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大中型立轴式水轮发电机组巨大的轴向负荷容易使推力瓦油膜变形,从而造成推力轴承的损坏。为了解决这个问题,设计了基于水轮发电机组的混合磁悬浮承重系统来减小推力轴承承担的轴向负荷。其中永磁悬浮装置体积很大而现场安装空间有限,提出了将Halbach阵列应用于永磁悬浮承重装置,并用有限元分析软件对承载力与装置结构尺寸关系进行了仿真分析。结果显示,基于Halbach阵列的永磁悬浮装置承载力得到很大的提升,因而装置体积可以得到适当缩小,成本也可得到节约。
为了解决一般风力发电控制系统存在的控制结构复杂、精度不高等问题,提出了一种风力发电机定向功率转换的模糊控制的方法,建立发电机功率定向转换控制的数学模型,设计了发电机功率定向转换的控制系统。利用Matlab/Simulink对该数学模型进行仿真研究,结果表明系统响应速度快、稳定性好、运行可靠性高,有较强的实用价值。
为适应电力大数据带来的技术和理念上的转变,作为电网建设和发展的重要环节,建立信息化、智能化的电力大规划体系势在必行。针对大数据环境下电网规划体系中的数据获取、数据处理和数据应用方案,提出并设计了新型电网规划体系;分别对电网规划大数据的获取和非结构化数据的应用进行详细的分析,并从技术、人员、管理等方面对新型电网规划体系的建设和发展提出建议。
为了提高节假日短期负荷预测精度,提出了基值与归一化曲线结合并加入灰色关联度气象因素修正的负荷预测方法。基值预测时兼顾“重近轻远”的原则,将指数平滑预测改进后应用于节假日负荷预测中,并采用0.618优选法确定平滑系数,对关联日样本进行指数平滑处理;归一化曲线预测时考虑基于相同节假日负荷波动的相似性,引入灰色关联度法分析气象关联性。将该方法应用于广东省某市2011年96点节假日负荷预测,预测结果精度较好,验证了该法的可行性。本模型将正常日的基值与归一化曲线短期负荷预测方法用于节假日负荷预测中,克服了样本贫乏带来的预测精度不高问题,为电力部门节假日负荷预测提供参考。
对换流变压器空载合闸引起的励磁涌流进行研究是特高压直流工程过电压、滤波器设计以及保护配置的重要依据之一。为研究特高压直流换流变压器励磁涌流产生的原因,结合铁磁性材料的饱和特性曲线,从原理上说明励磁涌流的产生条件。结合单相换流变压器简化数学物理模型分析,建立电磁暂态仿真模型进行验证,仿真模型基于±1 100 kV特高压直流用高压端换流变压器,根据系统主回路参数计算结果,将其作为设计输入提供给变压器制造厂商,并推算出换流变压器饱和特性曲线。最后研究了系统短路容量、合闸电阻以及选相合闸对励磁涌流的影响及抑制作用,研究结果对于特高压直流,特别是±1 100 kV直流系统换流变压器的励磁涌流及其抑制具有指导意义。
充换电站是电动汽车的能源补给基础设施,也是推动其产业化的重要因素之一。为指导电动汽车充换电站实际工程项目的交直流系统设计,给出了该系统参数计算、设备选择方法。首先对给定算例中的负荷进行统计和分类,并通过容量计算选择交流系统设备、通过阶梯计算法选择直流系统设备,同时应用此方法对数种方案进行计算,最后提出了交直流系统的优化措施。
介绍了±800 kV换流站通用设计编制的目的、输入条件和主要技术原则,并按照换流站功能区划分为换流场、直流场、交流滤波器场、站用电、接地极5个基本模块。重点分析了±800 kV换流站设计的主要技术方案,对电气主接线形式、布置方案及优化要点等进行了详细的说明,提出了适应不同外部条件的15个标准化模块方案,为后续特高压换流站设计工作提供参考。
针对因监测装置现场干扰而出现色谱图曲线存在基线抖动,并导致色谱峰误识别和漏识别的问题,提出多参数权重比分析方法。通过计算得出峰偏移时间、峰型的半峰宽、峰型与标准峰的相似度以及峰高等特征参数,并进行归一化处理。同时,设置特征参数在不同条件下的权重比系数,并以峰型差异综合判断真假色谱峰。测试结果表明,该算法可规避现场干扰的影响,提高了低浓度气体峰检测的准确性,利于提高变压器油中溶解气体监测的可靠性。
复合绝缘子以其优良的耐污闪性能在电力系统中得到广泛应用,然而普通伞形复合绝缘子的伞裙在覆冰情况下很容易被冰棱桥接,覆冰后复合绝缘子的绝缘特性明显下降。近年来,覆冰引起的输电线路和变电站绝缘子闪络事故对电力系统的安全稳定运行造成了严重威胁。国内外对输电线路及变电站覆冰绝缘子的闪络特性进行了大量研究,但大多以短串为主,针对超高压和特高压全尺寸完整串绝缘子的相关研究还比较少。开展了4种不同伞形的750 kV复合绝缘子的冰闪试验,结果表明:复合绝缘子加超大伞后,绝缘子的覆冰过程和最终覆冰状态不同,加装7,9,10个超大防冰伞复合绝缘子的闪络电压较普通型的分别高12.3%、25.8%、27.7%;冰闪电压随着防冰伞数量的增加呈上升且逐渐饱和的趋势,750 kV线路复合绝缘子的防覆冰伞形优化需选择合理的防冰伞裙间距离。
