新型双向潮汐发电水轮机组性能优化设计

根据江厦潮汐试验电站多年运行数据,分析了潮位与运行参数的关系及其变化规律.通过数值模拟分析了双向灯泡贯流式水轮机多工况运行的水力特性,并对原始设计水轮机的灯泡比、导叶安放角、导叶及转轮叶片翼型等进行了优化设计,综合多个设计方案确定了优化后的水轮机整体流道尺寸.对优化设计的机组还进行了模型机组模型验收试验.研究成果直接应用于江厦潮汐试验电站6号机组中,真机的实际运行表明新型水轮机组可实现正反向发电、抽水和泄水等6种工况下的安全稳定运行,正、反向发电效率较潮汐电站中运行的其他机组均提高了6%以上,综合性能得到了提高.     

基于云模型的梯级泵站系统服役状态综合评估

为了准确客观地对高扬程梯级泵站系统服役状态进行定量化评估,以宁夏盐环定高扬程梯级泵站系统为研究对象,通过云理论模型定量化模糊性因素,同时基于云模型数字特征对指标状态进行定量化描述,并构建泵站系统服役状态评估指标体系,构建了评语层标准云模型、要素层隶属度云模型,同时采用排队理论求解指标权重,进而实现泵站系统服役状态的综合评估.结果表明:泵站系统更新改造前与更新改造后2种工况下服役状态综合评价云分别是C_b(0.626 4,0.061 4,0.016 8),C_a(0.842 1,0.100 5,0.012 6),改造前其服役状态处于“较好(V₄)”等级,改造后服役状态处于“好(V₅)”等级,验证评估结果符合实际情况.采用该方法可为梯级泵站系统服役状态评估或类似系统的预测提供有益参考.     

灯泡贯流式水轮机流道尺寸计算软件设计

针对灯泡贯流式水轮机流道尺寸的计算进行软件开发与设计,实现自动生成流道尺寸图和厂房剖面图的功能。利用C#编程语言和.NET平台技术对其进行编程,包括水轮机的初步选型、灯泡比、导叶高度、进口管宽度、机组间距、转轮室喉管直径、尾水管进口直径、尾水管长度、当量锥角的计算等;利用线性拟合方法对尾水管进口直径的计算进行了整合推导;利用GDI+绘图技术结合AutoCAD二次开发实现绘图功能和CAD图纸的导出。实例验证软件较好地实现了灯泡贯流式水轮机流道尺寸的准确计算,并生成了完整的流道尺寸CAD图和厂房剖面CAD图,对贯流式水轮机的设计工作具有一定的指导意义。     

基于云模型的电力变压器风险评估及检修决策

针对传统风险评估方法存在评价指标等同对待、当风险优先级（RPN）相等时无法进行评估、评估结果准确性低等不足,提出了基于云模型的电力变压器风险评估方法。该方法在对电力变压器进行故障模式及影响分析（FMEA）的基础上,建立了发生度、严重度、可检测度的云模型,并通过风险的最高等级对故障模式进行排序最终得到变压器部件的维修决策。该方法不仅有效地克服了传统评估方法无法实现评价指标的区别对待和当风险优先级（RPN）相等时无法进行评估这两大不足,而且能为采取有效的运行维修策略、提高电力变压器的安全性和经济性提供有力依据。     

涡轮出口旋流对扩大管压力回复性能的影响

为了研究涡轮出口旋流动能对入口锥角较大的直线型扩大管压力回复性能的影响,采用数值仿真的方法对其流体力学机理及规律进行探讨.选用可动翼灯泡贯流式水轮机作为研究对象,经水轮机进水管入口、固定导叶、导水机构叶栅、涡轮至尾水管（扩大管）出口实施了三维整体流动数值计算,计算了多运行工况下尾水管压力回复系数Cp,水力损失和比水能损率δD,得到了直线型扩大管内最优旋回动能与最大压力回复性能之间的流体力学关系,进而对于尾水管的水力性能进行了预测.提出了新定义的尾水管出口动能歪曲度Iek,进行了不同旋回入流条件下尾水管内部流动动能的比较.结果表明：Iek和Cp存在一定规律的内在关系,当尾水管动能歪曲度Iek具有最小值时,尾水管压力回复系数Cp最大、比水能损率δD最小.新提出的Iek可作为可动翼贯流式水轮机直线型尾水管内含旋回流动流体品质的评价指标.     

