管道末端水击压力计算及误区分析

引水系统的管道参数不同会导致管道末端水击压力波动形态差异较大,在工程仿真计算时得到的管道末端压力变化曲线难以校验。为得到管道末端压力波动曲线,首先结合经典的水击分类图,分析了引用传统水击计算方法时存在的误区。其次,从水击经典理论中的阀门端压力升高方程组出发,推导出各相水击压力升高值的通用形式,得到管道末端水压的简化计算公式,公式表明管道末端阀门开度是影响管道末端水压变化形态的重要因素。最后,利用数值仿真验证所提计算方法的可行性。结果表明,提出的管道末端水压简化计算方法与特征线法得到的压力变化曲线相似度较高,且表现出水压波动形态在管道末端阀门不同初始开度下的变化规律,方法简单实用。     

调压室连接管尺寸对水位波动和水击压力的影响分析

由于调压室涌浪和水击压力受连接管尺寸影响较大,针对水库—调压室—阀门引水系统,推导了计入连接管长度与直径情况下阀门瞬间关闭时调压室波动的解析公式,利用特征线法计入斜坡项进行数值计算,验证了公式推导结果,并分析了不同连接管长度和直径下调压室水位波动幅值、周期和阀门端水击压力上升值的变化规律。对比分析结果表明,在管径较小时调压室涌浪相对值随连接管长度变化较快;连接管长一定时,阀门端水击压力在某一管径比下上升较快,应加以重视。     

汽轮机低负荷单阀-顺序阀无扰切换运行的优化控制方法

目前,不少进行灵活调峰的大功率汽轮机在低负荷工况下会将其控制方式由单阀切换至顺序阀;并且,阀控方式切换过程中出现了影响机组安全稳定运行的负荷及主汽压力大幅波动问题.然而,单纯依靠传统单阀和顺序阀实际流量特性控制曲线优化的方法,还无法完全消除切换过程中的参数波动问题.通过理论分析给出了负荷及主汽压力波动的根源:具有非线性控制特性的阀门,在切换过程中采用线性等比例开关控制方式会引起蒸汽流量的波动.在此基础上,提出了一种汽轮机单阀-顺序阀的非线性自动无扰切换方法,可以从根本上解决切换过程中的参数波动问题.这对进一步改善大功率汽轮机灵活调峰的安全稳定性具有重要意义和价值.     

1000MW核电汽轮机阀门活动试验的设计优化研究

以某核电厂1 000MW汽轮机在阀门活动试验过程中出现的负荷波动问题为背景,详细介绍了汽轮机阀门活动试验的基本原理和内容,分析了出现负荷波动问题的原因,针对性地提出了阀门活动试验的设计优化,并进行现场测试,测试结果正确可靠,优化的阀门活动试验设计能很好地确保机组的安全稳定运行。     

600MW汽轮机组再热主汽阀门阀杆的热胀及其影响

针对引进型600 MW汽轮机组再热主汽阀门的运动卡涩问题,利用有限元技术,对其关键装配部件进行了热-结构耦合分析.提出了阀杆的轴向不等齐热胀模型和运动间隙变化模型,通过实测数据及仿真对比验证了模型的合理性.基于ADAMS软件建立了以接触碰撞和磨损为特征的汽轮机再热主汽阀门机构的虚拟样机平台,并系统地研究了阀杆受热膨胀对阀门开关过程动态特性的影响,结果表明:阀门杆的热胀改变了阀杆运动间隙并进而导致阀门开关过程动态特性发生显著变化,这是导致阀门运动卡涩的重要原因之一.笔者还提出了改善阀门开关过程动态特性的建议性措施.     

600MW机组负荷晃动原因分析及试验研究

发电机组运行过程中频繁的负荷晃动直接影响机组的发电效率及电网安全。文中对某600 MW机组负荷波动的问题进行了分析,并用试验的方法获得单个阀门的流量特性曲线,分析了阀位、流量特性和阀门重叠度对负荷波动的影响。     

用于风功率平抑的SOEC系统功率控制策略

为了平抑风电场输出功率波动,考虑到固体氧化物电解池(SOEC)电解水制氢的高效率特性,基于实际数据构建千瓦级SOEC电堆模型并验证了模型精度。针对SOEC系统的非线性和时滞特性,提出一种基于模型预测的功率控制策略,用于平抑风电场输出功率波动。根据某15 MW风电场运行数据,采用集合经验模态分解方法,提出一种风电场输出功率分解方法,获得SOEC系统的充电功率指令并进行仿真验证。结果表明：基于模型预测的SOEC系统功率控制效果很好,可以实现充电功率指令的跟随变化,且平均绝对百分比误差为1.674%,平抑风功率波动效果的准确性较高。     

