局部阴影下光伏阵列MPPT算法的研究

针对局部阴影状态下光伏阵列P-U特性曲线多峰值的问题,提出了一种基于搜索-计算-判断的三步法全局最大功率点跟踪(GMPPT)策略。该方法使用改进型扰动观察法反向搜索第一个峰值点,利用计算和判断减小搜索区域,将多峰值间接转化为单峰值搜索,解决了搜索过程中陷入局部极值的问题。通过建立3种阴影状态下的模型,将该方法与现有最大功率点跟踪(MPPT)算法进行仿真对比,并建立相应的试验进行验证。仿真及试验结果表明,该方法在有、无阴影状态下均能稳定实现GMPPT,有效地提高了系统的跟踪精度和跟踪速度。     

基于博弈论准确性和差异性兼优的选择性集成建模方法及其应用

集成学习相较于单模型具有更好的预测精度和泛化能力,被广泛应用于工业过程的质量预测.基学习器之间的多样性和基学习器的准确性对集成的泛化能力影响极大.为了进一步提高集成模型的泛化能力,提出一种同时考虑准确性和差异性的选择性集成建模方法.以在线极限学习机作为基学习器,将基学习器的准确性和基学习器对集成模型多样性的贡献率作为博弈双方,利用博弈论原理求解得出使集成模型准确性和多样性都达到最优的选择方案,使集成模型的准确性和多样性兼优;模型预测完成后,综合当前误差和历史记录误差对基学习器的权重进行在线更新,实现在线测量阶段对建模对象特性的动态自适应.最后,使用公开数据集和实际工业数据验证了所提算法的合理性和有效性.     

单向受拉状态下钢纤维混凝土的二次峰值强度

不同于普通混凝土在单向受拉实验中的仅有唯一峰值强度,在大量钢纤维混凝土拉伸实验的应力应变曲线中均出现了两次峰值强度现象。本文采用黏结滑移模型考虑纤维在混凝土开裂面上的桥接作用,确定了钢纤维轴向应力与裂缝宽度之间的关系。钢纤维混凝土开裂后,将基体的软化模量与纤维增强作用的切线模量之和,作为判断第二峰值的依据。该值始终为非负时,钢纤维混凝土的应力-应变曲线具有唯一峰值强度;否则,应力-应变曲线中将具有二次峰值强度,并提出了钢纤维混凝土峰值强度的三种可能情况。建立了有限元模型以模拟钢纤维混凝土的拉伸试验,进一步研究了钢纤维掺量、长径比对混凝土开裂后力学性能的影响。并提出了钢纤维混凝土的抗拉强度的计算公式,可以有效地预测钢纤维混凝土的抗拉强度。     

Simulation Method of Dynamic Characteristics of Turbine Flow Sensor

Computational Fluid Dynamics (CFD) simulation is one of the important methods to study the performance and in-fluencing factors of turbine flow sensors. According to the working characteristics of the turbine flow sensor, the passive simulation method based on the six degrees of freedom (6-DOF) model and dynamic mesh is proposed in this paper. The reliability of the simulation method is verified by steady-state experiments and unsteady-state experiments. The results show that the trend of meter factor with flow rate acquired from the simulation is close to the experimental results, and the deviation between the simulation result and the experiment result is low with a maximum deviation of 2.88%. In the unsteady simulation study, the impeller speed changes with the inlet velocity of the turbine flow sensor, which has a good follow-up. The passive simulation method can be used to predict the dynamic performance of the turbine flow sensor.     

基于多模型随机组合的水文集合预报方法研究

准确、可靠的水文预报是水资源开发利用的基础。集合预报以概率或区间的形式表征预报的不确定性,是未来水文预报研究的重点发展方向。本文提出了一种基于多模型随机组合的水文集合预报方法。首先通过加权形式将多种预报模型进行组合;再采用多目标优化算法率定各成员模型权重的上、下限;最后在优化的上、下限内随机生成权重以构建集合预报。以汉江黄金峡水库中长期径流预报为研究对象,考虑月、旬两种预见期,构建了六种单一预报模型,采用非支配排序遗传算法对权重进行优化后得到集合预报样本。结果表明：所提方法能更好地反映预报的不确定性,且均值预报结果明显优于贝叶斯模型平均法和单一确定性预报模型,具有一定竞争力。     

