水轮机模型综合特性曲线数值处理方法研究 被引量：2

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作者 陈玉 王煜 戴凌全 《水资源与水工程学报》 CSCD 2020年第3期155-161,共7页

水轮机模型综合特性曲线的数值处理对水轮机选型、水电站优化运行及计算机仿真有着重要的作用。不同的数值处理方法得到的结果可能不同,各结果间的差别及反映的各参数间的相关关系的差异性可能造成水轮机实际运行和预估值间的不同,严重... 水轮机模型综合特性曲线的数值处理对水轮机选型、水电站优化运行及计算机仿真有着重要的作用。不同的数值处理方法得到的结果可能不同,各结果间的差别及反映的各参数间的相关关系的差异性可能造成水轮机实际运行和预估值间的不同,严重影响水轮机的安全和经济运行。为了比较不同数值处理方法的差异性及适用范围,以A858a-36.6型水轮机为例,对其模型综合特性曲线分别进行高阶曲面拟合法、三维空间曲面插值法及BP神经网络拟合法的数值处理,并以数据处理值和真实样本值间相对误差累加值的大小作为评判基准。结果表明:这3种方法均适用于水轮机模型综合特性曲线的数值处理,但高阶曲面拟合法精度差,适用于短时间内粗略求解各参数间相关关系;三维空间曲面插值法精度最高,适用于纯图像类型或可视化问题的数据处理;BP神经网络拟合法精度在二者之间,可作为三维空间曲面插值法的补充处理,样本容量越多其精度越高。 展开更多

关键词 水轮机模型综合特性曲线 高阶曲面拟合 三维空间曲面插值 BP神经网络 差异性比较

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基于基元模型的大型水轮机方案设计综合特性曲线处理技术 被引量：2

2

作者 王体春 陈炳发 +1 位作者 卜良峰 王威 《计算机集成制造系统》 EI CSCD 北大核心 2011年第2期273-280,共8页

为提高大型水轮机方案设计的效率,对设计知识进行合理组织和设计求解。通过基元对设计知识进行描述,建立了综合特性曲线处理转轮选取的基元蕴含模型与数据存储模型。通过搜索运行区域工况点进行算法改进,建立了工况运行区域基元关联判... 为提高大型水轮机方案设计的效率,对设计知识进行合理组织和设计求解。通过基元对设计知识进行描述,建立了综合特性曲线处理转轮选取的基元蕴含模型与数据存储模型。通过搜索运行区域工况点进行算法改进,建立了工况运行区域基元关联判定模型与数据顺滑模型,从而完成选型设计综合特性曲线处理过程。通过某大型水轮机选型方案设计实例,验证了方法和模型的有效性和可操作性。 展开更多

关键词 方案设计 人工智能 基元模型 综合特性曲线 水轮机 设计知识 产品设计

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大型水轮机综合特性曲线处理的研究 被引量：10

3

作者 钟诗胜 李福军 +3 位作者 王知行 黄平 王威 李宝江 《计算机应用与软件》 CSCD 北大核心 2001年第4期22-27,F003,共7页

水轮机设计的基础理论是相似理论。选型设计决定水轮机主要性能参数和控制尺寸,其中最关键的技术是水轮机特性曲线的处理,即模型综合特性曲线和真机运转特性曲线的处理。本文应用CAD技术,提出了特性曲线的计算机处理算法,极大地提高了... 水轮机设计的基础理论是相似理论。选型设计决定水轮机主要性能参数和控制尺寸,其中最关键的技术是水轮机特性曲线的处理,即模型综合特性曲线和真机运转特性曲线的处理。本文应用CAD技术,提出了特性曲线的计算机处理算法,极大地提高了水轮机方案设计的效率。该算法已经应用于国家863/CIMS重点应用示范工程中。 展开更多

关键词 大型水轮机 选型设计 综合特性曲线处理 CIMS CAD

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混流式水轮机内特性模型改进及在外特性曲线拓展中的应用 被引量：4