基于热弹塑性耦合分析理论,采用有限元数值模拟的方法,分析了特高压钢管塔插接环焊法兰节点的焊接热效应影响。结果表明,采用有限单元法分析焊接非线性热传导问题是适宜的;焊接的高温融熔作用将导致材料不可逆的塑性变形,冷却后在焊缝附近出现颈缩现象,钢材脆性增加;受焊缝及其附近区域温度场的影响,构件冷却后在焊缝附近形成焊接残余应力影响区;根据1 500 ℃焊接温度,30 ℃常温边界的Q345钢材计算结果,最大轴向残余应力达设计屈服强度(345 MPa)的44%,深度影响区约为4倍焊角尺寸的范围。
为研究超高压输电线路塔基滑坡特征与治理措施,以黄(岩)达(州)线157号塔滑坡灾害为例,结合滑坡区域内主要地质环境与水文气象条件,分析了滑坡的发育特征、灾害特点、成因机理及发展趋势。并针对区域构造与地表水等影响滑坡的主要因素,提出了以截排水、填埋裂缝、增设抗滑桩等工程措施为主,塔基变形和位移监测相结合的综合减灾防灾措施,为今后治理输电线路塔基滑坡地质灾害提供了经验借鉴。
考虑到开关和保护动作有拒动和误动的可能,提出一种基于电气量信息的输电线路故障诊断方法。该方法首先对广域测量系统(wide area measurement system, WAMS)终端海量报警信息进行数据预处理,滤除无关数据;然后,根据电气量数据确定故障边界域;最后,通过改进的ROC变动率指标函数计算电流突变量速度,找到电流变化速度最大故障区域进行诊断。仿真与实际电网故障综合分析表明,采用此方法能够有效地对故障进行快速诊断,同时节约了数据利用单元,提高了诊断效率。
为提高电力系统供电可靠性,减少大规模连锁故障发生的几率,针对连锁故障的传播提出一种线路重要度评估指标,用于量化输电线路故障对于连锁故障传播的作用,并根据线路的重要度评估结果给出了输电容量匹配模型。藉由该匹配模型可以合理配置系统的输电容量,即优化系统的负载率分布从而达到提高系统供电可靠性的目的。仿真实验结果证明,在系统输电容量冗余,即系统整体负载率相同的情况下,所提出的优化模型匹配输电线路的输电容量或调整负载率分布可以防止故障传播过程中系统负载率向异质分布的演化趋势,从而降低大规模连锁故障发生的几率。
以设计解析新型报文工具为目的,分析了网络冗余下的新型并行冗余双网原理,在解读新型报文格式的基础上,采用Wireshark网络开发包,基于Windows平台,结合GTK界面设计工具,开发出含有并行冗余双网的采样值报文捕捉、解析工具。并采用WinPcap库接口函数模拟装置发送报文,验证协议解析工具的可行性。结果表明,该解析工具能正确地分析数据包的负载内容,对IEC 61850第2版的推广具有重要意义。
为提高循环流化床(circulating fluidized bed,CFB)锅炉的脱硫效率,提出了CFB锅炉炉内脱硫+炉后烟气脱硫的两级脱硫系统配置方案。依托实际工程,分析影响脱硫效率的因素,得出CFB两级脱硫系统最佳的炉后脱硫配置方式及炉内、炉后最佳匹配关系。根据具体工程条件,提出合理的两级脱硫系统配置,CFB锅炉完全满足现行的国家环保标准,还可提高整体脱硫运行效益。
核电厂主厂房结构具有质量、刚度分布不均等特点,为了保证电厂运行功能在罕遇地震下不中断,避免重大设备损坏和核泄漏而造成的严重财产损失和人员伤亡,对核电厂主厂房结构进行弹塑性地震响应分析显得尤为重要。以某实际工程为研究对象,在结构的动力特性和反应谱分析的基础上,采用基于纤维模型理论的大型通用有限元软件ABAQUS对核电厂主厂房结构的抗震性能进行了分析,研究了弹塑性模型在整个地震作用过程中的变形及受力特点,并验证了整个方法的有效性和可行性。分析结果表明:结构最大层间位移角满足规范1/100的限值要求,结构在7度罕遇地震作用下能够满足“大震不倒”的设防要求,可为核电厂主厂房结构的抗震设计提供依据。
随着能源需求的不断增长,能源保障体系的管理不当使得城市环境污染越加严重,特别是以火电为主的传统电力生产结构,其煤炭的消耗造成了大气环境的巨大压力。如今,节能减排已经成为了全国民生关注的焦点,如何缓解能源与环境的矛盾更是全球共同努力解决的问题。为此,以国家“十二五”规划的节能减排思想为核心,提出了能源保障绿色风险的新概念,以便通过风险预警的作用为能源部门的决策提供一定的科学依据,从而在环境损失发生前能够采取规避措施。以大连市为例,通过分析大连能流图识别出能源保障绿色风险因子,并利用层次分析法和基准调整的数据处理方法形成风险量化模型,进一步对其进行量化与排序,得到风险事件处理的优先级顺序。结果表明,绿色能源供应水平和可吸入颗粒物浓度对大连市能源保障绿色风险的影响程度最大。大连市应以此为重点,在国家大战略的指导下加快发展核电和天然气,以达到节能减排的最终目的。
与等外径的普通钢芯铝绞线相比,节能导线直流电阻较小,在不降低机械性能的前提下,可减少输电线路损耗,达到节能效果。结合某典型500 kV交流双回路线路工程,以普通钢芯铝绞线为基准对比分析了3种等外径的节能导线方案(钢芯高导电率铝绞线、铝合金芯铝绞线、中强度铝合金绞线)的电能损耗、本体投资,通过分别对比几种不同边界条件(输送容量、电价、导线市价)下的各导线方案的年费用,提出了3种节能导线在各边界条件下的适用范围,为工程中节能导线的选型和推广应用提供了参考。