规则波作用下悬跨海缆垂向动力响应试验研究

1

作者 黄惠明 黄贤涛 +1 位作者 蓝尹余 张俞 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第10期1913-1921,1949,共10页

为探究不同规则波要素下悬跨海缆垂向动力响应的变化规律,本文开展了波浪作用下海缆振动模型试验。基于水弹性相似原理制作海缆模型,改变试验波高以及波周期,并引入Morison方程描述海缆所受垂向力。试验结果表明:波浪作用下海缆的振动... 为探究不同规则波要素下悬跨海缆垂向动力响应的变化规律,本文开展了波浪作用下海缆振动模型试验。基于水弹性相似原理制作海缆模型,改变试验波高以及波周期,并引入Morison方程描述海缆所受垂向力。试验结果表明:波浪作用下海缆的振动频率以波浪频率为主,同时伴随着海缆表面弱涡脱落活动产生的波浪多倍频;波高的增大使得海缆周围水质点水平运动速度增大,导致漩涡脱落所引发的升力增大,进而垂向力增大;波周期的减小使得水质点垂向运动速度增加,海缆所受垂向波浪力增强,进而垂向力增大;海缆自振存在约2.8 N的临界垂向力,低于临界垂向力时,海缆未产生自振,大于临界垂向力时,波浪动力作用增强,海缆出现波浪周期的间歇性自振,垂向力增大,应变幅值显著增大。 展开更多

关键词 海底电缆 规则波 垂向振动 模型试验 动力响应 Morison方程 应变过程 频率分析

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大型水电机组动平衡试验研究 被引量：5

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作者 张海库 陈启卷 +2 位作者 耿清华 郑阳 王卫玉 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2021年第11期124-127,153,共5页

针对大型水电机组转子质量不平衡引起的振动问题,提出了一种基于动载荷平衡建立离心力方程的分析处理方法。该方法利用大量现场试验样本数据,采用回归分析法对传统经验试配重公式进行了修正,得到了精确的回归系数,确定试配重质量;加试... 针对大型水电机组转子质量不平衡引起的振动问题,提出了一种基于动载荷平衡建立离心力方程的分析处理方法。该方法利用大量现场试验样本数据,采用回归分析法对传统经验试配重公式进行了修正,得到了精确的回归系数,确定试配重质量;加试配重块,通过试配重前后变转速试验测试结果对比,找出不同转速下振动相同的平衡点,建立离心力方程;通过对离心力方程的计算求解,得到总的动不平衡质量。以某水电机组为例,对提出方法的有效性进行试验验证。结果表明,与传统方法相比,该研究提出的方法能快速和有效处理动平衡问题。 展开更多

关键词 动平衡 水轮机组 动载荷平衡 离心力方程

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650 MW混流式水轮机转轮应力测试研究 被引量：1

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作者 李胤 刘绪军 +3 位作者 张海库 曹登峰 李贵吉 谭晓霞 《中国水利水电科学研究院学报（中英文）》 北大核心 2024年第5期491-500,共10页

频繁启停、低负荷运行等不利工况给混流式水轮机的安全稳定运行带来了直接的威胁,由此长期积累的疲劳损害和裂纹影响了转轮寿命。本文介绍了应力测试的基本原理,讨论了应力现场测试在测点和设备布置方面的关键点,并在一台650 MW混流式... 频繁启停、低负荷运行等不利工况给混流式水轮机的安全稳定运行带来了直接的威胁,由此长期积累的疲劳损害和裂纹影响了转轮寿命。本文介绍了应力测试的基本原理,讨论了应力现场测试在测点和设备布置方面的关键点,并在一台650 MW混流式水轮机上开展了转轮叶片的应力测试及研究。测试结果表明,叶片在开机过程中承受了很大的动应力,极易导致裂纹的产生。在不同负荷范围内,水轮机的水力稳定性与叶片应力水平及特征密切相关,是制约混流式水轮机安全运行范围的重要因素之一。为保证水轮机的安全运行和长期服役,需优化现有的开机过程,并尽量使水轮机在当前水头对应的最优负荷区运行,降低转轮应力以保证运行安全。 展开更多

