抽水蓄能機(jī)組運(yùn)行狀態(tài)分析與智能故障診斷研究
發(fā)布時(shí)間:2021-04-14 08:53
隨著我國(guó)能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型的持續(xù)推進(jìn),抽水蓄能機(jī)組以其啟停靈活、響應(yīng)迅速、運(yùn)行范圍廣等特點(diǎn),在現(xiàn)代電力系統(tǒng)中發(fā)揮調(diào)峰調(diào)頻、消納電能、事故備用的關(guān)鍵作用,為提高供電側(cè)電能質(zhì)量、維護(hù)電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行,抽水蓄能電站智能化建設(shè)已成為水電行業(yè)發(fā)展的新方向。本文充分利用電站的基礎(chǔ)設(shè)備信息和運(yùn)行數(shù)據(jù),對(duì)抽水蓄能機(jī)組進(jìn)行模型機(jī)理探究和測(cè)量信號(hào)處理,開(kāi)展系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的定量分析,實(shí)現(xiàn)了狀態(tài)信號(hào)的特征提取和智能故障診斷,在此基礎(chǔ)上,針對(duì)抽蓄電站特定工況下的實(shí)際工程應(yīng)用場(chǎng)景,結(jié)合先進(jìn)的系統(tǒng)集成理論和軟件技術(shù),完成電站網(wǎng)絡(luò)化、可視化評(píng)估系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。本文主要研究?jī)?nèi)容和創(chuàng)新性成果如下:(1)與水電機(jī)組相比,抽水蓄能機(jī)組的運(yùn)行狀態(tài)更加復(fù)雜且轉(zhuǎn)換頻繁,工況切換過(guò)程中的水力大范圍波動(dòng)對(duì)過(guò)流管道、機(jī)組等設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行產(chǎn)生了嚴(yán)重威脅;趬毫艿馈⒄{(diào)壓室、球閥和水泵水輪機(jī)等關(guān)鍵過(guò)流部件的水力傳播特性,引入各部件特征線方程構(gòu)建了抽水蓄能機(jī)組調(diào)節(jié)系統(tǒng)的機(jī)理模型,提出基于GB-BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的水泵水輪機(jī)全特性曲線擬合方法,進(jìn)而提升了機(jī)組參數(shù)的插值精度,通過(guò)將機(jī)組多種工況的數(shù)值仿真結(jié)果與實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)比,驗(yàn)證了所建機(jī)理模型的精度和適應(yīng)性。...
【文章來(lái)源】:華中科技大學(xué)湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:100 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
水泵水輪機(jī)機(jī)組流量特性曲線
15圖 2-7 水泵水輪機(jī)機(jī)組力矩特性曲線圖中紅線中間區(qū)域?yàn)樗啓C(jī)和水泵工況的正常運(yùn)行范圍。從圖中可以看出輪機(jī)全特性曲線包含五個(gè)運(yùn)行區(qū)域,即水輪機(jī)工況區(qū)、水輪機(jī)制動(dòng)工況區(qū)工況區(qū)、水泵工況區(qū)、水泵制動(dòng)工況區(qū),且若直接在原始曲線上插值,將性等誤差嚴(yán)重影響模型結(jié)果。2)改進(jìn) Suter 變換
其轉(zhuǎn)換關(guān)系式如下:222 2 2 211 11 11 112 211 11 1 12 2 2 211 11 11 11( )( , ) ( )( ) ( )( , ) ( ) ( )( ) ( )yyr r h hry yr r h hy ChWH x y y CN N Q Q C n q C hM M k m k hWM x y y C y CN N Q Q C n q C h (2-22)11 11 2 211 1111 11 2 211 11arctan( ) arctan 0arctan( ) arctan 0rrrrQ Q k q k hx aN N nQ Q k q k hx aN N n (2-23)其中,N11r、Q11r、M11r分別表示額定工況下單位轉(zhuǎn)速、單位流量及單位轉(zhuǎn)矩,h,qn,m 分別表示機(jī)組水頭、流量、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩的相對(duì)值,x 為相對(duì)流量角。且各參數(shù)滿足 k1>|M11max|/M11、k2=0.5~1.2,Cy=0.1~0.3,Ch=0.4~0.6,其具體值可根據(jù)情況由試算法確定。本文中,參數(shù)值分別取為 k1=10、k2=0.9、Cy=0.2、Ch=0.5,經(jīng)過(guò)改進(jìn)Suter 變換后的曲線 WH(x,y)和 WM(x,y)如圖 2-8、圖 2-9 所示:
