HVDC谐波不稳定现象研究

直流输电引起的谐波不稳定是指在换流站附近有扰动时谐波振荡不易衰减甚至放大的现象,它能导致换流站交流母线电压和直流电流严重畸变致使直流系统不能正常运行.本文分析了谐波不稳定现象产生的机理,结合频率扫描法指出CIGRE benchmark模型在模拟谐波不稳定方面的不足,调整参数后成功模拟了谐波不稳定现象的发生.     

化学当量比对旋流燃烧器热声不稳定特性的影响

为探索旋流燃烧器内热声不稳定的产生机理,搭建了可调型旋流燃烧器热声不稳定试验台架。旋流燃烧器采用燃料风、直流二次风、旋流二次风和高动量三次风的配风结构,燃料风管直径与燃烧腔直径比为0.25。试验测量了旋流燃烧器的温度分布和脉动压力,发现旋流燃烧器热声不稳定的脉动压力可达450 Pa,压力幅值随着化学当量比的增大而减小;第1阶共振频率介于187~261 Hz之间,随着化学当量比的增大先是减小,随后有一跃升过程,跃升之后随着化学当量比的增大而缓慢增大;第3阶共振频率介于717~805 Hz之间;第5阶共振频率介于1 178~1 326 Hz之间,第3阶和第5阶共振频率随着化学当量比的增大而缓慢增大;旋流燃烧器的燃烧火焰面随着化学当量比的增加而不断上移,最高燃烧温度可达1 450 K。     

燃烧功率对旋流燃烧器热声不稳定特性的影响

旋流燃烧器内部流动复杂,涡系丰富,为研究燃烧功率对其热声不稳定特性的影响,搭建了旋流燃烧器热声不稳定试验台架。旋流燃烧器工作在常压下,其燃料风喷口直径为2 mm,通过切向进气方式引入旋转二次风,燃烧室直径为48 mm,高度为600 mm。试验测量了燃烧功率为2.8～7.1 kW的CH4/Air火焰的脉动压力和温度分布,旋流强度约为0.58。试验结果表明：旋流燃烧器热声不稳定的共振频率介于251～273 Hz之间,声压级SPL与燃烧功率Pc有线性关系：SPL=112.099+3.537×Pc。采用联合时频分析方法研究了压力脉动波形,发现旋流燃烧器内的压力脉动介于时不变性质与时变性质之间,其短时频谱的主峰频率和振幅均为时间的函数,但主峰频率的变化范围较小;当燃烧功率为6.2 kW时,最大的短时声压级可达153 dB。     

单级功率因数校正变换器中的低频不稳定现象研究

研究了由Boost 变换器和Forward变换器级联构成的单级功率因数校正(power factor correction,PFC)变换器中的低频不稳定现象。通过数值仿真观察了系统随着输出功率增大时出现的低频振荡现象及其对输入电流总谐波畸变的影响。根据Forward变换器电感电流导电模式的临界条件得到了相应的稳定性边界,并对低频不稳定现象的边界碰撞分岔本质进行分析和讨论。通过实验研究,验证仿真结果。该文的研究有助于更好地理解单级PFC变换中的动力学行为,对该系统参数设计也具有一定的参考价值。     

捷制500MW机组不稳定振动试验研究

本文对神头第二发电厂捷制５００ＭＷ机组低压缸轴承不稳定振动原因进行了试验分析，提出了处理措施，消除了不稳定振动。     

一种电机振动不稳定现象诊断和治理

介绍了电机安装调试中振动逐渐增大至超标,调整合格后运行一段时间又超标,且如此反复的不稳定情况。通过对振动的波形图分析得出原因是支架加工工艺不当,应力持续释放导致激振力增加、刚度变小、动力放大系数增加。提出“工艺改善-结构优化-数值模拟”三位一体的改造方法。选择改用高温回火,提高加工标准,消除应力释放和安装误差对振动产生不稳定影响。对支架结构优化,并建立有限模型计算“电机-支架”固有频率,以确保远离共振区,从而降低放大系数对刚度的敏感度。改造后振动稳定,最大值为0.6 mm/s,结果表明原因分析基本正确,有限元模型准确,“工艺改善-结构优化-数值模拟”三位一体的改造方法和相应具体措施有效。     