关键词 混流式水轮机 转轮应力 转轮裂纹 疲劳损害 宽域运行 现场测试

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基于EMD-ABOD的大坝异常监测数据识别方法研究

4

作者 杨兴富 刘得潭 +5 位作者 杨进 廖茂 杨川 顾昊 邵晨飞 吴斌庆 《水电能源科学》 北大核心 2024年第6期162-165,共4页

大坝监测数据普遍存在异常值,对异常数据进行识别和剔除,可保持模型的稳定性和可靠性,并提高模型的预测或分类性能;同时,可及时发现异常情况,以保证系统的安全运行。因此,将基于角度的异常值检测算法(ABOD)引入大坝监测异常数据识别,首... 大坝监测数据普遍存在异常值,对异常数据进行识别和剔除,可保持模型的稳定性和可靠性,并提高模型的预测或分类性能;同时,可及时发现异常情况,以保证系统的安全运行。因此,将基于角度的异常值检测算法(ABOD)引入大坝监测异常数据识别,首先通过经验模态分解(EMD)提取监测数据的高频本征函数,然后对由高频本征函数构成的新数据进行异常数据识别。对长河坝沉降监测数据的验证结果表明,与其他方法相比,EMD-ABOD可有效提升异常数据识别的准确性。 展开更多

关键词 大坝监测数据 异常数据 EMD ABOD

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基于改进蜜獾算法的风光水联合生态调度

5

作者 李培群 杨林峰 +1 位作者 孔繁镍 吴智丁 《广西大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第2期384-396,共13页

针对在风光水联合调度中水电的灵活调度运行会影响电站下游流域生态系统平衡的问题,本文建立考虑风电、光伏不确定性和水电生态效益的风光水联合生态调度模型。通过拉丁超立方抽样及k均值方法处理风电、光伏出力的不确定性;结合水文学... 针对在风光水联合调度中水电的灵活调度运行会影响电站下游流域生态系统平衡的问题,本文建立考虑风电、光伏不确定性和水电生态效益的风光水联合生态调度模型。通过拉丁超立方抽样及k均值方法处理风电、光伏出力的不确定性;结合水文学逐月频率法和年比例流量偏差函数量化水电站流域受到的生态影响,建立流域生态模型;设计基于高斯函数种群位置更新策略的改进蜜獾算法(HBA)求解风光水联合生态调度模型;设计改进熵权逼近理想解排序法(TOPSIS)评估选取风光水联合调度中兼顾生态-经济-发电稳定性的合理性方案。结果表明:本文中提出的模型可以很好地协调系统发电效益、生态效益和系统发电稳定性之间的竞争关系,根据改进熵权TOPSIS方法归一化相对接近度指标优选出兼顾多方效益的生态调度方案,有效协调风光水联合调度系统发电消纳与梯级水电流域的生态需求,提高了风光水联合调度系统综合效益。 展开更多

关键词 风光水联合生态调度 风光不确定性 改进熵权逼近理想解排序法 改进蜜獾算法 多目标优化

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基于HHT一化迭代的输电线路故障测距研究 被引量：14

6

作者 张安安 周志通 +2 位作者 曲广龙 杨超 庄景泰 《电子测量与仪器学报》 CSCD 北大核心 2021年第3期165-172,共8页

针对目前行波测距法中波速测定精度差的不足和波头检测算法存在的缺陷,通过分析行波波速随频率的变化规律,推导出波速稳定时的频率区间范围,从而消除波速对测距结果的影响;在研究高压直流输电线路故障行波到达时刻与行波特定瞬时振幅关... 针对目前行波测距法中波速测定精度差的不足和波头检测算法存在的缺陷,通过分析行波波速随频率的变化规律,推导出波速稳定时的频率区间范围,从而消除波速对测距结果的影响;在研究高压直流输电线路故障行波到达时刻与行波特定瞬时振幅关系的基础上,分析瞬时振幅影响行波测距的机理,提出一种基于瞬时振幅的输电线路故障测距方法,利用希尔伯特黄变换(HHT)一化迭代的方法形成高频电流故障信号的一化时幅图,依据一化时幅图确定波头时刻与该时刻特定的瞬时振幅,形成高压直流输电线路故障测距算法。MATLAB/Simulink仿真结果表明,该方法的相对误差在0.3%以内,且该方法与HHT变换的定位方法相比,具有更高定位精度,基本不受故障距离、过渡电阻的影响。 展开更多

关键词 故障测距 瞬时振幅 HHT一化迭代 输电线路 高频电流故障信号

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长河坝水电站特高心墙堆石坝双防渗墙渗流控制特性反演分析 被引量：13

