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[硕士论文] 胡宏
水利工程;港口海岸及近海工程 重庆交通大学 2018(学位年度)
摘要:有压管道系统是引水系统的重要组成部分,水力发电过程中高压管道内常常伴随着水击现象,而且此现象不可避免。为减小水击对水电站有压管道系统的影响,通常在有压管道系统中布置调压室以破坏有压管道系统的封闭性。而如何高效的运行调压井与管道系统,一直是水击研究的热点。本研究对有压管道系统非恒定流进行三维数值模拟,为类似工程拓展了一种新方法,促进了水利学科的发展。
  本文以刘家峡有压管道为依托工程,采用SOLIDWORKS建立三维计算模型,GAMBIT对计算模型划分结构化网格,运用FLUENT计算流体力学软件进行计算。最后运用TECPLOT软件对计算结果进行后处理。该模型主要包括排发电支洞、调压井和电站高压管道;计算过程中运用动网格技术实现阀门的动态启闭。由于该模型(调压井内水流)涉及空气和水流两种介质不断交换问题,模型拟采用成熟的VOF技术处理该技术难题。采用已有的刘家峡有压管道非恒定流模型试验成果,对有压管道系统三维非恒定流数值模型进行验证。结果表明,两者吻合较好。初步认为本研究是可以成为研究三维有压管道系统的有效途径。
  两台机组同时丢荷下数模结果表明:流场方面:发电支洞与调压井连接处出现顺时针漩涡,高压管道靠近阀门的地方有顺时针旋涡。高压管道在弯管处流速流态变化较大。一个水击波传播周期内,有压管道系统内流速呈现出先减小再增大再减小再增大的规律。最大流速发生在调压井内。压力方面:一个水击波传播周期内,发电支洞与调压井、高压管道内压力呈现出先增大后减小再减小再增大的规律。最大压力发生在高压管道靠近阀门处的区域。紊动能方面:一个水击波传播周期内,有压管道系统紊动能和紊动耗散率均呈现处逐渐减小的规律。并且逐渐向调压井的下方移动。调压井与靠近阀门出的弯管区域紊动最大。
  两台机组增荷下数模结果表明:流场方面:发电支洞与调压井连接处出现顺时针漩涡,高压管道靠近阀门的地方有顺时针旋涡。一个水击波传播周期内,有压管道系统内流速呈现出先增大再减小再增大再减小的规律。最大流速发生在调压井内。压力方面:一个水击波传播周期内,发电支洞与调压井、高压管道内压力呈现出先减小后增大再增大再减小的规律,其中高压管道在1/4周期内产生了负压。最大压力发生在高压管道靠近阀门处的区域。紊动能方面:一个水击波传播周期内,有压管道系统紊动能和紊动耗散率均呈现处逐渐减小的规律。并且逐渐向调压井的下方移动。调压井与靠近阀门出的弯管区域紊动最大。
[硕士论文] 赵二平
建筑与土木工程 郑州大学 2017(学位年度)
摘要:水电站的压力钢管道施工中,岔管的制造工艺复杂,工期长,岔管的加强肋与两侧管壳的焊接应力高,易出现层状撕裂而导致结构失稳。因此,岔管制成后需进行水压试验,以检验压力钢管设计合理性和正确性以及压力钢管制造及安装质量,保证安全运行,验证钢岔管焊接接头性能的可靠性,削平残余应力的峰值,并部分消除岔管焊接应力;同时对主岔管和支岔管应力集中的断面进行应力应变测试。
  缅甸瑞丽江一级水电站为引水式电站,布置两条平行的压力钢管道,每条钢管道末端各设置一个主岔管和一个支岔管,型式均为内加强月牙肋岔管,承受的设计水头为4.12MPa。压力钢管道安装工作属于关键线路,影响直线工期,岔管的安装进度又是关键中的关键;另外,支管、岔管部位以Ⅴ类围岩为主,一期开挖支护之后,岩石应力释放很大,岔管必须在洞内组装,需要对隧洞进行二次扩挖,方可满足组焊、安装、试验等工作的空间要求,更增加了围岩变形的风险。鉴于上述情况,研究确定对压力管道的主岔管和支岔管进行联合水压试验,即把主岔管、支岔管、支管组合成联合的试验系统,进行一次性水压试验。