4

作者 门闯社 南海鹏 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第7期58-66,共9页

混流式水轮机综合特性曲线反映了水轮机高效率区域的特性,但不满足水轮机大范围内过渡过程仿真需求,在仿真前需要对水轮机低效率及负效率区域的特性进行拓展。目前常用的拓展方法其原理均是根据水轮机综合特性曲线中各参数的变化趋势并... 混流式水轮机综合特性曲线反映了水轮机高效率区域的特性,但不满足水轮机大范围内过渡过程仿真需求,在仿真前需要对水轮机低效率及负效率区域的特性进行拓展。目前常用的拓展方法其原理均是根据水轮机综合特性曲线中各参数的变化趋势并结合飞逸特性曲线等约束进行的拓展,没能充分考虑水轮机内在规律,拓展结果过度依赖个人经验,具有较大的随意性。该文通过分析水轮机各部件的能量损失建立了水轮机能量平衡关系式,结合流量调节方程对水轮机内特性模型进行了改进。针对改进后的内特性模型特点设计了一种遗传算法与最小二乘法相结合的参数辨识方法,采用水轮机综合特性曲线及飞逸特性曲线对模型参数进行了辨识,采用辨识后的水轮机模型绘制了较大范围的水轮机特性曲线并与实测特性曲线进行了比对,并结合实测结果对误差来源及误差对过渡过程影响进行了分析。结果表明改进后的混流式水轮机内特性模型能够正确描述水轮机特性,采用最小二乘法与遗传算法相结合的方法能够辨识模型中的参数,将该模型应用在水轮机外特性曲线拓展及过渡过程仿真中,机组过渡过程中最大转速上升率相对误差从2.11%降低到0.54%,最大压力上升率相对误差从10.70%降低到9.52%,说明该模型能够减小仿真误差、减小传统方法中对个人经验的依赖,对过渡过程计算提供了参考。 展开更多

关键词 模型 计算机仿真 算法 混流式水轮机 特性曲线 过渡过程 参数辨识

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水轮机综合特性的可视化建模 被引量：3

5

作者 余波 姜雪辉 +1 位作者 张春辉 雷恒 《中国农村水利水电》 北大核心 2006年第4期96-98,共3页

提出了一种处理水轮机综合特性曲线的三维曲面可视化建模方法。作为算例,建立了某水电站混流式水轮机模型综合特性曲线的可视化三维图形,并运用等值线法还原为等效率线与模型综合特性曲线进行对比。结果表明,运用该方法生成的数据误差... 提出了一种处理水轮机综合特性曲线的三维曲面可视化建模方法。作为算例,建立了某水电站混流式水轮机模型综合特性曲线的可视化三维图形,并运用等值线法还原为等效率线与模型综合特性曲线进行对比。结果表明,运用该方法生成的数据误差小、精度满足工程要求。该方法简单易行,物理意义明确直观,特别适用于水轮机选型设计及水力机组水力过渡过程计算。 展开更多

关键词 水轮机 综合特性曲线 MATLAB 可视化 插值

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结合水轮机综合特性曲线进行两段关机方式的调保计算

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作者 马跃先 季奎 刘文立 《水电能源科学》 北大核心 1993年第3期178-184,共7页