基于循环神经网络的配电网非线性负荷建模

大量非线性负荷接入配电网导致电能质量问题日益严重,非线性负荷建模的精确性在一定程度上影响配电网谐波潮流计算和电能质量分析。考虑到非线性负荷在复杂运行条件下难以采用机理动态模型描述,以及基于预测方法的建模难以避免误差,构建双层循环神经网络模型,包含循环神经网络的初步功率预测层和误差修正层,初步功率预测层根据负荷功率和电压等训练样本,预测得到下一时刻的负荷功率;误差修正层根据前一层初步预测功率与量测功率的偏差,对下一时刻预测功率进行反馈修正。电压波动在一定程度上影响负荷功率变化,采用STL算法对电压进行时序分解,通过设置残差分量阈值来判断是否激活误差修正层。算例验证表明,所提建模方法较好地实现非线性负荷的拟合,同时能够避免电压波动较大时的建模精度下降。     

火力发电厂阀门泄漏故障声发射检测系统研究

阀门是火力发电厂重要的辅助设备之一,针对目前火力发电厂无法实现阀门内部泄漏故障有效检测的问题,结合LabVIEW软件编程特点和阀门泄漏故障检测要求,开发设计了阀门泄漏故障声发射在线监测系统。该系统由硬件和软件两部分组成,硬件系统采用了工业便携式计算机设计方案,使整套检测系统携带方便、拆卸简单灵活;软件系统则针对阀门泄漏声发射信号特点,设置了特定的状态检测指标,可实现阀门泄漏率的定量诊断和分等级报警。本研究检测试验表明:阀门泄漏故障声发射在线监测系统可以迅速捕捉到阀门泄漏故障,并可实现阀门泄漏率的定量诊断。     

Acoustic Emission Theory and Testing Technology for Quantitative Diagnosis of Valve Leakages

针对目前火力发电厂无法实现阀门的泄漏故障定量诊断的问题,通过理论和试验相结合的研究方法探讨了阀门泄漏率与泄漏声发射信号特征参数均方根值之间的定量关系,获得了一种新的基于声发射信号特征的阀门泄漏率计算方法,并在阀门泄漏故障模拟试验台上,使用以Lab-VIEW软件为开发平台所开发出的阀门泄漏故障声发射检测系统验证了该计算方法的准确性.     

光伏发电系统孤岛保护建模与仿真研究

通过理论分析,对孤岛保护建立了仿真模型。孤岛检测采用具有过/欠电压检测功能的电压相位突变检测方法,该检测方法克服了采用单一的电压相位突变检测方法在阻性负载下失效的问题,可以实现快速有效的孤岛检测功能,分析了孤岛检测盲区的负载参数范围,同时,提出了防止由于电网不稳定与大负载的突然投入或切除引起电网波动导致的虚假孤岛现象的误保护措施。本文通过理论分析、建模和仿真实验研究,验证了提出的孤岛保护模型的有效性和实用性。     

导流凸台对船舶汽轮机阀门非定常气动特性影响的DDES数值研究

针对某船用2.5 MW汽轮机组调节阀门在小开度运行下的非定常气动特性,采用延迟分离涡模拟（DDES）开展了全三维数值模拟。重点评估了阀座表面安装导流凸台对该阀门的阀碟气动力波动和扩压管内非定常蒸汽流场的影响。研究表明：在阀门喉部上游阀座处安装导流凸台后,阀门内部的主要流态从壁面分离流动转变为壁面附着流动,有效降低了阀门内的压力脉动幅值;安装导流凸台可以显著降低阀碟在轴向及侧向上的气动力波动幅值,轴向气动力波动幅值降低约51%,侧向气动力波动降低约34%。     

用于动力设备的纳米镍基合金微观结构及耐磨性研究

阀门是核电站应用最多的一种设备,因材料耐磨性不足导致阀门失效是核电站事故的主要原因之一。文中提出在阀门零件的关键密封表面镀上一层纳米镍基合金,可以大大提高阀门的耐磨性,是减少核电站事故的有力手段。应用X射线衍射、TEM研究了纳米镍基合金的组织结构及相结构,陈述了这种结构为什么具有优异耐磨性的机理。     

微网中储能系统的控制与分析

在微网系统中,大功率电力负荷的投切会导致电网电压幅值和频率产生波动。将储能装置应用于微网系统中,可以通过逆变控制单元,实时监控电网电压波动,即时调节配电网输送的有功、无功功率大小,从而达到平抑电网电压波动的效果。采用了电压频率环控制和有功、无功补偿控制相结合的控制算法,可以即时检测电网电压波动并进行快速补偿,具有较强的有功、无功调节能力。通过构建微网模拟环境,对比试验了不加储能装置和接入储能装置后微电网投入不同电力负荷时的电压波动情况,验证了控制策略的有效性和正确性。     

