雅砻江流域锦屏一级多能互补系统为实例进行研究。相比风光水独立运行,风光水互补后系统的发电效益提高了37.13%,且系统出力过程更为稳定。互补系统在年尺度上具有良好的可靠性,但在水库低水位时期,系统失负荷天数明显增多,占全年失负荷天数的96%以上,系统可靠性降低;在汛期,互补后水库的下泄流量最大增加了47.06%,出现水量集中下泄的情况,这给电力部门、下游用水部门以及防护对象带来一定的防洪风险。     

氨法脱除电厂烟气CO_2系统能耗分析及参数优化

氨被证明是一种新型高效的吸收剂,具有吸收能力强、再生能耗低等优点,其缺点是氨损失严重。选取600 MW机组为参考机组,利用Aspen plus软件建立脱碳系统的模型并在此基础上优化设备的结构参数和系统的运行操作参数,揭示了氨水吸收CO2系统能耗特性随关键参数变化规律。在考虑电厂实际运行情况的条件下通过对参数的优化找出了尽量减少氨逃逸的最低再生能耗,其值为2.09 MJ/kg CO2。研究成果将为基于火电厂的低能耗脱碳提供有益的参考。     

基于两阶段风险分析的水库群汛期运行水位动态控制模型

水库(群)实时调度能结合有效的水文预报信息对水库在实时运行层面权衡防洪与兴利效益具有指导意义。然而,水文预报信息的利用面临着不可规避的不确定性问题,故水库(群)实时调度运行需要考虑风险控制方法的研究。针对耦合水文预报的水库群汛期运行水位动态控制问题,提出了可考虑各水库不同预见期长度、不同预报精度的两阶段风险率计算方法,并将其应用于构建水库群汛期运行水位动态控制模型。首先,两阶段风险率思想是将未来调度时段按预见期节点分为预见期以内和预见期以外两个阶段,预见期以内考虑径流预报不确定性带来的风险,采用集合预报思想统计多组预报径流情景在预见期以内的失事概率,预见期以外考虑因预见期末水位过高难于应对后续洪水的潜在风险,根据历史设计洪水的调洪演算试算风险率。其次,基于所提出的两阶段风险率方法构建以发电量最大为目标函数的水库群汛期运行水位动态控制模型。研究结果表明：提出的两阶段风险率计算方法可兼顾考虑实时调度阶段由径流不确定性引起的预见期以内、预见期以外的潜在风险;基于两阶段风险分析构建的水库群优化调度模型,可求解得出的水库群系统库容动态最优决策过程,且该优化调度模型可在不增加汛期防洪风险的基础上提高水库群系统的发电效益,即2010年汉江流域五库系统在夏汛期可提高总发电量2.30亿kWh。     

基于健康状态退化的设备可靠度预测模型

设备可靠度预测在设备的维修管理中扮演着重要的角色,有效的设备故障预测对降低设备维修费用、停机时间或运行风险都起到至关重要的作用。本文在分析设备状态数据的基础上,通过引入支持向量回归机,建立了基于退化数据的预测模型,并将该模型用于发动机可靠度的预测。     

灰色组合预测模型在配电网可靠性预测中的应用

针对配电网可靠性的特点,在充分考虑可靠性指标的历史变化趋势并顾及各种相关因素对可靠性指标影响的情况下．分别建立了基于历史统计数据的横向预测模型和考虑相关因素影响的纵向预测模型,形成了灰色组合预测模型．充分发挥了灰色预测模型所需样本小、精确度高的优点。该模型为配电网可靠性指标的预测提供了新的实用方法,同时．其结果可以为配电网的规划设计、运行和维护提供新的依据。通过对某地区配电网可靠性统计数据的实例分析,证明了该方法的有效性。     

