泵站前池与进水池整流方案数值模拟

针对田山一级泵站采用闸门控制前池与进水池水位形成闸下射流的引水特点,提出了改善前池与进水池水流流态的不同整流方案.采用雷诺时均N-S方程结合标准k-ε的湍流模型,对不同整流方案的前池与进水池水流流态进行数值模拟,分析并选择了合适的整流工程措施.模拟结果表明,采用非连续底坎、非连续挑流坎与压水板三种整流措施相结合的方案后...     

多机组泵站侧向进水特性模拟和改进研究

某闸站结合式侧向进水泵站进水池内存在的不良流态会危害到水泵机组的正常运行。采用CFD(Computational Fluid Dynamic)技术对原方案前池和进水池的流态进行了数值模拟,通过数值计算发现:1#~10#进水池内存在大尺度的回流,所有进水池后壁处均有水流旋转。针对上述不良流态,在进水池内设置了三种不同的组合整流措施。计算结果表明:方案4——三段型隔墩、立柱和后隔板组合措施的整流效果最好。该组合措施下,大范围的回流区消失,进水池横剖面上的轴向速度分布均匀,各特征线上的流速均匀度提高3~11个百分点,后壁处的水流不再回旋,水流能对称均匀地流入吸水管,不良流态基本得到解决。该研究成果对其他同类泵站进水池的改造有一定的参考价值。     

工程措施对水泵进水条件影响的试验研究

立柱、底坎等工程措施常用于泵站前池和进水池流态整治 ,但对水泵进水条件的影响没有进行过定量的研究。本文采用旋度计测量水泵吸水管内的涡流强度 ,根据涡角的大小 ,定量地评价立柱、底坎、ω形后壁等工程措施对水泵进水条件的影响。试验结果表明 ,在一定的条件下 ,立柱和底坎能改善水泵的进水条件 ,但需优化立柱和底坎的设计参数及位置 ,以期获得较好的整流效果 :“ω”形后壁配合导水锥能大幅度地降低吸水管内的涡流强度 ,应进一步研究其机理     

大型泵站进水流道技术改造优选设计

进水流道的出口流态决定了水泵的进水条件,直接影响到水泵的能量性能、汽蚀性能和安全运行性能,在进水流道水力设计和模型试验中应给予特别重视。本文采用数值计算的方法,模拟了南水北调东线工程某大型泵站不同进水流道设计方案时的内部三维流动,计算结果与模型试验和泵站运行中观察到的实际情况相当吻合。把水泵进水条件和流道水头损失作为流道水力设计的目标函数,通过计算机数值模拟和优选,获得了优秀的进水流道设计方案。流道出口水流轴向流速的分布均匀度提高了3.26%,出口水流的偏流角减小了1°,水头损失减少了24.1%,水泵的进水条件得到了大幅度的改善。     

侧边机组故障对泵站前池流态的影响

为研究侧边机组故障对泵站前池流态的影响,本文建立了某泵站引渠、前池、进水池与吸入管三维数值模型,并基于VOF模型开展了数值计算。然后,根据计算结果分析了不同侧边机组故障情况对前池和引渠内流态的影响。最后,引入了流速分布均匀度作为量化指标,阐述了不同侧边机组故障情况对中间机组的吸入管进口流速分布的影响规律。结果表明:侧边单台机组故障时,前池内部流速分布相对无故障变化较小,但故障机组吸水池内产生大尺度漩涡,进而导致前池出口断面流速畸变,发生流速掺混现象;侧边机组全部故障时,前池内部产生大尺度涡系,造成前池出口断面流速严重掺混现象,且范围更大,并显著影响中间机组吸入管进口流态,造成进口流速不均匀分布,进而对中间机组运行产生不利影响。     

托克托电厂循环水泵房进水流道水力特性试验研究

托克托电厂二期工程循环水泵房因受场地限制设计了两种不同的流道形式,其中3号机进水前池的底坡设计为23.7°,不符合底坡不宜陡于1∶4(14.04°)的规范要求。对两种流道的模型试验结果表明,在7m以上水深时3号机循环水泵能正常运行,而4号机进水流道流态及各项性能指标明显优于3号机。4号机进水流道设计合理,对类似工程有一定的借鉴价值。     

循环水泵房进水流道水力特性试验及研究

内蒙古托克托电厂二期工程循环水泵房因受场地限制设计了两种不同的流道形式,其中3号机进水前池的底坡设计为23.7,°大于规范要求的底坡不宜陡于1∶4,对这两种流道的模型试验结果表明,在7 m以上水深时3号机循环水泵能正常运行,但4号机进水流道流态及各项性能指标要明显优于3号机。由于4号机进水流道设计非常合理,对类似工程具有一定的推广价值。     