计及阀门非线性的汽轮机动态响应特性

随着电力系统中新能源渗透率的不断增高,火电机组所面临的调节任务不断加重,为维持电网稳定,汽轮机组必须更为频繁地调节对外出力。通常情况下,汽轮机功率主要由通过各级叶片的蒸汽流量有关,通过调节高调阀开度可以改变蒸汽流量从而调节机组功率。本文考虑了汽轮机实际运行中综合阀位指令与实际阀门开度之间的非线性关系,通过加入阀门非线性对传统模型进行了修正,并研究了阀门非线性对模型动态响应特性的影响。     

电厂蒸汽疏水阀门内漏量化检测与诊断

针对火电厂蒸汽疏水管道阀门在运行过程中易发生内漏且难以检测的问题,通过蒸汽疏水管道阀门系统的结构分析和传热计算,确定了阀前管壁温度为蒸汽疏水阀门内漏诊断的有效指标,设计了相应的蒸汽疏水阀门内漏量化检测与诊断试验系统,并应用该系统对某电厂亚临界机组的蒸汽疏水阀门进行检测试验研究,结果表明:蒸汽疏水管道的阀前管壁温度随着疏水管道的长度增大而降低;当主蒸汽压力增加时,相同内漏率的蒸汽疏水管道阀前管壁温度整体增大;阀前管壁平均温度与内漏率增减趋势具有一致性,近似呈二次曲线变化关系;利用蒸汽疏水管道壁温检测点平均温度进行内漏率定量计算和诊断的方法具有较高的可靠性和准确性,是蒸汽疏水阀门内漏定量诊断的便捷有效方法。     

基于空洞因果卷积网络的风电机组异常检测

准确可靠的异常检测对于保障风电机组安全高效运行尤为重要。然而，由于风电机组内部结构复杂，运行工况复杂多变，导致所获取的数据采集与监控（SCADA）系统数据往往呈现出复杂的非线性和关联耦合特性。为了更加有效地捕获不同传感器变量之间的空间相关性，提出基于空洞因果卷积网络的风电机组异常检测方法，并采用Focal Loss改进损失函数解决了数据不平衡问题对模型性能的影响。该方法可通过不同的感受野大小从多尺度角度提取丰富的空间相关特征，有效建模并挖掘不同传感器数据间存在的空间因果关系。同时，该模型提供了一种端到端的异常检测方案，可直接从原始SCADA数据中提取空间特征，建立数据与状态标签之间的非线性映射关系，从而输出异常检测结果。通过某风场的SCADA数据实例分析验证了所提出方法的可行性和有效性。     

汽轮发电机组的摩擦振动

摩擦振动是汽轮发电机组常见的振动故障之一，分析了坜静摩擦引起的振动的机理、摩擦振动的特点和诊断方法，出现静摩擦的原因，以及如何消除动静摩擦，介绍了许多机组摩擦振动的实例。     

汽轮机阀门流量特性在线监测优化系统及应用

汽轮机阀门流量特性对火电机组的涉网性能有重要影响。阀门流量特性不理想会造成火电机组一次调频性能下降,或是诱发机组功率振荡乃至电网低频振荡。为了实现汽轮机阀门流量特性问题的全过程管控,开发了一套汽轮机阀门流量特性在线监测优化系统,该系统可实现对阀门流量特性的在线监测和阀门流量函数的滚动优化。结果表明:应用该系统后某300 MW机组的汽轮机阀门流量特性具有良好线性,从而消除由于非线性所带来的涉网风险;配合适当的使用方法,该系统能够实现阀门流量特性问题的主动防治,从根本上解决其引起的火电机组涉网性能问题。     

Research on control strategy of energy storage converter based on super capacitor

为了对储能逆变器在不平衡与非线性负载时的输出电压的谐波进行抑制,本文针对双级式逆变器拓扑建立数学模型,基于模型分析了直流电容中点电压波动对逆变器输出的影响,以及不平衡输出电流和谐波电流对直流电容中点电压影响的机理,进而提出了该拓扑逆变器在不平衡和非线性负载情况下抑制交流输出电压不平衡和零序谐波的抑制策略。最后建立了MATLAB仿真模型对该控制策略进行了理论验证,并在80 kW样机上进行了实验验证,仿真和实验结果都表明了该控制策略的有效性。