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水电能源科学
水电能源科学

邴凤山 张勇传

月刊

1000-7709

sdny@mail.hust.edu.cn

027-87542126

430074

武汉市洪山区珞瑜路1037号华中科技大学内

水电能源科学/Journal Water Resources and Power北大核心CSTPCD
查看更多>>本刊主要报道水、电、能源及相关学科的新理论、新技术、新方法及工程应用成果，适当报道经验交流、技术革新和技术改造，涉及水电、电气与电子、能源与动力、土木与力学、环境工程、控制工程、计算机等多个学科。读者对象为从事水、电、能源开发与研究、生产、建设、设计施工、教学的科技和管理人员及大专院校师生。
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    基于PE-HMM的渡槽结构运行状态评价

    张翌娜李紫瑜张建伟黄锦林...
    140-143,157页
    查看更多>>摘要：随着远距离、高流量、大跨度渡槽工程的不断发展,渡槽运行状态监测与评价日益重要.以广东省罗定市长岗坡渡槽工程为例,基于渡槽泄流振动位移数据,提出一种基于排列熵算法(PE)和隐马尔可夫模型(HMM)的渡槽运行状态评价方法.首先,运用排列熵算法和K-means法提取振动位移数据基本特征,形成HMM模型的观测状态序列.其次,运用 HMM算法训练模型参数,以平均误差百分比为指标,筛选出最佳模型参数,并以该参数为初值再次训练得到渡槽运行期隐状态的概率分布.最后,结合渡槽运行期隐状态对应的分值等级及概率值,求得渡槽运行状态期望值,从而量化评价渡槽运行状态.结果表明,基于PE-HMM法的渡槽运行状态评价结果与实地勘察结论一致,可见PE-HMM法能够从渡槽振动位移数据角度出发,真实反映渡槽结构运行状态,具有较高的评判精度与工程指导意义.

    渡槽运行状态评价排列熵算法隐马尔可夫模型

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    Y形导流墩对侧向进水泵站进水前池流态影响

    张雄伟奚斌奚望王欣昱...
    144-148页
    查看更多>>摘要：侧向进水泵站前池易形成回流或漩涡,造成进水流态分布不均等现象.由于Y形导流墩有较好的分流效果,为解决侧向进水泵站进水偏流、横向流速过大问题,对Y形导流墩位置和几何参数进行研究.基于正交试验法设计试验方案,构建5因素5水平的正交试验表,并对各方案进行数值模拟.以流速均匀度作为评价指标进行极差分析,结果表明Y形导流墩的位置设计对进水前池的影响大于几何参数的选定,并确定最优方案设计参数,使A-A断面轴向流速均匀度提升7.17%,横向流速加权平均角提升2%,进水前池流态改善明显.为使Y形导流墩更具有普适性,提出无量纲化参数,该参数可为此类型泵站工程Y形导流墩使用设计提供一定的参考.

    正交试验法Y形导流墩侧向进水几何参数

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    流量调节和闸门控制条件下的渠池水力响应特性研究

    胡晖张小卫王博
    149-152,148页
    查看更多>>摘要：长距离明渠输水工程的水力调控问题直接关系到工程的安全和高效运行.当供水需求发生变化,采取合理的来水流量调节和闸门控制方案是满足下游供水目标的关键.以引汉济渭工程初期运行阶段为研究对象,建立水动力数学模型,重点对输水隧洞和分水池内的水力响应特性进行模拟计算和理论分析,对比了来水流量调节或闸门开度控制条件下黑河供水连通洞达到目标流量时的响应时间及分水池水位变化特征.结果表明,当闸门全开时,秦岭隧洞来水流量越大,下游水位波动出现的时间越早,渠道响应时间越短,水力响应时间随供水流量增加而呈对数函数关系递减;当秦岭隧洞来水流量保持不变时,供水流量随进水闸闸门开度增加而增大,水力响应时间随供水流量增加而呈指数函数关系递增;保持来水流量不变而仅控制闸门开度的调节方式易导致分水池水位超过侧堰顶高程,产生弃水.研究结果对优化调度策略、提高输水系统动态响应能力具有借鉴意义.