淹没出流型漩流竖井泄洪洞新型连接型式及水力特性研究

针对本文提出的一种新型淹没出流型漩流竖井泄洪洞开展模型试验研究,实现了在下游高水位情况下,旋流竖井高掺气水流通过导流洞时由无压向有压的平稳过渡衔接。通过在导流洞底部合适位置上设置挡坎、顶部设置排气孔和压坡等技术手段,先使水流在有限长度内剧烈混掺消能,其后通过挡坎和压坡的共同作用促使逸出的多余气体通过排气孔顺利排出。试验明确了各个流段不同的水流流态、功能及分区依据,并提出了相应的体型优化设计原则。试验结果表明导流洞内前半段为掺气水流,后半段基本上为清水状态,消能区冲击动压及脉动压力均方根最大值分别为150kPa和89kPa,总消能率能达到85%。为导流洞改建泄洪洞技术领域提供了一条新途径。     

火电厂炉膛燃烧不稳定预判研究

基于火电厂因煤质变化等因素引起的燃烧不稳定现状,分析典型炉膛燃烧方式下锅炉不稳定燃烧时负压、火检等各种表征参数的变化特性,对相关理论进行深入研究,设计出炉膛燃烧不稳的预判模型和判据,提醒运行人员对燃烧及时干预,减轻劳动强度,减少电厂锅炉的灭火机率,提高火电机组运行的经济性和电网运行的稳定性。     

考虑主导不稳定平衡点变化的电力系统暂态稳定切机控制策略

在考虑不同切机措施导致的主导不稳定平衡点变化的前提下,提出了一种基于切机灵敏度的电力系统暂态稳定切机控制策略.首先将切机后系统暂态稳定裕度表达式中与主导不稳定平衡点相关的部分提取出来,通过建立切机量与主导不稳定平衡点的修正方程,利用牛拉法确定主导不稳定平衡点的变化情况.在此基础上求取系统暂态稳定裕度对不同发电机组的切机...     

中华鲟产卵场适合度与大坝泄流相关性分析

本文基于三维水动力数学模型和中华鲟产卵场适合度评估方法,对葛洲坝坝下中华鲟产卵场的产卵适合度与大坝泄流关键指标(大坝出库流量和泄流方式)的定量关系进行评估.分析表明,适宜中华鲟自然繁殖的最佳出库流量范围约为15000～25000 m3/s;有利于中华鲟自然繁殖的最佳大坝泄流方式为先大江电厂发电泄流,后二江泄水闸弃水泄流,最后二江电厂发电泄流;小流量下最佳的机组泄流方式为大江电厂靠右岸机组发电泄流.研究结论给出了中华鲟产卵场保护的关键指标及其控制范围,为依托三峡-葛洲坝梯级水库开展中华鲟可持续性管理提供了基本理论依据.     

淹没植被浅水明渠流的非对数流速分布规律

随着对生态环境的日益重视,有关植被的水力学研究近年来进展迅速.对于淹没植被,现有的研究一般认为植被表层水流仍满足对数分布.但在浅水情况下,表层水流流速明显偏离对数规律.本文首先通过改变表层水深、植被杆径和密度,开展了淹没植被浅水明渠流多工况水槽实验,并运用激光多普勒测速仪对垂线流速分布进行了测量;然后结合Prandtl...     

新型管桩潜坝的局部冲刷研究

对丁坝局部冲刷问题研究现状进行了讨论,在此基础上,选择黄河上九堡弯段为典型河段,建立了动床变态概化河工模型,进行了新型管桩潜坝导流作用与局部冲刷的研究。本文对管桩潜坝的局部冲刷机理进行了分析,讨论了管桩潜坝在不同流量时的导流效果,以及坝头局部冲刷坑形成的初始、发展、稳定三个阶段;分析了来流流速、单宽流量、床沙组成、管桩疏密度、迎流角度等因素对管桩潜坝局部冲刷的影响。通过量纲分析,构建了包括局部冲刷主要影响因素的无量纲综合因子;根据模型试验与原型观测资料,通过拟合分析,建立了可供实际工程设计使用的新型管桩潜坝局部冲刷计算方法。     

