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期刊信息/Journal information
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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    大型双馈式可变速抽水蓄能机组协联控制策略研究

    王庭政汪玉清周攀冯陈...
    143-146,138页
    查看更多>>摘要：针对大型变速机组调速器控制策略及交流励磁侧与调速器之间的具体协调配合控制方面的研究较少的问题,分别对双馈式可变速抽水蓄能机组调速器的转速控制、功率控制、开度控制模式以及交流励磁系统转速控制和功率控制模式开展研究.在不同工况下基于不同的控制模式提出4种可行的机组协联控制策略,利用 Matlab/Simulink软件搭建双馈式可变速抽蓄机组模型,对提出的控制策略进行仿真对比,进而获得不同工况下最适合的控制策略.结果表明,发电工况下适合用交流励磁系统控制功率、机组调速器控制转速的控制策略;抽水工况下适合用交流励磁系统控制功率、机组调速器控制开度的控制策略.

    双馈式可变速抽蓄机组机组控制水轮机调节励磁控制

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    基于SSA-VMD-WDCNN的水电机组故障诊断

    欧阳慧泉杨峰单定军肖龙...
    147-151页
    查看更多>>摘要：为提高水电机组故障诊断的诊断精度和诊断速度,提出了一种自适应变分模态分解与第一层为宽卷积核的深度卷积神经网络相融合的水电机组故障诊断方法.首先利用麻雀搜索算法对VMD分解参数进行寻优,利用最优分解参数对水电机组振动信号进行VMD分解,实现振动信号的最优自适应分解,再对分解后IMF分量进行归一化处理,最后将处理后的分量输入到 WDCNN模型中进行训练和测试,得到故障诊断结果.以实测水电机组振动信号进行对比试验,结果表明所提方法具有最优的诊断精度及良好的训练速度和降噪效果,在实际的水电机组故障诊断中有一定的参考作用.

    水电机组故障诊断麻雀搜索算法自适应变分模态分解深度卷积神经网络

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    基于轴流泵改造的水泵水轮机转轮设计及优化

    李延频张鹏张自超陈德新...
    152-156页
    查看更多>>摘要：为探究基于轴流泵改造的轴流式水泵水轮机的水力性能,基于泵的流道,对轴流式水泵水轮机进行设计、数值计算.选取叶片进口安放角、出口安放角、叶片厚度、叶片数4个因素,应用L9(34)正交表进行正交优化设计分析.结果表明,叶片数对轴流式水泵水轮机的性能影响最大,优化后的水泵工况效率提升了1.45%,水轮机工况效率提升了1.74%.优化得出的叶片水泵工况和水轮机工况的工作面背面的压力分布均匀,流态良好.泵工况下叶片做功效果良好,水轮机工况下的流道流线有明显改善,优化效果良好.设计的水泵水轮机在水泵工况下的工作流量为315～350 L/s,扬程范围为8.01～9.42 m;水轮机工况的工作流量为368～403 L/s,水头范围为6.80～10.72 m.研究结果可为泵站轴流泵改造抽水蓄能提供一定的理论支撑和性能参考.

    水泵水轮机轴流泵水力特性正交优化优化设计

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    基于熵产理论的混流式水轮机小开度水力损失特性分析

    刘昆庭刘海洋曲力涛刘殿程...
    157-161页
    查看更多>>摘要：为探究水轮机空载工况内部复杂流动及其诱导水力损失特征,采用雷诺时均方法对某大型混流式水轮机在额定水头空载及附近工况进行了数值模拟,基于熵产理论对核心过流部件的不同类型的水力损失进行了定量分析,通过定义流线坐标系对转轮内部损失分布进行定量研究,明确了空载工况下水力损失的分布特点和产生原因.结果表明,活动导叶、转轮及尾水管的水力损失占主导地位,无叶区的大尺度涡结构、转轮压力面的回流现象及尾水管直锥段的高流速旋涡是引起间接耗散增加的主要原因.

    水轮机数值模拟熵产理论空载工况水力损失

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    水电厂智能化励磁系统设计与实现

    郗发刚何信林梁炯张会军...
    162-165,175页
    查看更多>>摘要：为了解决水电厂内的励磁系统智能化、集成化程度不高与功能单一的问题,介绍了发电机励磁系统智能化的设计与实现,开发了智能化分布式测控装置,由智能化功率控制柜、智能化灭磁采集装置及包括荧光光纤测量计与霍尔传感器在内的高精度传感器组成,通过分布式测控装置采集励磁系统的灭磁电流等多项关键参数,辅以智能化励磁调节器及综合信息管理系统,实现对励磁系统的智能化控制;通过综合信息管理系统分析采集的数据并进行分析,达到励磁系统的状态检测与故障诊断等目的,进而实现对励磁系统的集成化管理;此外,通过分析数据,还可达到预警建议及综合分析等全面化功能.所提出的励磁系统具有智能化、集成化及功能全面化等优势,可大大增加水轮发电机组运行的可靠性.