本文结合水轮机的综合特性曲线探讨了水轮机的优化关机方式,给出了调保计算公式,为调速器的合理动作过程提供了依据。

关键词 水轮机 综合特性曲线 计算

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计及功率与导叶开度非线性特性的混流式水轮机改进模型

7

作者 王力 刘涤尘 +3 位作者 赵洁 唐昱恒 孙文涛 陈刚 《水电能源科学》 北大核心 2014年第9期160-163,共4页

针对现有理想水轮机模型和解析非线性水轮机模型不能反映混流式水轮机组功率与导叶开度间的非线性特性问题,建立了计及功率与开度非线性特性的混流式水轮机改进模型。该模型基于水轮机解析非线性模型,加入了功率与开度非线性关系模块,... 针对现有理想水轮机模型和解析非线性水轮机模型不能反映混流式水轮机组功率与导叶开度间的非线性特性问题,建立了计及功率与开度非线性特性的混流式水轮机改进模型。该模型基于水轮机解析非线性模型,加入了功率与开度非线性关系模块,分析比较了功率与开度的不同拟合方法,推荐采用三次多项式拟合方法更适用于功率与开度拟合,并通过机组频率扰动试验、功率升降试验、一次调频试验和电网故障扰动试验仿真及实测结果表明,与理想水轮机模型和解析非线性水轮机模型相比,计及功率与开度非线性特性的水轮机改进模型精度更高。 展开更多

关键词 混流式水轮机改进模型 功率与导叶开度 非线性特性 曲线拟合

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用于稳定计算的水轮机调速系统原动机模型 被引量：13

8

作者 邓磊 周喜军 张文辉 《电力系统自动化》 EI CSCD 北大核心 2009年第5期103-107,共5页

水轮机调速系统模型中,水轮机原动机(包括水轮机和过水系统)的强非线性对稳定计算结果有着重要影响。水轮机原动机的主要特点是强非线性以及水击,尤其在导叶开度大于50%的区间,在该区间范围内增大相同的导叶开度导致增加的功率小。通过... 水轮机调速系统模型中,水轮机原动机(包括水轮机和过水系统)的强非线性对稳定计算结果有着重要影响。水轮机原动机的主要特点是强非线性以及水击,尤其在导叶开度大于50%的区间,在该区间范围内增大相同的导叶开度导致增加的功率小。通过水轮机原动机理论建模研究,并以现场试验修正理论模型,建立了适用于电力系统稳定计算的水轮机调速系统原动机模型,即"机组导叶开度与出力关系曲线加理想水轮机"的非线性模型;根据水轮机真机与模型机组的相似性,进一步提出了利用水轮机模型综合特性曲线和现场试验得出最大水头和最小水头下该曲线的方法,以满足电力系统稳定计算的不同需要。 展开更多

关键词 电力系统稳定计算 水轮机调速系统 原动机模型 水轮机模型综合特性曲线

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混流式水轮机特性曲线在多重边界条件下的分区方法 被引量：3

9

作者 马伟超 杨桀彬 +2 位作者 赵志高 杨威嘉 杨建东 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第11期31-39,共9页

完整的水轮机特性曲线是水电站运行仿真和过渡过程计算的基础,然而厂家提供的水轮机模型综合特性曲线仅反映了水轮机高效率区域的特性,不能满足水轮机动态过程仿真需求。该研究提出了一种扩展方法:首先以零转速、零流量、飞逸曲线、零... 完整的水轮机特性曲线是水电站运行仿真和过渡过程计算的基础,然而厂家提供的水轮机模型综合特性曲线仅反映了水轮机高效率区域的特性,不能满足水轮机动态过程仿真需求。该研究提出了一种扩展方法:首先以零转速、零流量、飞逸曲线、零开度线、单位力矩交点为边界条件,作为划分特性曲线区域与约束各分区延拓范围的特征点,并依据内特性模型和外特性数据辨识水轮机结构参数,计算边界条件;然后针对不同区域的特点,提出不同拟合方法得到各区的特性曲线;最后对分区界线两侧拟合结果进行平滑连接,形成完整的可用于仿真分析的混流式水轮机特性曲线。对某水轮机进行实例分析,与典型外特性法和内特性法的对比表明,本文方法既保证了外特性试验数据处的拟合精度,又能反映水轮机的水力特性;与典型外特性法进行过渡过程实测反演对比可知,本文所提方法将最大蜗壳压力的相对误差从2.03%降至1.69%,小开度工况下区域平均蜗壳压力的相对误差从3.48%降至1.47%,动态过程时域响应更接近实测结果。本文特性曲线处理方法有利于提高过渡过程计算精度,也可为类似叶片式农业机械的设计及特性曲线处理提供参考。 展开更多