多股水平淹没射流水垫塘流场数值模拟

水垫塘三维流场的研究是深入研究消能机理的基础 ,多股水平淹没射流水垫塘作为一种新的消力池型式 ,其水垫塘内水流流态特征是研究者最为关心的问题之一 ,本文对向家坝多股水平淹没射流水垫塘的三维流场进行了数值模拟 ,将计算的消力池底板压强及流速与实测结果进行了对比 ,计算值与实测值吻合较好 ,计算的消力池内三维流场与实验中观察到的流态及理论分析结果吻合很好 ,结合流场特性分析了试验和计算中发现的中孔射流冲击点比表孔射流冲击点更远的原因 ,分析了中孔之间不存在稳定的、明显的、贯穿的“马蹄涡”及其原因。     

连续分布均匀沉水植被明渠水流流速分布比较

植被影响下的河道流速分布是评价河道行洪能力的重要指标,关系到河床稳定与河道安全。以连续均匀分布的沉水植被为研究对象,系统评述了国内外对河道植被水流流速分布的研究进展,从紊动特性阐述了流速分布剖面形成机理,剖析了分区流速解析模型和平均流速模型研究现状和存在不足,基于文献数据,评价了现有平均流速模型适用性及准确度,认为目前对于植被水流流速求解多集中于均匀流条件顺直型河道、植被类型及形态单一的连续均匀分布植被,未来流速模型应针对沉水植被阻力系数、植被影响下的河床应力、非均匀流状态及有限尺寸内柔性植被斑块等方向作进一步研究。     

多层多股水平淹没射流的消能研究

采用三维数值模拟,研究了多股多层水平淹没射流的流动特性、漩涡结构和消能机理。利用水工模型试验,研究了影响其水力特性的主要因素。研究结果表明:多股多层淹没射流利用在射流轴线周围所形成的强剪切、三维立体漩滚的剧烈混掺来实现消能,消能率较高,且在平面上没有形成明显的、贯穿的立轴漩涡。结合模型实验,提出中孔泄槽以等宽或微收缩为宜、表中孔最优坎高差应大于中孔水流的主流水深等建议。     

低压输水单元水力振荡的数值研究

在长距离分段低压输水系统中,为防止过大的流量波动,系统中不能产生过大的水力振荡,尤其不能发生水力共振,因此必须对其振荡特性进行分析,以保证系统的正常稳定运行。本文采用基于压力管道内水体水力振荡的线弹性模型描述输水管道中水流的控制方程,利用状态方程来描述输水单元。基于系统控制理论,分析了采用不同阶数的线弹性模型时输水单元的频率特性。同时,分析了三阶线弹性模型的特征值与输水单元参数的相关性,以及各特征频率对输水单元的影响。其结论可为输水系统的设计和优化提供依据。     

基于流形变换的电力系统临界失稳模式预测

从流形变换的角度，提出一个新的电力系统故障后临界失稳模式预测的计算方法；推导了电力系统的临界失稳模式预测的公式；分析了影响失稳模式的因素；用新英格兰系统验证了预测临界失稳模式的公式的正确性，计算结果表明用该公式能准确预测电力系统的临界失稳模式。预测公式采用了三阶非线性变换，具有较高的计算精度。     

基于HHT变换的电动机故障信号频率分析

提出将HHT变换(Hilbert-HuangTransform,HHT)中边际谱理论应用于电动机故障信号的HHT分解和频率跟踪研究的新方法,并通过实例验证Hilbert-Huang变换在电动机故障信号频率分析中的应用。     

基于HHT变换的电机故障信号频率分析

提出了将HHT变换(Hilbert-HuangTransform,简称HHT)中边际谱应用于电机故障信号频率跟踪研究的新方法。采用HHT将故障信号分解成若干个平稳的IMF(Intrinsic Mode Func-tion)分量,求出每1个IMF分量的瞬时幅值和瞬时频率。同时,指出了边际谱与Fourier频谱之间本质区别。利用边际谱的线性性质说明了边际谱的谱值表示信号中某一频率在各个时刻的幅值之和。最后通过实例验证了Hibert-Huang变换在电机故障信号中频率分析中的应用。     

基于混沌优化的PID控制器在不稳定系统中的设计

提出了一种规范化PID控制器参数混沌优化方案,并且利用增广Hermite-Biehler定理,讨论了不稳定被控对象闭环稳定的规范化PID控制器参数取值范围,在这取值范围内将混沌变量引入规范化PID参数的优化搜索,具有更强的搜索PID参数近似全局最优值的能力,仿真结果表明,该算法能有效地实现PID参数最优整定,为解决PID控制器参数近似全局最优设计提供了一种有效的方法。