    智能化励磁系统分布式测控装置励磁调节器柜综合信息管理系统

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    基于连续小波分析与深度可分离卷积的水电机组工况识别

    马建军王彤王浩宇唐一中...
    166-170页
    查看更多>>摘要：为快速、准确地判定水电机组运行状态,提出了一种基于连续小波分析与深度可分离卷积相结合的工况识别方法.该方法首先采集水电机组不同运行工况下的振动信号,通过连续小波变换对其进行解析,并获取其多尺度时频联合分布信息.随后,对时频信息进行了数据归一化、几何尺寸变换和格式转换等一系列处理,将其转换为数字图像形式.最后,构建了深度可分离卷积神经网络模型,依据数字图像信息对模型进行参数训练,该模型能够有效区分机组不同出力工况及过渡工况.根据我国西南地区某水电站的一台轴流转桨式水电机组的振动信号,采用所提方法实现了机组多种工况的识别,正确率达到98.06%.

    水电机组振动信号连续小波变换深度可分离卷积

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    基于径向基函数拟插值法的水轮机传递系数曲面构建

    王俊杰周明明周国胜许仁山...
    171-175页
    查看更多>>摘要：水电机组调节系统仿真计算中水轮机模型多采用简化模型,忽略了水轮机非线性特性,难以准确反映水轮机实际运行过程.水轮机非线性模型构建的难点在于精确获取水轮机不同工况传递系数.对此,首先基于水轮机模型综合特性曲线推导了水轮机传递系数的表达式;再引入径向基函数拟插值法对水轮机模型综合特性曲面重建和网格化加密处理,比较不同核函数对水轮机模型综合特性曲线拟插值精度的影响;最后构建了水轮机传递系数曲面,分析了水轮机模型综合特性曲线拟插值误差对水轮机6个传递系数求解精度的影响.结果表明,使用径向基函数拟插值法对水轮机模型综合特性曲面进行重建,重采样平均相对误差能控制在0.005以内,水轮机在不同工况下的传递系数的精度较高.

    水轮机径向基函数拟插值传递系数

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    李家峡水电站混流式水轮机改造关键技术分析

    王子瑞张军智史千王新刚...
    176-179,115页
    查看更多>>摘要：随着风力发电和光伏发电大规模发展,新型电力系统中新能源比例逐渐提高,水电机组启动迅速、调节灵活,因而常规水电站参与电网调能的特点越发突出.为了适应新型电力系统中多能互补的需求,水电机组的宽负荷范围稳定运行成为当下电网安全运行的迫切需求.以李家峡水电站#3水轮机为例,提出了水轮机改造设计理念,阐明了多能互补系统要求下水轮机改造的关键点,为水轮机的技术改造提供了方向.改造后的现场试验和运行数据表明,部分负荷工况下顶盖压力脉动极值降低了77.6%,顶盖的振动幅值也显著降低,可见部分负荷下水轮机的稳定性得到明显提升.同时,改造后水轮机成功实现了(0～100%)Pr(Pr为水轮机额定功率)全负荷范围内稳定经济运行,满足了新型电力系统对水电的调能要求,可为将来类似水电站的改造设计提供借鉴.

    水轮机改造多能互补全负荷李家峡水电站

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    间隙宽度对轴流泵叶顶间隙涡流影响的数值分析

    沈思敏罗伦汤楚翘
    180-184,222页
    查看更多>>摘要：针对轴流泵不同间隙宽度下间隙涡流特性问题,采用数值模拟方法研究了某轴流泵3种叶顶间隙宽度(0.15、0.45、1.20 mm)下的间隙泄漏涡流特性.结果表明,相同流量下,当间隙宽度从0.15 mm增大到1.20 mm时,间隙分离涡区增大,同一平面位置的涡心强度增大.不同叶顶间隙宽度下,叶顶间隙区域的湍动能分布趋势相似,即从叶顶间隙入口处开始沿径向先增大后减小直到轮缘,在分离涡形成附近湍动能达最大值.此外,沿泄漏涡轨迹泄漏涡涡心涡量减小,压力增大,表明前缘附近容易产生空化.对于极小的间隙(0.15 mm),主流大部分流动不能通过间隙,叶顶分离涡仅发生在叶片压力侧转角;对于1.20 mm的间隙,高湍动能叶顶分离涡发生在间隙区,分离涡与剪切层连接从叶片脱离,然后缠绕在涡核外侧,最终被泄漏涡夹带.在间隙附近存在不同的涡量层可将湍流注入泄漏涡.研究成果可为轴流泵的水利优化设计提供参考.

    轴流泵叶顶间隙宽度间隙泄漏涡涡心

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    定子绕组匝间短路对可变速抽水蓄能电机电磁激振力的影响

    许国瑞刘凯文卢伟甫孙晓霞...
    185-189页
    查看更多>>摘要：针对定子匝间短路故障对可变速抽水蓄能电机电磁激振力的影响,首先推导了考虑分数比绕组结构的可变速抽水蓄能电机定子绕组匝间短路故障时的气隙磁密和电磁激振力的解析公式;然后建立了电机发生定子匝间短路故障前后的时步有限元模型,并对不同短路程度下的电磁激振力进行了求解计算,通过离散傅里叶分解的方法提取了电机的电磁激振力在时空阶次上的分布特征,理论推导和仿真结果基本吻合,最后通过四象限变频器驱动陪试异步电机拖动30 kW可变速抽蓄样机进行试验验证.结果表明,可变速抽水蓄能电机发生定子匝间短路故障后,其电磁激振力会产生(0±x)阶/0倍频、(14±x)阶/2倍频阶次(x=1,2,…)的短路特征时空间谐波,并与短路程度呈正相关.

    可变速抽水蓄能电机定子匝间短路电磁激振力短路试验有限元

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