关键词 计算机仿真 模型 混流式水轮机 特性曲线 边界条件

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水轮机详细模型对电力系统暂态稳定分析结果的影响 被引量：43

10

作者 高慧敏 刘宪林 徐政 《电网技术》 EI CSCD 北大核心 2005年第2期5-8,49,共5页

电力系统仿真研究中常采用简化的理想水轮机模型,水轮机详细模型对于电力系统暂态稳定分析结果的影响尚有待研究。文中介绍了水轮机的三种线性模型和三种非线性模型,包括基于全特性曲线的水轮机模型、水轮机内特性模型、水轮机简化解析... 电力系统仿真研究中常采用简化的理想水轮机模型,水轮机详细模型对于电力系统暂态稳定分析结果的影响尚有待研究。文中介绍了水轮机的三种线性模型和三种非线性模型,包括基于全特性曲线的水轮机模型、水轮机内特性模型、水轮机简化解析非线性模型、基于模型综合特性曲线的水轮机线性化模型、基于水轮机内特性解析的线性化模型、理想水轮机模型。针对不同水轮机详细模型对电力系统暂态稳定分析结果的影响和适用范围进行了仿真比较分析。仿真结果表明不同的水轮机详细模型对电力系统暂态稳定分析结果的影响不大;电力系统的暂态过程对水力系统来说不一定是大扰动;不同的水轮机详细模型得出的电力系统中、长期暂态稳定仿真结果是不同的,因此在进行中、长期暂态稳定仿真分析时应采用水轮机详细模型。 展开更多

关键词 电力系统暂态稳定 线性化模型 电力系统仿真 水轮机 暂态过程 非线性模型 水力系统 特性曲线 用水

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BP和RBF神经网络在水轮机非线性特性拟合中的应用比较 被引量：13

11

作者 张培 陈光大 张旭 《中国农村水利水电》 北大核心 2011年第11期125-128,131,共5页

利用神经网络对水轮机综合特性曲线进行数据处理和延伸,不必建立具体的函数关系表达式,就可对已知的离散数据进行拟合。并且还可以结合边界约束条件对未知区域内的数据进行预测,从而提高了水轮机综合特性曲线数据处理的工作效率和数据... 利用神经网络对水轮机综合特性曲线进行数据处理和延伸,不必建立具体的函数关系表达式,就可对已知的离散数据进行拟合。并且还可以结合边界约束条件对未知区域内的数据进行预测,从而提高了水轮机综合特性曲线数据处理的工作效率和数据精度。分别介绍了用BP神经网络和RBF神经网络对水轮机综合特性曲线数据处理和延伸的方法。并采用一机组的样本数据进行训练,比较2种方法的训练结果得出结论。 展开更多

关键词 水轮机综合特性曲线 BP神经网络 径向基神经网络 曲面拟合和延伸

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基于Delaunay三角网的水轮机模型效率计算 被引量：2

12

作者 刘泽 张蓉生 +1 位作者 张友才 王立闯 《水电能源科学》 北大核心 2011年第2期123-125,共3页

提出一种新型求取水轮机模型综合特性曲线中随机插值点的效率方法,将水轮机综合特性曲线中等效率η线类似为等高线,利用VB处理数据,将采样点单位统一后构建Delaunay三角网,应用三角形内插法可较精确地求得综合特性曲线中各随机插值点的... 提出一种新型求取水轮机模型综合特性曲线中随机插值点的效率方法,将水轮机综合特性曲线中等效率η线类似为等高线,利用VB处理数据,将采样点单位统一后构建Delaunay三角网,应用三角形内插法可较精确地求得综合特性曲线中各随机插值点的效率。 展开更多

关键词 DELAUNAY三角网 水轮机综合特性曲线 插值 效率

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基于GSA的水轮机调速系统非线性PID控制参数优化方法研究 被引量：16