大型循环水泵流道整流试验研究

针对某电厂大型循环水泵流道短、落差大、流道转弯多导致吸水前池进流条件恶劣的问题,对原设计流道的水流流态、水泵吸水管内流速分布和水流旋转强度等进行了试验研究。试验结果表明,吸水前池下部主流区存在较强旋度的环流涡、吸水管内存在较强的螺旋流是影响水泵进流的主要原因。采取在吸水室布置胸墙的方式进行整流,给出了优选的胸墙底部高程,实施此措施后提高了泵的可靠性。     

循环水泵房进水流道水力特性试验及研究

托克托电厂二期工程循环水泵房,因受场地限制,设计了两种不同的流道型式,其中3号机进水前池的底坡设计为23．7°,大于规范要求的底坡不宜陡于1：4,对这两种流道的模型试验结果表明,在7m以上水深时,3号机循环水泵能正常运行,但4号机进水流道流态及各项性能指标要明显优于3号机。由于4号机进水流道设计非常合理,对类似工程具有一定的借鉴作用。     

电站循环水泵进水流道水力特性及整流优化研究

循环水泵进水条件的优劣对循环水泵效率及是否出现汽蚀和振动有显著影响。针对某电站300 MW机组循环水泵振动问题,采用RNG湍流模型对其进水流道水力特性开展三维数值模拟研究,分析了进水流道整体水流流态、泵吸水喇叭口附近区域流场、泵体周围流速分布,并对其进行了整流优化改造方案研究。结果表明,循环水流道斜坡坡度较大,导致水流扩散不均匀,表面流速较大,在斜坡底面和进水池存在较大漩涡;泵吸水喇叭口截面水流严重不对称,出现较明显偏流,泵进水条件恶劣;采取有效整流消涡措施可以改善循环水流道水流流态,均匀流速,改善泵进水条件。     

光流点匹配跟踪的薄壁件振动模态测试方法

针对传统模态测试方法存在获取信息有限和附加质量、已有非接触模态测试方法需进行复杂图像处理等问题,提出了光流点匹配跟踪的薄壁件振动模态测试方法,避免了需逐帧进行特征分割、提取等复杂的图像处理。首先,建立了面内振动视觉测量的成像模型,通过相机标定获取工业相机的内、外参数并进行了误差分析。研究了基于光流视觉测振的原理与方法,该方法通过单目相机采集带特征点的结构振动序列图像,运用金字塔的Lucas-Kanada算法进行光流点匹配跟踪,进而获得亚像素级特征点的振动信息,在此基础上进行模态参数辨识获得模态参数。基于提出的方法搭建了薄壁件振动模态测试系统,对薄壁梁进行了振动模态测试实验,并与激振器扫频测试结果和有限元仿真结果进行了对比分析。实验结果表明,固有频率误差在5%以内,模态振型一致,从而验证了提出方法的正确性,为薄壁件的振动模态测试提供了新方法。     

基于自适应 VMD-Attention-BiLSTM 的 交通流组合预测模型

针对短时交通流量序列的非平稳性和随机性的特征,为提高短时交通流预测精度和收敛速度,提出一种基于自适应变分模态分解(VMD)和结合注意力机制层的双向长短时记忆网络(BiLSTM)的组合预测模型。首先,使用自适应变分模态分解将时空交通流量序列分解为一系列有限带宽模态分量,细化了交通流信息,降低了非平稳性,提升了建模的精确度;其次,利用结合注意力机制的双向长短时记忆网络挖掘分解后交通流量序列中的时空相关性,从而揭示其时空变化规律,从而进一步提升了建模精确度,并且利用改进Adam算法进行网络权值优化,以加速了预测网络的训练收敛速度;最后,将各模态分量预测值叠加求和作为最终交通流预测值。实验结果表明,使用模态分解的预测模型预测性能明显优于未使用模态分解的预测模型,同时自适应VMD-Attention-BiLSTM预测模型相较于EEMD-Attention-BiLSTM预测模型,均方根误差降低了47.1%,该组合预测模型提升了预测精度,并且能够快速预测交通流量时间序列。     

火电机组热力循环系统通用计算模型的研究

以常规热平衡方法为基础,根据等效热降的基本理论和单位蒸汽做功与汽水流量系数通用表达式,推导出了火电机组热力循环系统既能用于其热经济性计算,又能用于汽水流量分布计算的通用计算模型。实例表明,应用火电机组热力系统的通用计算模型所得结果与常规热平衡法完全相同。     