大规模可再生能源电解水制氢合成氨关键技术与应用研究进展

新能源的快速发展为电力和化工行业带来了机遇和挑战，一方面，由于可再生能源电力消纳问题导致大量的弃水、弃光等能源浪费，另一方面，以绿氢为原料替代碳基化石能源合成氨，可以极大地减少化工行业的碳排放。因此，利用水力、光伏等可再生能源电解水制氢，为合成氨提供绿色原料，可显著提升可再生能源消纳能力，降低能耗与碳排放，服务国家“碳达峰、碳中和”目标。然而，可再生能源电力电量的波动性难以适配传统合成氨生产过程的平稳性要求，大规模可再生能源电解水制氢合成氨的设计与运行依然存在诸多挑战，亟需开展系统性研究突破适应可再生能源波动特性的大规模电解水制氢合成氨系统的集成与调控关键技术。对此，本文首先对可再生能源电解水制氢合成氨的工艺组成及过程进行介绍，包括电解水制氢工段、压缩缓冲工段、化工合成氨工段，进而提出该系统建设的关键技术体系，包括可再生能源波动条件下的合成氨工艺流程优化和柔性调控技术、考虑“电-热-质”耦合的大规模电解水制氢系统的模块化集成和集群动态控制技术、计及可再生能源波动性与化工多稳态特性的“源-网-氢-氨”的全系统协同控制技术、计及电、氢、氨等要素的全方位安全防护与市场运营机制。针对适用于柔性生产的合成氨工艺优化及多工段协同调控技术，在考虑氢储供量与催化剂性能下，综合合成塔、压缩机、气体分离、换热网络等子系统开发了合成氨高保真代理模型；研究了可再生能源供给和市场需求波动下，充分考虑操作安全性和过程经济性的电解水制氢合成氨各子系统的适配方案与协同控制技术。针对大规模电制水制氢系统模块化集成和集群动态控制技术，基于奇异摄动和代理模型技术研究了集群系统多时间尺度时域仿真方法，建立了电解集群系统多物理耦合状态空间模型；综合考虑了模块启停组合调度、模块间功率分配调度及模块自身灵活调节，计及安全运行区间及电热气接口特性约束，以提高氢产量、提升能量利用效率、改善水光电源消纳和跟踪电网调峰调频指令为目标，构建了集群系统多目标分层调度与控制模型。针对氢能参与电网的全系统协同控制技术，研究了水光互补发电、电制氢、储氢、合成氨、储氨多工段间稳态运行特性的多工段间灵活运行方法，以及电制氢合成氨系统柔性动态协同控制方法；综合采用了静态等值和参数聚合等方法降维和等值电制氢合成氨系统仿真模型，研究了源网氢氨协同提升系统安全稳定性的优化控制方法和技术指标；结合电网调频和调峰特性，研究了电制氢合成氨系统参与电力辅助服务的策略。建设大规模可再生能源电解水制氢合成氨系统，提高可再生能源本地消纳率和并网调度友好性，降低化工碳排放，具有显著社会效益和战略意义。     

含多个风电场的电力系统可靠性评估

风能的大规模利用对传统电力系统可靠性带来一定影响.如何衡量风电场的可靠性效益是电力系统规划和风电场评估所必须解决的关键问题之一.根据风速的分布模型和时序模型,建立计及相关性的多元模拟模型.基于此,建立基于蒙特卡罗仿真的多风电系统可靠性评估框架.以RBTS标准测试系统作为算例,采用2种模型对含多个风电场接入的电力系统进行...     

基于RBF神经网络分析的微弱电信号预报

采用自制双重屏蔽系统（屏蔽室和屏蔽箱结合）和自制的铂金传感器刺入植物茎部接触式微弱电信号的测试方法,对绿萝（Scindpsus aureus）植物的自身电信号进行了测试.利用小波软阈值消噪法对测试数据进行消噪,并进行了时间序列的高斯径向基函数神经网络预测.结果表明,利用径向基函数(RBF)人工神经网络对植物微弱电信号进行短期预测是可行的.预测数据可用作温室和/或塑料大棚生产中建立植物自适应电信号智能自动化控制系统的重要参数     

Reliability-based maintenance scheduling of hydraulic system of rotary drilling machines

Hydraulic system has a critical and important role in drilling machines. Any failure in this system leads to problems in power system and machine operation. Since the failure cannot be prevented entirely, it is important to minimize its probability. Reliability is one of the most efficient and important method to study safe operation probability of hydraulic systems. In this research, the reliability of hydraulic system of four rotary drilling machines in Sarcheshmeh Copper Mine in Iran has been analyzed. The data analysis shows that the time between failures (TBF) of Machines A and C obey the Weibull (2P) and Weibull (3P) distribution, respectively. Also, the TBF of Machines B and D obey the lognormal distribution. With regard to reliability plots of hydraulic systems, preventive reliability-based maintenance time intervals for 80% reliability levels for machines in this system are 10 h.