13

作者 周建中 赵峰 李超顺 《水电能源科学》 北大核心 2014年第12期127-130,共4页

水轮机调速系统是水电机组的核心控制系统,调速器控制参数优化与机组的安全稳定高效运行直接相关。针对现有研究的不足,建立了非线性调速系统模型,采用综合特性曲线描述水轮机模型,采用弹性水击模型描述压力引水系统特性;在此基础上,结... 水轮机调速系统是水电机组的核心控制系统,调速器控制参数优化与机组的安全稳定高效运行直接相关。针对现有研究的不足,建立了非线性调速系统模型,采用综合特性曲线描述水轮机模型,采用弹性水击模型描述压力引水系统特性;在此基础上,结合引力搜索算法(GSA)的优点,提出了基于GSA的非线性PID控制参数优化方法,并以我国某实际水电机组数据建立仿真模型,比较了不同优化方法和不同PID控制规律的组合控制效果。结果表明,基于GSA的水轮机调速系统非线性PID控制参数优化方法,能有效提高孤网运行条件下机组的动态品质。 展开更多

关键词 非线性水轮机调速系统 综合特性曲线 弹性水击模型 引力搜索算法 PID控制 非线性PID控制

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基于BP神经网络的水轮机调节系统建模与仿真 被引量：6

14

作者 谢进 陈启卷 李俊益 《水利水电技术》 CSCD 北大核心 2015年第3期119-122,共4页

采用BP神经网络对水轮机综合特性曲线进行处理,将水轮机非线性特性转换为可用于实时仿真的力矩和流量神经网络,可避免建立水轮机特性变量间复杂的函数关系式。将其应用于水轮机调节系统的大波动过渡过程计算,可使计算更为简洁,且由于曲... 采用BP神经网络对水轮机综合特性曲线进行处理,将水轮机非线性特性转换为可用于实时仿真的力矩和流量神经网络,可避免建立水轮机特性变量间复杂的函数关系式。将其应用于水轮机调节系统的大波动过渡过程计算,可使计算更为简洁,且由于曲面是光滑的且导数连续,更容易保证计算过程的收敛。建立的机组非线性模型更贴近实际情况,仿真试验表明应用效果良好。 展开更多

关键词 水轮机调节系统 BP神经网络 水轮机综合特性曲线

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运行水头对超低水头两叶片贯流式水轮机空化性能的影响研究 被引量：5

15

作者 孙洁 葛新峰 +7 位作者 蔡建国 张辉 武恩全 姜梅 祝双桔 韩洋 赵雷 郑源 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2022年第10期3701-3710,共10页

空化通常伴随着振动、噪声、材料损坏,不仅侵蚀流道,还会引起流道堵塞和剧烈的压力振动。对空化位置的准确识别可以有助于预防空蚀破坏,确保机组安全稳定运行。文中建立了超低水头两叶片贯流式水轮机组全流道模型,采用Rayleigh-Plesset... 空化通常伴随着振动、噪声、材料损坏,不仅侵蚀流道,还会引起流道堵塞和剧烈的压力振动。对空化位置的准确识别可以有助于预防空蚀破坏,确保机组安全稳定运行。文中建立了超低水头两叶片贯流式水轮机组全流道模型,采用Rayleigh-Plesset模型和SST湍流模型对最小水头、额定水头、极限高水头工况进行了水-水蒸气两相流定常数值模拟计算,探究了不同水头下的空化特性曲线,叶片表面压力分布,扰流区水力损失,以及叶片表面空化位置分布情况。得到的主要结论如下:机组在额定水头和最小水头工况下几乎不会产生空蚀破坏,但在4.25~4.3m水头段内运行极易遭受空蚀破坏。受离心力和叶片形状的影响,空化最容易发生的部位是叶片吸力面靠近轮毂处,当转轮室内发生空化后,主流流态明显变差,流动分离、二次流、漩涡等不良流态都在扰流区域出现,增加了水力损失。在空化系数较小时(2≤σ≤3.5),附着在叶片吸力面的空化形态主要为片状空化及其尾部的类云状空化,类云状空泡的破裂溃灭会对叶片表面造成损伤。该研究能够为两叶片转轮的设计制造、空蚀防护、运行范围选取提供一定的理论参考。 展开更多