基于EMD和Multi-fractal spectrum的BP水机故障诊断

为了准确判断水轮机组的故障,提高水轮机组诊断的精确性,建立了EMD-Multi-fractal spectrum和改进BP神经网络相结合的机组振动故障诊断模型.选取水轮发电机组不同工况下的轴系正常、轴承油膜涡动、转子部件不平衡、转子不对中等状态,采集各状态下的振动信号.经过经验模态分解得到振动信号波各种故障信号的EMD分量,根据信号波形趋势图由EMD系数提取出波形样本,再由多重分形谱算法提取波形样本的特征值alpha(q), f(q),将该特征向量作为BP神经网络的输入进行分类识别.将训练好的神经网络应用于全部样本,得到测试正确率为100%.该模型用波形提取信号特征代替了传统的频谱特性,并结合先进的多重分形谱进行诊断识别,为水轮发电机组故障诊断提供了一种新的思路.应用信号采集于水电厂运行的水轮机,根据诊断的结果对轴系各个部件进行局部校正,通过检测发现振动和摆度都大大减弱.该方法提高了检测精度,增强了人机交互性,具有重要的理论意义和实用价值.     

故障受油器影响下灯泡贯流式机组非线性振动特性

针对故障受油器引发的灯泡贯流式机组事故,为提高机组运行的安全性和稳定性,基于构建复合偏心影响下不平衡磁拉力模型,建立多振源激励下含故障受油器灯泡贯流式机组轴系模型及其运动微分方程.应用数值计算方法分析有无故障受油器系统动态特性的差异,对系统在励磁电流、气隙静偏心以及动偏心变化过程中的非线性振动特性进行研究.结果表明：故障受油器的存在虽加大了转子非稳态运动范围并激发转子不利振动形式,但其对抑制系统振幅、削弱谐波成分表现出一定的积极作用,使机组受迫振动程度得以减缓;相比于数值固定的静偏心,随机组转动而不断变化的动偏心可使系统产生拟周期、周期二等丰富的动态响应形式,并进一步缩减了系统整体稳定运行范围,需引起足够重视.研究结果可为灯泡贯流式机组安全运行及稳定性分析提供一定借鉴.     

灯泡贯流式水轮机甩负荷过渡过程仿真分析

我国较多的中小水电站都采用了灯泡贯流式机组的型式，这类机组具有水流惯性时间常数大、机组惯性时间常数小以及导桨叶双调节的特点，甩负荷过程中导桨叶处于非协联状态，特性更复杂，控制难度更大。特别是对于很多中小水电机组，汛期常因雷击造成机组甩负荷，需要较快的稳定带厂用电运行，给甩负荷过渡过程的控制提出了更高要求。建立了灯泡贯流式水轮机甩负荷过渡过程非线性模型，采用定桨特性曲线模拟水轮机特性，采用特征线法求解有压非恒定流方程，引入了调速器方程，实现了对甩负荷过渡过程的精确仿真。对实际灯泡贯流式机组甩负荷过渡过程进行了仿真计算：最大水头下机组最大转速上升值大于额定水头下机组最大转速上升值；最大水头下导叶前压力最大值大于额定水头下导叶前压力最大值；额定水头下尾水管进口最小压力值小于最大水头下尾水管进口最小压力值；额定水头下机组转速控制的超调量更大；各工况下在甩负荷初始阶段均出现明显的负水锤特征；甩75%额定负荷下机组转速最大值大于甩100%额定负荷下的值；甩75%额定负荷下导叶前最大压力值与甩100%额定负荷下的接近；甩100%额定负荷下尾水管进口最小压力值最小。通过本文的研究表明：对于灯泡贯流式水...     