7

作者 王相烜 刘得潭 +3 位作者 何传凯 张志银 黄章鑫 徐力群 《水利水电科技进展》 CSCD 北大核心 2023年第5期88-93,99,共7页

为高效反演模型渗流参数,建立有限元模型,采用多因素敏感性分析法研究了长河坝水电站特高心墙堆石坝坝基渗流控制特性对防渗系统各材料以及表层基岩的渗透系数的敏感性。结果表明:表层基岩和主防渗帷幕的渗透系数对双防渗墙各自阻挡水... 为高效反演模型渗流参数,建立有限元模型,采用多因素敏感性分析法研究了长河坝水电站特高心墙堆石坝坝基渗流控制特性对防渗系统各材料以及表层基岩的渗透系数的敏感性。结果表明:表层基岩和主防渗帷幕的渗透系数对双防渗墙各自阻挡水头比例影响较大,极差分别为0.174和0.125;其余材料渗透系数影响较小,敏感性由强到弱排序为副防渗帷幕、副防渗墙、主防渗墙、砾石土心墙;基于此结果的反演计算值与实测值之间误差不超过5%,满足工程应用要求。 展开更多

关键词 砾石土心墙堆石坝 双防渗墙 渗流控制特性 多因素敏感性分析 长河坝

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化学侵蚀下水泥砂浆水力劈裂临界水压及其强度参数的相关性研究 被引量：2

8

作者 刘得潭 沈振中 +2 位作者 徐力群 吴琼 汪瑞欣 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第S01期263-271,共9页

处于高水头条件下,水化学溶液的存在是诱发水泥砂浆结构失稳破坏的重要影响因素。针对这一问题,以水泥砂浆为试验研究对象,利用三场耦合试验测试系统和多功能材料伺服试验机对不同水化学溶液长期浸泡后的水泥砂浆试样进行基本材料力学... 处于高水头条件下,水化学溶液的存在是诱发水泥砂浆结构失稳破坏的重要影响因素。针对这一问题,以水泥砂浆为试验研究对象,利用三场耦合试验测试系统和多功能材料伺服试验机对不同水化学溶液长期浸泡后的水泥砂浆试样进行基本材料力学试验和水力劈裂试验,对比分析不同水化学溶液下水泥砂浆水力劈裂形态、抗拉强度和水力劈裂临界水压力的演化规律。结果表明:不同的水化学溶液对水泥砂浆宏观性能的影响是不同的,水泥砂浆的劣化程度与溶液中离子成分和pH值密切相关,pH=3硫酸钠溶液中的水泥砂浆侵蚀后期损伤劣化程度逐渐加剧,大于pH=7,但仍小于pH=1硫酸钠溶液水化学溶液作用下水泥砂浆试件均呈现弱化的趋势,其水力劈裂临界水压力和材料强度的损伤劣化程度显著,但水泥砂浆水力劈裂临界水压力和抗拉强度损伤劣化程度存在明显差异,其中水力劈裂临界水压力劣化程度大于抗拉强度。同时,化学侵蚀下水泥砂浆水力劈裂临界水压力与抗拉强度之间的相关关系比较明显。从化学侵蚀后含初始裂缝的水泥砂浆断裂应力的降低和裂缝的增大这两个主要影响因素出发,分别引入缝长损伤系数和材料强度损伤系数,建立了化学侵蚀下水泥砂浆水力劈裂破坏准则,并提出了水力劈裂临界水压力与抗拉强度间的函数模型,结合大量的试验数据进行了验证,最后给出了两者存在函数关系的适用条件。 展开更多

关键词 水泥砂浆 化学溶液 水力劈裂 破坏准则 相关性

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应用阻尼坎的大型水电机组有功振荡抑制方法 被引量：2

9

作者 张海库 陈启卷 +2 位作者 郑阳 耿清华 王亮 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2021年第17期183-188,共6页

电力系统稳定关系电网安全,基于增设无压明渠可增大水力阻尼原理,以大型水电机组为研究对象,针对尾水渠道压力脉动引起的有功振荡问题,建立阻尼梯形坎模型,利用FLUENT软件,采用标准的k-ε模型与VOF多相流模型,进行仿真计算,其结果应用... 电力系统稳定关系电网安全,基于增设无压明渠可增大水力阻尼原理,以大型水电机组为研究对象,针对尾水渠道压力脉动引起的有功振荡问题,建立阻尼梯形坎模型,利用FLUENT软件,采用标准的k-ε模型与VOF多相流模型,进行仿真计算,其结果应用一某大型水电机组,并开展现场试验分析。结果表明:所提出的抑制方法可以显著降低有功振荡幅值,满足电网对大型水电机组稳定运行的要求。这对解决电力系统有功振荡研究有工程指导价值。 展开更多

关键词 水电机组 尾水渠道 有功振荡 阻尼坎

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基于多目标粒子群算法的水电机组一次调频性能分析及参数优化 被引量：5