恢复潮流可行解的优化控制策略

针对一系列预想故障,提出了一种恢复潮流可行解的优化控制策略。该策略采用恢复潮流解和恢复可行解的两步法,以最小控制代价为目标,把恢复系统可行解的控制问题转化为一类非线性规划问题求解。针对无潮流解的故障,利用最优切负荷算法恢复潮流解,同时利用模式分析法研究了节点注入无功功率对应关键电压失稳模式的参与因子,这些参与因子决定了在随后恢复可行解的过程中负荷切除和发电机出力调整的优先权。采用考虑离散变量的原—对偶内点法求解上述非线性优化问题。算例仿真表明,通过模式分析选择优化变量减小了优化问题的规模,提高了优化计算的收敛速度。     

谐波分析及谐振评估软件的开发与应用

结合模态分析法和谐波潮流算法,基于C#和Matlab语言开发出一套谐波分析及谐振评估软件.除换一般的谐波分析功能外,软件还具有2个特色功能:通过频率扫描能搜索出系统中所有的谐振点,对谐振点进行模态分析,得到系统中发生谐振的严重区域,并以参与因子指标反映谐振在系统中的分布;对加入滤波器后的系统进行频率扫描,若系统谐振点次数与谐波源次数相近,则重新调整滤波器参数,经反复调整与扫描直至系统谐振点次数不与谐波源次数相近,实现滤波器参数的优化设计,解决由于其参数设计不恰当而引起的谐波谐振或谐波放大问题.算例仿真结果表明该方法对谐波谐振评估以及无源滤波器参数优化是正确、有效的.     

Coordinated application of FACTS controllers to damp out inter-area oscillations

This paper proposes a systematic analysis and design procedure for simultaneously determining the best locations and input signals of flexible AC transmission system (FACTS) devices in order to damp out inter-area oscillations. First, a modified modal power flow oscillation flow method is developed to determine the nature of the energy exchange over the transmission network in the presence of FACTS devices. With this method, the modal distribution along critical system paths is identified, and the contribution of each machine and network device is computed. Controllability and observability studies are then used to assess the effect of existing FACTS controllers on system damping as well as to identify optimal locations for new devices. The proposed procedure is demonstrated on a 46-machine, 190-bus reduced-order equivalent model of the Mexican interconnected system that includes several static VAR compensators.     

基于瞬时频率的电压源变流器开路故障检测方法研究

针对电压源变流器中功率器件的开路故障问题,通过分析变流器三相电流的固有模态分量特征,提出了一种基于瞬时频率的变流器开路故障检测方法。首先采用经验模态分解理论获取三相交流电流中的开关模态分量。然后通过希尔伯特变换得到开关模态分量的瞬时频率,利用开路故障前后开关模态分量瞬时频率特征变化对功率器件的开路故障进行检测。最后在PSCAD/EMTDC中搭建柔性直流互联系统仿真模型进行了验证。仿真结果表明,利用开关模态分量瞬时频率特征能够在几个开关周期内快速地检测出单个或多个故障功率管,而且在功率调整和潮流反转时具有较好的动态检测性能。     

基于连续潮流和模态分析的电压稳定分析

针对电压稳定分析的连续潮流和模态分析方法进行研究,详细推导了连续潮流和模态分析的具体算法.连续潮流通过局部参数化和预测校正的方法克服其在拐点的奇异性,模态分析则给出节点参与因子和支路参与因子用于标识电压稳定性.结合某省网进行实例分析,证明了节点参与因子和P-U曲线在反映电压稳定性上具有一致性.计算结果表明:连续潮流方法可快速、准确求得系统最大负荷点,判断系统稳定裕度;模态分析方法可以很好定位电压稳定的薄弱区域.     

高水头大尺寸闸门流激振动原型观测研究

本文介绍天生桥一级电站放空洞工作闸门流激振动原观测成果,首先应用实验模态分析技术对工作闸门的结构动力特性进行了仔细细胞研究,获得了完整的结构模态信息。此外,考虑了作用于闸门结构的脉动压力特征,研究了闸门结构在高速水流作用下的振动加速度,动位移及动应力等物理量的数字特征和谱特征,最后对闸门结构进行了动力可靠性分析。提出了闸门安全运行的操作规程。     

基于模态法的静态电压稳定性分析

提出了基于模态法的静态电压稳定性分析的新方法,通过建立模态法的静态电压稳定分析数学模型,求取潮流方程雅可比矩阵的最小特征值及其相对应的特征向量,以最小模特征值来间接评估系统的静态电压稳定裕度,并在此基础上提出了参与因子指标,计算各个节点在最小特征值下的节点参与因子来找出哪些节点或区域的电压稳定性较差.通过对某大型电网进行研究,得到其相应的电压薄弱区域,并与灵敏度分析法所得到的结果进行对比,结果基本一致,从而验证了本文方法的合理性与有效性。