贯流式水轮机增容改造

某水电站设计水头6.8 m,设计流量75 m3/s,设计装机3×1 250 kw贯流式水轮发电机组3台.由于水轮机设计、制造和装配存在问题,造成设备实际出力与设计出力不符,经过对设备技术数据测试和增容改造方案分析比较,确定时水轮机转轮、导水和转动部件的轴、轴承、水封等部位实施改造.现增容改造后水轮机单机最大出力由原891 kW提高至1 292 kW左右,年发电量由原1 276万kWh提高至1 803万kWh,年发电收入由原382.8万元增加至540.9万元左右,设备运行良好.效率高,电站经济效益和社会效益得到有效提高.     

灯泡贯流式水轮发电机定子三维温度场的研究

建立了发电机定子三维温度场计算的数学模型，以水轮发电机的半齿、半槽为计算区域，用有限元方法对5500kW／6471kVA灯泡贯流式发电机定子的温度场进行了求解，得到了发电机定子的温度场、各部件温度最高点及分布。通过求解定子机座和定子轭部的体平均温度，为机组的设计提供参考。     

现代农业装备发展水平综合评价——基于BP神经网络

为综合评价现代农业装备发展水平,分别选取了9项一级、20项二级评价指标,运用BP神经网络法建立了各指标权重系数计算模型,得到了现代农业装备发展水平综合评价体系。作为评价体系的应用,基于新疆兵团2005-2012年度统计数据,评价了新疆兵团的现代农业装备发展水平,评价结果符合实际情况,表明本文指标设置恰当,指标权重计算模型正确,能够为现代农业装备的发展提供理论支撑。     

基于主成分和云模型的冬小麦种植信息提取研究

在对Sentinel-2卫星遥感影像进行预处理的基础上，利用主成分变化提取小麦主要信息，基于云模型算法开展光谱遥感图像分类。分类时，首先根据训练样本集，由逆向云发生器生成典型小麦的云模型，然后利用云发生器计算出各波段每个象元对小麦地物的平均隶属度，在对各波段的隶属度分析基础上，摒弃含有复杂信息的第1主成分，利用第2主成分和第3主成分信息实现对冬小麦种植空间信息的提取。结果表明，提取小麦种植信息制图精度和用户精度分别为92.78%和99.90%，小麦种植田块的隶属度值因小麦长势和密度的不同有较大的差异，云模型对长势较差、密度较低的小麦像元存在漏分现象。基于云模型的算法精度极高，对小麦地块的识别错分、漏分现象少。该模型有助于冬小麦种植面积的精确提取，对于农业部门进行冬小麦生长监测与产量估测有重要的支撑作用。      

地下水水质评价可变模糊评价法

在可变模糊集理论基础上,结合二元比较确定指标权重方法,提出地下水质评价可变模糊评价方法,该方法能够合理地确定样本指标对各级指标标准区间的相对隶属度,并且能够通过变化模型及指标权重,确定出样本的评价等级,提高对样本等级评价的可信度.将该方法应用于地下水水质综合评价,评价结果表明,由于考虑了模型参数与权重的可变性.评价结果可信度高.     

基于AHP的热态除鳞系统往复式柱塞泵装置性能模糊评价方法

介绍了典型高压水热态除鳞系统的构成及工作原理,以除鳞系统核心装备的往复式柱塞泵装置在系统中的综合运行性能为研究对象,从装置的节能、可靠性和安全性3方面出发,以评价往复式柱塞泵装置综合运行表现力为目标,构建了完整的评价指标体系,以层次分析法(AHP)和模糊评价为核心,建立了评价指标体系评价要素权重分析方法,开展了评价指标体系评价要素实测物理参数模糊隶属度分析方法研究,在此基础上构造了基于AHP的高压水热态除鳞系统往复式柱塞泵装置综合运行性能模糊评价数学模型,形成了判定热态除鳞系统往复式柱塞泵装置综合运行力的评价方法,并通过实例分析了高压水热态除鳞系统往复式柱塞泵装置综合运行表现力评价指标体系评价要素的权重,以及评价要素实测物理参数模糊隶属度,对往复式柱塞泵装置综合运行表现力结果进行了分析,验证了该评价方法的可行性.     

