波浪对沿海电厂温排水影响性分析

以二维数值水槽为基础,模拟了波浪对沿海电厂温排水的影响,通过波浪周期内不同时刻、振幅变化时排水口附近水域温度场分布,得到波浪存在时排水口温度分布变化规律,为沿海电厂冷却水工程提供借鉴。     

波流与泥沙耦合模型中海岸越顶水流冲刷模拟

海岸越顶水流冲刷是一种自然现象,通常发生在风暴期间,可能会导致近岸地形的剧烈变化。现有海岸岸滩演变三维数学模型还较少考虑越顶水流冲刷,尤其是越浪冲刷的作用。为此,本文发展了越浪输沙经验算法,并引入到基于FVCOM和SWAN的三维波流与泥沙耦合模型中,建立了能够模拟越顶水流冲刷的三维岸滩演变数学模型;收集了两组越顶水流室内冲刷试验数据对模型进行了验证,结果表明,所建立的模型能够较好地模拟不同水动力和岸滩剖面条件下越顶水流冲刷造成的地形变化;另外,对越浪输沙算法中横向输沙率经验系数进行了敏感性分析,讨论了各系数对模型结果的影响。     

水文水力学模型及其在洪水风险分析中的应用

流域洪水模拟是当前洪水计算分析的热点,也是防洪减灾工作的科学依据和指导。本研究通过将分布式水文模型和水动力学模型串联耦合的方法计算流域洪水淹没过程,以重庆龙溪河流域作为研究区域,基于SWAT和HEC-RAS模拟平台,综合考虑气象资料、地形、下垫面条件等,经产汇流计算、小流域洪水二维数值模拟等过程得到小流域在不同情境（暴雨重现期）下的二维淹没情况。以当地洪水计算手册推求洪水过程作为验证,模型计算结果显示模型能够较好模拟龙溪河流域复杂条件下的汇流过程,结合灾害损失评估和洪水风险分析,为当地减灾工作提供决策支持。     

反弧型挑浪嘴式防洪墙对削减波浪爬高的试验研究

通过对防洪墙顶部做成反弧型挑浪嘴式对削减波浪爬高的试验研究 ,探讨一种对海滨、水库、湖泊及沿江电厂既安全可靠又经济合理的防浪墙形式 ,以达到降低堤顶高度 ,减少造价、改善景观的目的     

BSG电机的散热仿真分析

采用逆向工程对某进口电机进行了逆向建模,基于流体力学、传热学基本理论,考虑电机不同零部件热源的差异性以及电机运转时流体流场和温度场的复杂分布,采用有限元数值计算方法,对该电机整机温度场进行了仿真计算。通过与实验数据对比,计算误差均在0.4%内,验证了所建数值模型和采用计算方法的准确性,随后对电机内部零部件温度分布进行了分析研究。该数值模拟方法为电机温度场分析提供了简捷高效的计算方法,从而提高了电机性能的优化效率、促进国外产品的国产化。     

感应电机定子温度场的数值计算

针对中小型感应电机结构复杂热模型难以建立的问题，以一台小型感应电机为例，采用有限元方法，建立了电机的二维温度场数值计算模型。给出了定子二维温度场计算的泛函以及相关热性能参数的计算方法；计算了不同负载运行时样机定子的稳态温度场。计算结果与实测值的比较，验证了所采用计算模型及方法的合理性。该电机温度场计算模型可以应用到其他同类电机定子温度场的计算与分析。在该温度场计算模型的基础上，分析比较了机壳散热翅高度的变化对电机定子温度场的影响，研究了气隙温度对定子温度场的影响。     

发电机内部流体流动与定子热性能数值分析

大型发电机内部流体流动状态决定了电机内温度分布以及温度极值。在建立大型发电机定子径向通风沟内流体流动二维计算模型以及电机内温度场计算模型的基础上,分别采用有限体积元法和有限元法对电机内的流体场以及温度场进行计算,并对流体流动与定子热性能进行数值分析,指出不同流体流动状态下定子温度的分布特性。     

高效高精度水动力模型在洪水演进中的应用研究

针对现有的洪水演进及淹没过程二维数值模型中存在的计算精度不高、稳定性差、计算效率低下等问题,本文提出一套基于GPU加速技术的地表水动力数值模型（GAST）。选用英国莫帕斯小镇百年一遇洪灾为研究对象,模拟5 m和2 m分辨率地形下的城区淹没过程及范围,分析GAST模型的模拟精度、效率及稳定性。研究发现：GAST模型模拟淹没面积与实测结果百分误差仅为0.96% ~ 4.36%,同时计算5 m、2 m分辨率地形用时分别为2.17 h、9.00 h,具有较高的模拟精度、效率及计算稳定性;对比相同输入条件下的MIKE21 FM模型,GAST模型计算精度提升1.07 ~ 19.55倍;GAST模型计算效率提升3.4 ~ 11.78倍,且随着计算网格数的增加效率优势更为明显,故其应用前景广阔。     