    水力特性水动力数学模型水力响应时间调水工程

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    基于PS-InSAR技术与M-LSTM的小型水库大坝及岸坡变形预测模型研究

    王祥姜楚蒋煌斌
    153-157页
    查看更多>>摘要：对小型水库大坝及岸坡变形进行准确预测是水库现代化管理工作的重要环节.为提高小型水库大坝及岸坡变形预测的准确性,基于PS-InSAR技术与 M-LSTM神经网络(多变量长短记忆法),提出小型水库大坝及岸坡变形预测方法,首先利用PS-InSAR技术获取浏阳市4座典型小型水库坝体及坡岸变形特征,然后优化出3种变形影响因素,建立基于 M-LSTM的小型水库大坝及岸坡变形预测模型,并对其准确性进行了验证.结果表明,PS-InSAR技术在小型水库坝体及坡岸变形监测中具有良好的可操作性;M-LSTM 模型比LSTM模型具有更好的预测效果,其平均判定系数达到了0.91,平均绝对误差、平均均方根误差也仅为0.012、0.010,可见 M-LSTM模型在小型水库大坝及岸坡变形预测中有较好的适用性.

    小型水库PS-InSARM-LSTM变形预测

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    基于CNN-LSTM-AM的大坝变形预测

    赖国梁刘小生
    158-161,157页
    查看更多>>摘要：为提高大坝变形预测模型的预测精度,以长短期记忆(LSTM)作为基础模型预测大坝变形,在LSTM网络层前加入卷积神经网络(CNN)卷积层,以卷积层中卷积核刻画数据的局部模式实现数据特征的深度挖掘,提取大坝变形多因素序列时空特征;LSTM网络层后加入注意力机制层用于区分特征信息的重要程度并给予不同的关注度,进一步优化网络模型,构建了基于CNN-LSTM-AM的大坝预测模型.应用该大坝预测模型在工程实例中与LSTM、CNN-LSTM、LSTM-AM模型的预测结果和残差进行对比分析,CNN-LSTM-AM模型的预测结果和拟合度均更优;并以均方误差、均方根误差、平均绝对误差及决定系数R2 作为精度评定指标对比各模型间预测性能,结果表明引入注意力机制能够提升模型预测性能,证实了基于CNN-LSTM-AM构建的大坝预测模型具有工程应用价值.

    卷积神经网络长短期记忆网络注意力机制大坝变形预测预测精度

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    分流叶片对液力透平压力脉动的影响

    史凤霞赵广彪唐玉财
    162-166,210页
    查看更多>>摘要：为揭示分流叶片对低比转速液力透平性能的影响,以一台低比转速离心泵(ns=33)反转作液力透平为例,设计出4种不同分流叶片数的叶轮(复合叶轮),通过CFX软件对原始叶轮和4种复合叶轮进行数值模拟并对比分析.结果表明,4种新模型在最优工况下效率和水头均有所提高,其中当分流叶片数Z=6+6时液力透平的性能最佳,在最优工况下效率、水头分别提高了2.23%、6.83%;叶轮内压力分布更加均匀;叶轮进口漩涡区域减弱;内部各个监测点压力系数、脉动幅值均小于原始模型,说明分流叶片可以降低液力透平内部的压力脉动、提升透平机组运行的稳定性.研究结果可为低比转速液力透平性能提升提供参考.