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于智能電網(wǎng)的抽水蓄能電站智能化分析[J]. 梁?jiǎn)⒎?李文雅. 通信電源技術(shù). 2018(07)
[2]改進(jìn)Hilbert-Huang變換的滾動(dòng)軸承故障診斷[J]. 康鋒,李文超,趙海松,楊茹萍,于曉凱. 河南科技大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2018(01)
[3]基于工況辨識(shí)和變分模態(tài)分解的風(fēng)電機(jī)組滾動(dòng)軸承故障診斷[J]. 劉長(zhǎng)良,閆蕭. 動(dòng)力工程學(xué)報(bào). 2017(04)
[4]基于VMD-HHT方法的水電機(jī)組啟動(dòng)過(guò)渡過(guò)程振動(dòng)信號(hào)分析研究[J]. 楊華,陳云良,徐永,趙瓊. 工程科學(xué)與技術(shù). 2017(02)
[5]基于經(jīng)驗(yàn)小波變換的振動(dòng)信號(hào)分析[J]. 陳學(xué)軍,楊永明. 太陽(yáng)能學(xué)報(bào). 2017(02)
[6]基于多小波和PSO-RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的水電機(jī)組振動(dòng)故障診斷[J]. 李輝,王毅,楊曉萍,賈嶸,羅興锜. 西北農(nóng)林科技大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2017(02)
[7]新的模糊聚類有效性指標(biāo)[J]. 趙娜娜,錢(qián)雪忠,馮振華. 微電子學(xué)與計(jì)算機(jī). 2016(08)
[8]貪婪封裝二進(jìn)制差分進(jìn)化算法求解高維背包問(wèn)題[J]. 錢(qián)淑渠,葉永強(qiáng),武慧虹. 控制與決策. 2016(05)
[9]經(jīng)驗(yàn)小波變換在旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷中的應(yīng)用[J]. 向玲,李媛媛. 動(dòng)力工程學(xué)報(bào). 2015(12)
[10]QAPSO-BP算法及其在水電機(jī)組振動(dòng)故障診斷中的應(yīng)用[J]. 程加堂,段志梅,熊燕. 振動(dòng)與沖擊. 2015(23)
碩士論文
[1]抽水蓄能機(jī)組調(diào)速系統(tǒng)精細(xì)化建模與控制優(yōu)化[D]. 趙威.華中科技大學(xué) 2016
[2]基于回溯搜索算法的三峽—葛洲壩聯(lián)合通航調(diào)度[D]. 侯彥紅.華中科技大學(xué) 2015
[3]Hilbert-Huang變換在水輪發(fā)電機(jī)組振動(dòng)評(píng)估中的應(yīng)用[D]. 張海峰.西安理工大學(xué) 2007
[4]水電站過(guò)渡過(guò)程計(jì)算中的若干問(wèn)題研究[D]. 黃賢榮.河海大學(xué) 2006
本文編號(hào):3137042
【文章來(lái)源】:華中科技大學(xué)湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:100 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
水泵水輪機(jī)機(jī)組流量特性曲線
15圖 2-7 水泵水輪機(jī)機(jī)組力矩特性曲線圖中紅線中間區(qū)域?yàn)樗啓C(jī)和水泵工況的正常運(yùn)行范圍。從圖中可以看出輪機(jī)全特性曲線包含五個(gè)運(yùn)行區(qū)域,即水輪機(jī)工況區(qū)、水輪機(jī)制動(dòng)工況區(qū)工況區(qū)、水泵工況區(qū)、水泵制動(dòng)工況區(qū),且若直接在原始曲線上插值,將性等誤差嚴(yán)重影響模型結(jié)果。2)改進(jìn) Suter 變換