基于沉浸边界法的轴流泵内鱼体运动数值模拟

为精细分析鱼类在水力机械流道中的运动特性,本文以轴流泵为例,采用沉浸边界（immersed boundary,IB）与流固耦合（fluid-structure interaction,FSI）及大涡模拟（large eddy simulation,LES）相结合的方法,对泵内流场及鱼体通过泵流道的运动过程进行了数值模拟。结果表明,在相同雷诺数下计算得到的设计工况扬程系数与实验值误差仅为2.7%,验证了IB-FSI-LES方法适合于模拟轴流泵内部流动。与将鱼体视为流体示踪粒子的常规计算相比,采用IB-FSI-LES方法可以得到鱼体在泵内的复杂运动轨迹,捕捉鱼体与叶片发生碰撞时的运动突变以及叶轮内鱼体周围流场中涡结构的形成和脱落。研究结果可为水利水电工程中鱼类过机损伤精确评估及鱼类友好型水力机械优化设计提供科学依据。     

堆石坝面板声发射源组合定位方法

堆石坝上游侧的混凝土面板是关乎大坝安全的重要防渗结构。针对现有声发射源定位方法在大尺度、时变性结构中定位效率与精度的不足,提出了一种兼顾大尺度与波速扰动影响的声发射源组合定位方法。首先,为减少声发射源定位计算中的无关搜索域,发展了一种分布式声发射传感器阵列,并基于各声发射传感器到时权重,建立了关于子监测阵列快速识别与声发射源区域二次细分的控制方程。其次,为进一步提高声发射源定位精度,改进了传统灰狼算法,并以细分的声发射源区域作为搜索域,以波速作为未知量,发展了一种基于改进灰狼算法的未知波速下声发射源定位方法。混凝土面板上的断铅试验结果表明：本文定位方法有效减少了至少75%的无关搜索域,且定位精度优于已知波速的声发射源定位方法,为水工结构健康监测提供了有益参考。     

电池储能参与电网一次调频的优化综合控制策略

为研究电池储能系统(Battery Energy Storage System,BESS)参与电网一次调频的高效性控制策略.本文在对电力系统调频需求进行分析与储能电池荷电状态(State Of Charge,SOC)考虑的基础上,提出一种兼顾电网调频需求与储能电池SOC状态的一次调频综合控制策略,给出不同荷电状态下的控制策略下垂系数自适应优化与均衡调节控制方法,实现了储能电池参与一次调频的自适应调整与状态均衡,并基于含储能电池的区域电网调频仿真模型,分别在阶跃扰动与连续扰动下对所提控制方法进行仿真分析.结果表明,所研究控制策略在电力系统频率调节与电池SOC保持方面均具有较佳的效果.     

超导故障限流器抑制短路电流直流分量的仿真分析

短路电流中的周期分量和直流分量对系统短路容量都有贡献,而后者在工程应用中没有引起足够的重视.目前我国宁夏、上海、广州等电网普遍面临短路电流直流分量超标,系统保护装置难以可靠清除故障的状况,严重威胁电力系统的安全可靠性.基于此,本文提出使用超导故障限流器在限制短路电流幅值的同时,抑制短路电流直流分量的方法,缓解断路器的开断负担.目前超导限流器对短路电流直流分量的抑制效果及在高直流分量系统超导限流器的设计方法尚不清楚.因此,搭建了超导故障限流器模型,以330 kV系统为例,研究了不同直流分量时间常数下超导限流器阻值与直流分量的关系,提出了超导故障限流器失超阻值的优化设计方法.结果表明在不同的短路故障条件下,超导限流器对直流分量的抑制效果均非常明显,能有效提高系统的可靠性.     

偏负荷工况混流式水轮机转轮结构稳定性研究

为探究偏负荷运行工况下混流式水轮机转轮结构稳定性,本文基于单向流固耦合方法,对三种典型偏负荷工况下转轮结构进行了静力学分析和模态分析。结果表明：受不稳定水流影响,80%、60%和40%负荷工况下,较大变形分别位于转轮下环、叶片出水边中部以及叶片迎水刃处中部。预应力对转轮结构影响较少,其导致固有频率增加1 Hz左右;而水介质对转轮结构影响较大,导致固有频率降低15% ~ 36%,且得到转轮固有频率更符合工程实际。受导叶出口处水流扰动影响,转轮结构极有可能发生共振,其振型主要表现为径向、弯曲、弯扭及绕轴旋转变形,其中弯扭变形影响最大,极可能导致叶片断裂。该研究成果可为混流式水轮机柔性运行稳定性,提供一定理论参考。