10

作者 颜宁俊 《水电能源科学》 北大核心 2023年第7期201-204,共4页

针对目前南方电网区域内存在水电机组在某些工况下出现一次调频实际负荷调整量达不到理论值进而造成一次调频被考核的情形,先对某机组原始运行数据进行处理,通过计算一次调频实际负荷调整量和实际调差率,观察其是否达到理论值,进而找出... 针对目前南方电网区域内存在水电机组在某些工况下出现一次调频实际负荷调整量达不到理论值进而造成一次调频被考核的情形,先对某机组原始运行数据进行处理,通过计算一次调频实际负荷调整量和实际调差率,观察其是否达到理论值,进而找出一次调频过程合格的工况区域,在一次调频过程合格的工况区域内选取特征工况点,并采用基于Pareto优化准则的多目标粒子群算法寻找最优的PID参数。仿真结果表明,优化后的PID参数相较于调速器实设参数可使得机组具有更为优良的一次调频性能指标。 展开更多

关键词 水电机组 一次调频 性能分析 参数优化 多目标粒子群算法

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水电机组一次调频理论积分电量计算方法 被引量：2

11

作者 王春 《水电能源科学》 北大核心 2021年第10期186-189,共4页

2019年西南地区异步联网后,水电机组一次调频能力受到巨大考验,电网频率波动明显增大,电站一次调频动作次数呈10倍增加,导致一次调频考核合格率大幅降低。研究发现当前电网考核机组一次调频理论积分电量计算方式存在一定不足,即一次调... 2019年西南地区异步联网后,水电机组一次调频能力受到巨大考验,电网频率波动明显增大,电站一次调频动作次数呈10倍增加,导致一次调频考核合格率大幅降低。研究发现当前电网考核机组一次调频理论积分电量计算方式存在一定不足,即一次调频理论电量与电网频率呈正比关系,但实际水轮发电机组一次调频调节速率受PID参数、控制系统机械调节速率及水轮机水流惯性时间常数的影响,功率变化速率较慢,一次调频理论积分电路与实际功率变化偏差较大,导致水电机组一次调频考核不合格率大幅增加;对水轮发电机组调节系统整体建模,并根据实际情况合理简化得到简单准确的一阶模型,通过对简化模型的传递函数拉氏反变换得到指数函数,由此计算水电机组一次调频理论积分电量,实测对比证明采用指数函数计算一次调频理论积分电量准确度高,符合水电机组一次调频调节规律。 展开更多

关键词 水电机组 一次调频 理论积分电量 传递函数 拉氏反变换 指数函数

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前置突扩突跌掺气设施曲线阶梯水流掺气特性数值计算 被引量：5

12

作者 李贵吉 张建民 《水利水电科技进展》 CSCD 北大核心 2021年第4期46-52,共7页

采用Realizable k-ε紊流模型和水气两相流Mixture模型对不同流量下前置突扩突跌掺气设施曲线阶梯连接段水流进行了数值模拟,得到了连接段边墙、底板及水流内部掺气量分布规律。结果表明:突扩突跌掺气设施形成的掺气空腔长度和形态与试... 采用Realizable k-ε紊流模型和水气两相流Mixture模型对不同流量下前置突扩突跌掺气设施曲线阶梯连接段水流进行了数值模拟,得到了连接段边墙、底板及水流内部掺气量分布规律。结果表明:突扩突跌掺气设施形成的掺气空腔长度和形态与试验结果吻合,测点处掺气量的计算值大于试验值,但计算值与试验值随流量增大而增大的变化规律基本一致;在单宽流量大于28 m^(2)/s时,水流通过突扩突跌掺气设施后均能形成稳定的侧空腔和底空腔;在流经阶梯段过程中,掺气作用逐渐从四周向内部发展,最后形成均匀的掺气水流;连接段突扩突跌掺气设施和阶梯的联合作用能够有效地提高水流在底板和边墙处的掺气量;在单宽流量为54 m^(2)/s时,连接段末端掺气均匀水流的掺气量高达20%。通过设置前置突扩突跌掺气设施,能有效提高大单宽流量阶梯水流掺气量,降低泄洪建筑物产生空蚀破坏的风险。 展开更多

关键词 突扩突跌掺气设施 曲线阶梯水流 掺气量 Realizable k-ε紊流模型 Mixture模型

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特高压直流换流站金属回线转换开关电磁暂态特性分析 被引量：9