关键词 两叶片灯泡贯流式水轮机 空化特性曲线 二次流损失 托马系数 水–水蒸气两相流 Rayleigh-Plesset模型

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基于综合运行特性模型的某抽水蓄能机组发电工况运行区域划分 被引量：2

16

作者 冯雁敏 《水电能源科学》 北大核心 2018年第5期127-132,共6页

为科学划分某抽水蓄能机组在发电工况下的运行区域,考虑水轮机效率、机组稳定性及噪声等工况特征指标建立了机组运行综合特性模型,分别在低(310m)、中(320m)、高(330m)特征静水头下进行现场水轮机效率、机组稳定性和噪声试验,每个水头... 为科学划分某抽水蓄能机组在发电工况下的运行区域,考虑水轮机效率、机组稳定性及噪声等工况特征指标建立了机组运行综合特性模型,分别在低(310m)、中(320m)、高(330m)特征静水头下进行现场水轮机效率、机组稳定性和噪声试验,每个水头下的试验工况包括了发电工况下从空载到额定负荷间阶梯式选取的13个负荷工况。以水轮机效率、机组稳定性及噪声等测试数据为基础,依据主机合同技术规范中的相关要求将试验机组在不同试验水头下发电工况的运行区域划分为《水力发电厂和蓄能泵站机组机械振动的评定》中推荐划分的A区(高效稳定区)、B区(过渡限运区)、C区(强振禁运区)。研究成果为电网调度中心合理制订该机组在发电工况的负荷计划提供了依据。 展开更多

关键词 抽水蓄能机组 运行区 运行综合特性模型 稳定性 水轮机效率 噪声

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用值来综合评估燃煤锅炉排放烟气污染程度的可行性 被引量：9

17

作者 敖永安 Marc A Rosen 《沈阳建筑大学学报（自然科学版）》 EI CAS 2005年第3期246-249,共4页

目的用一个参数值来评估一个大型燃煤锅炉所排放烟气中温度和化学物(SO2、NO、CO2)各自和综合污染分布特性,简化实际污染评估手段.方法通过数学模拟的方法建立大型锅炉烟气排放分析模型、建立排放烟气的温度分布、质量浓度分布、分... 目的用一个参数值来评估一个大型燃煤锅炉所排放烟气中温度和化学物(SO2、NO、CO2)各自和综合污染分布特性,简化实际污染评估手段.方法通过数学模拟的方法建立大型锅炉烟气排放分析模型、建立排放烟气的温度分布、质量浓度分布、分布数学模型,并把所得的3种分布结果及特性进行比较.结果给出锅炉烟气排放分析模型中烟气的温度污染和主要排放物CO2,SO2,NO2的化学污染的火用值在排放高度、离地10m高度、和地面上沿风向分布的轴向模拟分析曲线、烟气的温度和主要排放物的浓度的分布曲线;找出烟气在3个不同高度污染的特点、污染的最严重地点,检查总污染的火用指标与各污染物单独评价指标的异同.结论得出仅用参数值作为污染评估值来评估排放烟气污染是完全可行的,而且充分显示了一个能联系不同自然学科,并在不同学科中自由转换的参数值火用作为污染评估标准的优越性.即可以把不同污染物的污染特性综合起来,集复杂的多种评估参数为一体,简化评估手段和方法,易于找到多种污染的最不利点. 展开更多

关键词 yong值 排放烟气 污染程度 综合评估 大型燃煤锅炉 分析模型 烟气排放 参数值 分布特性 大型锅炉 数学模拟 温度分布 浓度分布 数学模型 化学污染 分析曲线 分布曲线 烟气污染 评价指标 污染特性 评估标准 评估参数 排放物

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