表贴式永磁同步电机温升敏感性因素分析

随着科技的发展,船舶用永磁同步电机的功率密度与日俱增。为研究其温度分布规律及电机内部件机构及材料对温升的影响,该文以一台50 kW表贴式永磁同步电机为例,基于计算流体力学(computational fluid dynamics,CFD)以及传热传质学基本理论,根据共轭传热原理,建立了二维全域温度物理模型。应用有限体积元法,对变频供电情况下的表贴式永磁同步驱动电机内各部件起动温度及稳态温度进行了数值求解,通过与实验数据的对比分析,验证其计算结果的准确性以及求解方法的合理性。在此基础上,对散热翅高度、机壳材料及外风机风量对全域温升的影响进行分析。     

半闭口槽平行充磁永磁电机全局解析法优化设计

建立了半闭口槽平行充磁表贴式永磁电机全局解析模型。求解子域分别为永磁、气隙、槽口和槽身。利用边界条件和分界条件,求解极坐标系下各子域的二维拉普拉斯方程或泊松方程。解析计算结果与二维有限元法计算结果较为一致;反电势计算波形和实验波形也较吻合。将验证正确的全局解析法和遗传算法结合,进行电机空载性能优化。结果显示电机电势波形更接近正弦、齿槽定位转矩减小,证明了模型和方法的合理有效性。     

基于CEEMD和NTEO的故障行波定位方法

针对传统行波检测方法中定位不准确、计算量大等问题,提出了一种基于补充总体平均模态分解(complementary ensemble empirical mode decomposition,?CEEMD)和改进型Teager能量算子(novel Teager energy operator, NTEO)的行波定位方法。该方法采用CEEMD算法来分解故障行波信号,滤除故障信号中的低频分量。然后采用NTEO能量算子对分解后的信号进行差分运算,增强行波波头的突变特征,实现故障行波波头的精确标定。仿真结果表明,所提方法能够精准地标定故障行波波头,并且有良好的去噪能力。与传统方法相比具有更好的检测效果和更小的定位误差,可以有效地提高配电网行波定位的精确性。     

基于小波包能量谱的电网故障行波定位方法

为减少电网故障行波传播色散特性对行波波头检测和波速测量的影响,提高电网故障行波定位的准确度,提出了基于小波包能量谱的电网故障行波定位方法。该法结合小波包技术与傅立叶变换的谱分析,对行波信号进行分析,提取能量相对集中的故障频带信号进行故障行波定位计算;行波到达时间由该频带相应尺度下的小波包能量时谱提取的行波特征点位置计算;该频带行波传播速度由输电线路两端对外部扰动的实测行波数据计算。大量的电网故障行波定位ATP仿真分析结果和现场实验测试分析表明,该电网故障行波定位方法能有效提取电网行波特征信号,减少行波传播色散特性和线路长度变化的影响,定位误差<200m。     

基于电流行波高频能量比值的全并联AT牵引网单端故障定位方法

针对现有全并联AT牵引网单端故障定位方法存在故障区段识别灵敏度低、行波第二波头易受故障点折反射影响的问题,提出了一种基于电流行波高频能量比值的全并联AT牵引网单端故障定位方法。首先,分析了自耦变压器绕组对地电容对高频分量的衰减特性,论证了相邻线路故障电流行波高频能量幅值的差异性,构建了能量比值差异度判据,利用差异度实现了故障区段定位。然后,分析了行波在全并联AT牵引网故障区段内的传播特性,揭示了反向量电流对端母线行波具有明显的故障突变奇异性。最后,提出了基于反向量电流行波的故障定位方法,通过准确标定行波初始波头、第二波头的到达时间,实现了故障的精确定位。仿真结果表明,所提方法在噪声环境下能准确辨识弱故障特征,提高了全并联AT牵引网故障定位的精确性。     

高压输电线路的双端电气量综合测距方法

给出了一种高压输电线路故障综合测距系统,综合了行波测距和基于线路集中参数、分布参数的常规测距方法,从而实现了故障的准确定位;利用小波来准确地检测波头到达时刻,提高测距精度;对行波测距中的不利因素进行了分析、改进,提出了在电压过零、行波测距不能正常启动时利用故障后的重合闸脉冲进行测距的方法,并利用EMTDC进行仿真计算,验证了其正确性和准确性。     

超导磁储能装置中的变流器的实验规程研究

超导储能装置(SMES)的变流器目前没有统一的实验规程.考虑到SMES变流器主要完成大容量的功率交换功能,本文探讨了变流器稳态和动态特性、电压电流波动、变流器均衡度、电磁干扰等重要的电磁问题,结合要考核的变流器的其它电磁问题,初步提出了SMES变流器的实验规程.该实验规程借鉴了一些常规变流器的测试方法,增添了对于SMES变流器来说很重要的一些电磁特性的测量方法和测量程序,形成了一个较为全面的SMES变流器的实验规程.     