    分流叶片液力透平低比转速压力脉动动静干涉

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    新川沙泵闸大型双向泵装置调速性能及试验

    李玲玉陈洋汤方平郭楚...
    167-170页
    查看更多>>摘要：对于引水和排涝扬程相差较大的低扬程大型双向泵站,需兼顾双向运行工况下的水泵装置性能,有必要对该类泵站水泵装置性能及运行方式适配性进行研究.以目前国内引水规模最大的双向竖井贯流泵站新川沙泵闸为研究对象,进行水泵机组设计及性能调节研究.泵站引、排设计净扬程分别为0.68、2.79 m,比较分析了不同调节方式下的水泵性能改善效果.通过CFD数值计算和装置模型试验验证了设计的合理性,并对不同转速下水泵的性能进行了测试.研究结果表明,在性能调节方面,变频变速调节效果优于叶片调节,对各种工况运行适用性更强;降速运行时,水泵装置整体效率略有下降,但降至0.8倍额定转速范围内,高效区效率仅下降1%左右.根据水泵性能测试结果,提出了不同扬程范围变速运行调节控制方案,可为今后大型双向泵站选型及运行调节方式提供借鉴.

    双向竖井贯流泵扬程差变频调速水力性能模型试验

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    基于调速器-变频器协调控制的变速抽蓄机组一次调频研究

    丁景焕郑一鸣桂中华曹锐...
    171-175页
    查看更多>>摘要：变速抽蓄机组可为保障高比例新能源电网频率安全稳定提供重要支撑,是抽水蓄能技术发展的重要方向.因此,开展了基于调速器-变频器协调控制的变速抽蓄机组一次调频研究,首先建立变速抽蓄机组仿真模型,然后分析基于协调控制的变速抽蓄机组一次调频特性,最后揭示基于协调控制的变速-定速抽蓄机组一次调频特性.结果表明,变速抽蓄机组调速器-变频器协调控制模式2下一次调频有功功率的响应速度明显快于控制模式1,调速器对一次调频导叶开度和转速振荡的抑制优于变频器、变频器对一次调频有功功率的调节速度明显快于调速器.变速抽蓄机组采用调速器-变频器协调控制模式1时的一次调频有功功率响应速度略慢于定速抽蓄机组、采用控制模式2时的一次调频有功功率响应速度明显快于定速抽蓄机组.

    变速抽蓄机组一次调频调速器-变频器协调控制动态特性数值仿真

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    抽水蓄能电站下水库进/出水口附近区域水流汇聚和分散特性研究

    任在民鞠彬孙田田刘创...
    176-180,195页
    查看更多>>摘要：研究抽水蓄能电站进/出水口区域的水动力特性,对保障电站取水防沙以及安全运行具有指导意义.采用平面二维非恒定流水动力数学模型,对 MQ抽水蓄能电站下水库进/出水口水动力特性开展数值模拟研究.结果表明,抽水过程中进/出水口上游"汇聚"效应、放水发电过程中向进/出水口上游"分散"效应均逐渐减小,下游均逐渐增加;抽水工况下,进/出水口附近水域流态整体平顺,对岸出现环流,并逐渐扩散移动至上游;放水发电工况下,进/出水口放水水流两侧形成环流,上游侧环流在放水发电过程中向对岸移动,并向上游扩散,下游侧环流在放水过程中向下游扩散;河段内放水发电工况流态较抽水工况更为复杂,环流的数量、尺度均大于抽水工况.结果可为电站取水防沙及水工设计提供依据,并可为其他类型抽水蓄能电站建设提供参考.

    抽水蓄能电站进/出水口汇聚分散数学模型

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    基于改进模糊故障树法的梯级水电站联合运行期风险分析

    练继建于雷徐奎马超...
    181-185,28页
    查看更多>>摘要：以我国某大型梯级水电站为例,基于文献分析法识别其联合运行期的风险源,建立风险指标体系,对传统的模糊故障树法进行改进,在其量化风险概率的基础上,利用层次分析法确定基本事件重要性权重,二者相结合对梯级水电站联合运行期进行风险分析,计算出梯级水电站联合运行期的风险发生概率.结果表明,梯级水电站联合运行期的风险发生概率为4.22×10-3,根据《水电站大坝运行安全评价导则》综合判定,风险等级较高,应合理制定相应措施加强风险防范,降低风险损失.研究结果为制定梯级水电站风险防控措施以及进行风险管理提供了基础和支持.

    梯级水电站运行期故障树风险分析

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