13

作者 刘守豹 侯玉成 +3 位作者 盛明珺 方圆 童理 雷潇 《电力自动化设备》 EI CSCD 北大核心 2021年第6期220-224,共5页

相比交流断路器,直流断路器的开断过程较为复杂,开展直流开关电磁暂态模拟具有重要的理论和现实意义。以某特高压直流换流站金属回线转换开关(MRTB)避雷器爆炸事故为分析对象,采用PSCAD/EMTDC建立仿真模型。利用Mayr电弧方程对直流断路... 相比交流断路器,直流断路器的开断过程较为复杂,开展直流开关电磁暂态模拟具有重要的理论和现实意义。以某特高压直流换流站金属回线转换开关(MRTB)避雷器爆炸事故为分析对象,采用PSCAD/EMTDC建立仿真模型。利用Mayr电弧方程对直流断路器动态电阻进行模拟,将MRTB纳入完整的直流系统对其暂态过程进行分析,对MRTB开断过程中避雷器能量吸收进行量化计算,确定了避雷器爆炸故障原因。实现了对MRTB开断过程的电磁暂态仿真分析,对直流断路器的制造和运维具有重要参考价值。 展开更多

关键词 特高压直流 换流站 金属回线转换开关 电磁暂态 电弧 避雷器

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水轮机调速器电液随动系统建模及其辨识方法 被引量：7

14

作者 颜宁俊 冯陈 黄灿成 《水电能源科学》 北大核心 2019年第11期166-169,82,共5页

为了在保持简便性的条件下尽量减小水轮机调速器电液随动系统的模型误差,从电液随动系统内部各主要状态变量的相互关系出发,建立了电液随动系统线性模型并用斐波那契法辨识其线性参数;经分析可知其模型误差主要来源于接力器速度限制,进... 为了在保持简便性的条件下尽量减小水轮机调速器电液随动系统的模型误差,从电液随动系统内部各主要状态变量的相互关系出发,建立了电液随动系统线性模型并用斐波那契法辨识其线性参数;经分析可知其模型误差主要来源于接力器速度限制,进而在该线性模型的基础上加入限速环节,以此建立电液随动系统非线性模型并用粒子群算法辨识其非线性参数。仿真试验表明,该非线性模型的模型误差较小,且结构较为简单,参数较好获取。 展开更多

关键词 电液随动系统 非线性模型 参数辨识 模型误差

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闸坝开闸瞬间流态模拟及对下游冲刷影响分析 被引量：4

15

作者 刘顺东 《水电能源科学》 北大核心 2021年第6期105-107,100,共4页

为研究闸坝常规泄水时下游非岩质河床冲刷过深的问题,基于闸坝水跃消能过程理论分析,以某闸坝工程为例,采用数值模拟手段,模拟了闸门开启到形成稳定淹没水跃的过程,分析了下泄流量、下游水深等对水跃长度、下游流速的影响。结果表明,当... 为研究闸坝常规泄水时下游非岩质河床冲刷过深的问题,基于闸坝水跃消能过程理论分析,以某闸坝工程为例,采用数值模拟手段,模拟了闸门开启到形成稳定淹没水跃的过程,分析了下泄流量、下游水深等对水跃长度、下游流速的影响。结果表明,当闸坝闸门起始开度过大,在消力池内稳定水跃形成前,经历短时间的远驱水跃,出池急流加大了下游非岩质河床冲刷。进而提出了控制水跃长度的闸门起始开度计算方法及减缓下游冲刷的工程预防措施,可为闸坝工程运行提供参考。 展开更多

关键词 闸坝 消能防冲 水跃 瞬间流态 数值模拟

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干支流洪水组合在航道通航条件影响评价中的应用 被引量：2

16

作者 何传凯 《水电能源科学》 北大核心 2020年第2期84-86,共3页

受干流回水顶托影响的支流水流条件复杂,干支流洪水组合随机性大。根据干支流河道上水文站历史洪水遭遇情况,分析桥位处可能出现的极端水流条件,研究干支流洪水组合情况,确定与通航净空尺度和通航水流条件有关的控制性工况,并运用二维... 受干流回水顶托影响的支流水流条件复杂,干支流洪水组合随机性大。根据干支流河道上水文站历史洪水遭遇情况,分析桥位处可能出现的极端水流条件,研究干支流洪水组合情况,确定与通航净空尺度和通航水流条件有关的控制性工况,并运用二维数学计算模型对各控制工况进行计算。通过对比各工况条件下的通航水位和工程实施前后通航水流条件参数,评价工程实施对航道的影响,研究结果为工程决策提供相关依据,并为类似工程水文分析提供了参考。 展开更多

关键词 回水顶托 洪水组合分析 水流条件 通航净空尺度

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