其轉(zhuǎn)換關(guān)系式如下:222 2 2 211 11 11 112 211 11 1 12 2 2 211 11 11 11( )( , ) ( )( ) ( )( , ) ( ) ( )( ) ( )yyr r h hry yr r h hy ChWH x y y CN N Q Q C n q C hM M k m k hWM x y y C y CN N Q Q C n q C h (2-22)11 11 2 211 1111 11 2 211 11arctan( ) arctan 0arctan( ) arctan 0rrrrQ Q k q k hx aN N nQ Q k q k hx aN N n (2-23)其中,N11r、Q11r、M11r分別表示額定工況下單位轉(zhuǎn)速、單位流量及單位轉(zhuǎn)矩,h,qn,m 分別表示機(jī)組水頭、流量、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩的相對(duì)值,x 為相對(duì)流量角。且各參數(shù)滿足 k1>|M11max|/M11、k2=0.5~1.2,Cy=0.1~0.3,Ch=0.4~0.6,其具體值可根據(jù)情況由試算法確定。本文中,參數(shù)值分別取為 k1=10、k2=0.9、Cy=0.2、Ch=0.5,經(jīng)過(guò)改進(jìn)Suter 變換后的曲線 WH(x,y)和 WM(x,y)如圖 2-8、圖 2-9 所示:
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于智能電網(wǎng)的抽水蓄能電站智能化分析[J]. 梁?jiǎn)⒎?李文雅. 通信電源技術(shù). 2018(07)
[2]改進(jìn)Hilbert-Huang變換的滾動(dòng)軸承故障診斷[J]. 康鋒,李文超,趙海松,楊茹萍,于曉凱. 河南科技大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2018(01)
[3]基于工況辨識(shí)和變分模態(tài)分解的風(fēng)電機(jī)組滾動(dòng)軸承故障診斷[J]. 劉長(zhǎng)良,閆蕭. 動(dòng)力工程學(xué)報(bào). 2017(04)
[4]基于VMD-HHT方法的水電機(jī)組啟動(dòng)過(guò)渡過(guò)程振動(dòng)信號(hào)分析研究[J]. 楊華,陳云良,徐永,趙瓊. 工程科學(xué)與技術(shù). 2017(02)
[5]基于經(jīng)驗(yàn)小波變換的振動(dòng)信號(hào)分析[J]. 陳學(xué)軍,楊永明. 太陽(yáng)能學(xué)報(bào). 2017(02)
[6]基于多小波和PSO-RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的水電機(jī)組振動(dòng)故障診斷[J]. 李輝,王毅,楊曉萍,賈嶸,羅興锜. 西北農(nóng)林科技大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2017(02)
[7]新的模糊聚類有效性指標(biāo)[J]. 趙娜娜,錢(qián)雪忠,馮振華. 微電子學(xué)與計(jì)算機(jī). 2016(08)
[8]貪婪封裝二進(jìn)制差分進(jìn)化算法求解高維背包問(wèn)題[J]. 錢(qián)淑渠,葉永強(qiáng),武慧虹. 控制與決策. 2016(05)
[9]經(jīng)驗(yàn)小波變換在旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷中的應(yīng)用[J]. 向玲,李媛媛. 動(dòng)力工程學(xué)報(bào). 2015(12)
[10]QAPSO-BP算法及其在水電機(jī)組振動(dòng)故障診斷中的應(yīng)用[J]. 程加堂,段志梅,熊燕. 振動(dòng)與沖擊. 2015(23)
碩士論文
[1]抽水蓄能機(jī)組調(diào)速系統(tǒng)精細(xì)化建模與控制優(yōu)化[D]. 趙威.華中科技大學(xué) 2016
[2]基于回溯搜索算法的三峽—葛洲壩聯(lián)合通航調(diào)度[D]. 侯彥紅.華中科技大學(xué) 2015
[3]Hilbert-Huang變換在水輪發(fā)電機(jī)組振動(dòng)評(píng)估中的應(yīng)用[D]. 張海峰.西安理工大學(xué) 2007
[4]水電站過(guò)渡過(guò)程計(jì)算中的若干問(wèn)題研究[D]. 黃賢榮.河海大學(xué) 2006
本文編號(hào):3137042
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