基于参数优化VMD和TET的柔直线路单端故障测距方法

单端行波故障测距方法在考虑频变波速影响时需要提取故障行波时频域特征,但现有方法存在时频分辨率较低、波头识别困难和波速计算不准确的问题。为此,提出一种基于参数优化变分模态分解(variationalmode decomposition, VMD)和瞬态提取变换(transient extraction transform, TET)的单端故障定位方法。首先,利用麻雀搜索算法(sparrow search algorithm, SSA)优化VMD参数,提取含有故障特征的高频模态分量。然后,对该模态分量进行瞬态提取变换,通过去除短时傅里叶变换中模糊的时频能量,保留与信号瞬态特征密切相关的时频信息,得到故障行波时频域全波形。最后,在故障行波全波形中提取主频分量并标定初始波头与第二反射波头,通过计算主频分量下的波速度,结合行波定位方法实现单端故障测距。在PSCAD/EMTDC中搭建四端柔性直流电网的仿真结果表明,所提算法对过渡电阻和噪声具有较强的耐受性,即使在较低采样率下也能实现准确的故障定位。     

三端柔性直流输电系统雷电侵入波过电压

雷电侵入波过电压是确定直流输电系统换流站设备绝缘水平的重要依据,利用PSCAD/EMTDC软件建立了±160 kV南澳三端柔性直流输电系统直流侧雷电侵入波仿真计算模型,利用电气几何模型法计算直流线路的最大绕击电流,采用相交法作为空气间隙闪络判据,计算直流线路遭受雷电绕击和反击后换流站内极母线设备以及连接电缆承受的电压应力,并校核各设备的雷电冲击绝缘水平,计算结果表明各设备的绝缘裕度满足要求.     

基于电压行波波形特征的柔性直流输电线路雷击识别方法

柔性直流输电系统的线路主保护速动性要求极高,线路受雷击干扰后引入大量高频暂态信号易引发线路保护误动作。针对此问题,首先根据行波的传播规律分析雷击后线路电压行波特征,得出雷击干扰与故障的特征差异。雷击干扰时,暂态过程中电压行波经线路边界反射后波头极性不发生改变,行波波头到达线路边界的时间间隔大。雷击故障时,电压行波经故障点反射后波头极性发生改变,行波波头到达线路边界的时间间隔小。然后,根据电压行波波形特征差异提出长短窗结合的雷击干扰识别方法。最后,利用PSCAD/EMTDC电磁暂态仿真软件对所提方法进行验证。结果表明,所提出的雷击干扰识别方案能够快速、可靠、准确地识别雷击干扰与故障情况,不受雷击位置、线路参数、雷电流参数和噪声的影响。     

基于波速补偿故障距离逐步逼真的直流线路行波测距方法

为解决小波变换奇异点检测技术应用于直流线路行波测距时对行波波头标定存在的适应性问题以及行波波头到达时刻与行波波速难以有机统一的问题,提出改进方案。对于行波波头的标定,采用对不同故障信号具有完全自适应分解能力的改进的希尔伯特-黄变换,利用高频突变的峰值频点标定行波波头。对于行波波头到达时刻与行波波速难以有机统一的问题,提出利用牛顿插值算法对波速逐次进行补偿。将每次补偿后的波速代入考虑波速变化的测距公式,当测距结果的收敛精度满足设定收敛条件后算法循环终止,得到逐步逼近真实故障距离的测距结果。在PSCAD中进行故障仿真,在Matlab中进行数据计算。结果表明,该测距方法精度高,鲁棒性强,具有一定的抗过渡电阻能力,适用于各类常见故障类型。     

基于数学形态学的多端柔性直流系统故障测距方案

通过分析多端柔性直流系统直流线路故障后故障电压行波的传播特点,利用能够同时检测信号突变时刻和突变极性的数学形态学滤波器,设计采用双端信号进行故障测距的方案。通过对行波波头间隔取均值,提高了在线路端口附近故障时的测距精度。利用估计的行波速度,确定行波波头的查找区间,提高了测距的抗干扰能力。该方法无需线路参数信息和两端数据同步,采样频率要求较低,抗噪声能力强。搭建了三端柔性直流系统进行仿真分析,仿真结果表明所提故障测距方案在各种情况下均可得到较高精度的测距结果。