证据理论在泵站老化评价中的应用

为了提高泵站老化等级确定的可信度,建立基于证据理论的泵站老化评价模型.以2座典型泵站为例,提取各项老化指标信息,请3位专家按照老化评价标准,对指标体系中的最底层指标,在每个老化等级上进行单独评分,并且经可信度归一化处理,每个评分作为一条证据,按照Dempster合成法则计算,得到每个最底层指标在识别框架上的可信度分配;然后,每个最底层指标在识别框架上的可信度分配作为一条证据,按照Dempster合成法则及带权重的证据理论合成公式层层计算,得到泵站的综合管理、机电设备、建筑物、金属结构以及泵站整体在识别框架上的可信度分配;最后按照给定公式,计算评分并确定老化等级.与应用模糊层次综合评价模型计算的结果比较,在识别框架上,除了出现难以解决的证据冲突的情况外,同一指标的最大可信度平均是最大模糊隶属度的2.4倍,且两者对应的老化等级相同,应用证据理论可以提高泵站老化等级确定的可信度;合成证据前,对每条证据进行归一化处理,可以较好地解决合成过程中出现合成信度大于1的异常情况 .     

基于改进熵权-G1-博弈论法的灌区运行状况综合评价

为了体现各指标对灌区评估的重要性,对各指标赋予不同的权重来体现其重要性的差别,而且综合评价结果的准确性也取决于指标权重赋值的合理性.运用G1法对评估指标进行主观赋权,采用改进熵权法对指标进行客观赋权,这样既满足所得权重的客观性,也能保证评估结果具有一定的解释性,然后采用博弈论的综合赋权法综合主观和客观权重,从而得到各指标的综合权重.运用确定的综合权重以改进线性模型对陕西省大型自流渠灌区洛惠渠进行实例验证,计算结果与可拓评价法结果基本一致,随着时间的推移,洛惠渠灌区评价级别从中等逐渐变为良好,运行状况越来越好,这符合洛惠渠灌区的发展实际.     

谟武水电站灯泡贯流机组现地控制单元设计

灯泡贯流机组具有技术参数高，运行性能优越，可靠性高，并能节省土建投资等诸多优点，已在低水头电站广泛使用。目前，国产灯泡贯流机组现地控制单元采用计算机的极少，作者介绍福建省顺昌县谟武电站灯泡贯流机组现地控制单元的设计，并对有关问题进行探讨，供国内同类型电站设计时参考。     

灯泡贯流式机组水电站流道结构研究及应用

根据国内外灯泡贯流式水电站的发展概况,采用理论分析、结构计算及数值模拟的方法对灯泡贯流式电站进行分析计算,通过仿真计算得出流道各段断面抗拉、抗压强度值,管型座周边产生了局部应力集中现象,即使采用常规配筋也很难满足要求;通过分析还发现流道底板内力的大小与地基参数有很大的关系,地基参数越低,底板内产生的拉应力越大;对于工程底板的计算结果发现地板厚度有较大富裕,为此提出的流道底板设计优化方法可有效减小底板的厚度和配筋量,节约工程投资。该方法对灯泡贯流式机组流道结构设计产生深远影响。     

干旱区人工绿洲水土资源承载状态演变分析

为明晰干旱区人工绿洲水土资源承载状态在时间序列上的演变过程,以甘肃省景电灌区为例,引入多级模糊分级理论建立水土资源承载状态综合评价指标体系.基于熵权法和物元分析理论构建物元分析模型,同时集成黄金分割率、组合赋权法及云理论构建综合评价云模型,对灌区1994,2002,2010及2018年的水土资源承载力状态进行综合评估.结果表明:水土协调度和地下水矿化度是灌区水土资源承载力发生变迁的主导因素;研究区各时期水土资源承载状态均处于“轻微承载-承载良好”,整体上呈良性演变趋势;水土资源承载力综合评价云的熵值(En)及超熵值(He)分别为0.027 1,0.026 3,0.024 4,0.026 7和0.006 7,0.007 8,0.006 5,0.005 7,数值较小,且He/En小于1/3,表明评估结果与实际水土资源承载状态呈现一致性.