  本论文对岔管联合水压试验全过程进行研究,包括试验目的、工艺设计和试验过程,通过对实测数据进行分析,证明岔管结构应力状况正常,各测点均处于安全储备较大的弹性变形范围内,有效降低了焊缝的残余应力,说明岔管联合水压试验的工艺可行,可以有效缩短压力钢管道安装工期,降低建设成本,利于提高工程质量,降低了不良围岩地质条件对管道安装的安全风险。研究结论可供类似工程参考。
[硕士论文] 何小军
水利工程 山东大学 2017(学位年度)
摘要:我国抽水蓄能电站发展迅速,已成为世界上抽水蓄能装机容量最大的国家。安全监测自动化是建设数字型、智能型抽水蓄能电站的重要建设内容。
  本文对工程安全监测自动化系统进行了分析研究,并在泰安抽水蓄能电站工程实践中加以应用,论文内容主要包括:
  基于文献资料系统总结了抽水蓄能电站安全监测自动化的意义,安全监测自动化发展历程,并介绍了以泰安抽水蓄能电站为工程背景的安全监测自动化的研究内容与技术路线。
  设计了基于BGK-MICRO为核心的分布式监测数据自动采集系统,涵盖了设备选型、测量单元的编号和地址编码,不同类型仪器电缆芯线与测量单元通道端口的连接,系统通讯网络及架构、电源系统及防雷接地方案。
  组建了监测管理中心站的局域网架构和通讯连接,阐述了采集软件的功能及各类传感器的通道配置方法。
  提出了安全监测信息系统方案和功能实现的途径,系统软件由安全监测信息管理软件、大坝安全监测信息网、数据转入软件、远程数据传输软件以及信息报送软件组成,通过隔离装置实现了内网与局域网的物理隔离和数据传输。
  研究成果应用于泰安抽水蓄能电站安全监测自动化改造工程实践中,构建了统一的工程安全管理工作平台,实现了集水工管理、工程安全监测于一体,提高了监测质量和效率。
  研究成果对类似项目的自动化改造具有很好的借鉴和参考价值。
[硕士论文] 姜凯
电气工程 东南大学 2017(学位年度)
摘要:随着我国水电资源的大规模开发,梯级电站群不断地涌现出来。为了高效地利用丰富的水能资源,提高梯级水电站自动化水平和生产效率,经济、合理、高效地对同一流域梯级水电站实行联合梯级自动发电控制(Automatic Generation Control,AGC)及计算机监测与控制都十分必要。本论文以澜沧江流域为例,分析了梯级电站AGC的实现方案,改进设计了澜沧江流域水电站集控中心的计算机监控系统。
  本论文研究的内容主要有以下几个方面:
  1、对澜沧江流域概况及该流域水电站进行了简单介绍;
  2、对水电站厂内AGC的数学模型及常用算法、水电站AGC的控制方式、机组启/停确定原则和监控系统中AGC的工作方式等进行了详细的描述;
  3、对梯级AGC的数学模型和常用算法及计算机监控系统中梯级AGC功能进行了分析;
  4、对澜沧江流域梯级水电站计算机监控系统结构进行设计。以澜沧江流域集控中心为例,针对目前集控中心的监控系统在软硬件架构方面存在的问题提出了分区规划和合区网络设计方案,
  5、对本文所做工作进行总结。
[硕士论文] 赵恬
电气工程 兰州交通大学 2017(学位年度)
摘要:中国水利资源丰富,开发历史悠久,小水电作为水资源利用的组成部分,在中国的能源发展中占有重要的位置。近些年来,小水电的大力发展,为当地的电力需求和工业运作提供了保障。但是,随着小水电并网容量的增大,也给大电网带来了例如电压越限、网损增加等一系列的问题。本文通过对于小水电并网所带来的无功问题进行分析,从无功补偿和无功电压优化两个方面展开研究,主要研究内容包括以下几个方面:
  (1)分析富含小水电地区无功电压问题严重的原因。本文从小水电并网对大电网的影响、配电网无功补偿装置配置情况以及小水电地域限制三个方面出发,说明了丰水期富含小水电地区无功过剩且缺乏有效调节手段的情况。再从小水电的管理现状与小水电协调运作两方面进行分析,解释说明了富含小水电地区无功越限严重且难以调整的原因。
  (2)针对富含小水电地区因缺乏感性无功补偿设备而造成的网损过大,电压越限严重的现状,提出了基于综合灵敏度分析的感性无功补偿措施,首先通过经济压差理论确定各节点理想的无功补偿容量,然后再计算出各节点的无功电压控制能力指标和无功网损灵敏度,并建立综合灵敏度指标,并基于此确定合适的无功补偿装置安装节点。最后以陕南某片区数据为例,证明所提方法的有效性。
  (3)为了解决富含小水电地区电压越限、弃水窝出力严重的问题,提出了一种基于两阶段规划法的无功电压调控方案,以达到在维持区域稳定运行的同时,减少水能资源消耗,提高系统储能的目标。第一阶段为水电优化调度阶段,以发电量最大和系统储能最大为目标函数,确定系统内各水电站的出力大小;第二阶段为无功优化阶段,首先采用静态优化法确定理想状态下电抗器的投切情况,再以调节次数为限制,调整电容器的投切组数,最后通过小水电的进相运行补偿无功,达到系统最优无功优化的效果。
[硕士论文] 徐观兵
水利工程 重庆交通大学 2017(学位年度)
摘要:水力发电是人类利用水能来满足社会经济发展中日益增长的电力需求的重要的工具之一。山区上修建小型水电站,由于水量不足,水库干涸,造成水轮机出力不足,从而影响水电站的发电效益。库容是水电站发挥发电效益最重要的保障,而水量不足将直接导致库容的损失,这大大降低了水电站的发电效益。因此,寻求更有效可行的增加小型水电站发电效益的途径,尽可能长期保持小水电站的发电效益,保护发电机组安全运行,具有十分重要的意义。
  本文通过创造一套小水电站尾水余能循环利用系统将小水电站尾水中的水流动能转化为电能或势能。建立概化水槽试验探索小水电站尾水能量转化的方法来研究小水电站尾水余能循环利用的有效途径,主要工作内容和研究成果有:
  (1)建立了概化水槽系统,试验水槽的尺寸是48m×2m×1m(长×宽×高),底坡是0.05%。能较好模拟小水电站尾水水流特性,为研究小水电站尾水余能循环利用的有效途径奠定了良好的试验基础。
  (2)针对目前小水电站尾水余能有效利用存在的诸多不足,自主研制了一套小水电站尾水余能循环利用系统,该系统主要有中心转动轴、转动叶轮、皮带轮变速系统、发电机/抽水泵、“L”型支架五部分构成。转动轴的安装高程可调节,达到在不影响电站水轮机出力的同时能更大程度地利用尾水动能的目的。
  (3)通过13组试验工况,阐述了水力发电试验的原理和试验过程。对水力发电试验结果进行定量的分析得出流速相同的条件下发电量与水轮机受力面积平方成正比。流速与发电量的具有耦合关系,推导出发电量与流速相关的公式。
  (4)水力抽水试验共进行了13组试验,探讨了水力抽水试验的过程和原理。基于实验实测数据,对水力抽水试验结果进行定量的分析得出扬程与水轮机受力面积成正比。流速与扬程的具有耦合关系,推导出扬程与流速相关的公式。
[硕士论文] 孙中伟
水利工程 河北工程大学 2017(学位年度)
摘要:目前,我国水电事业正处在蓬勃发展的阶段,水力发电因运行费用低,调度灵活,可再生,无污染,资源蕴藏丰富等优点受到了人们的高度重视。随着水轮发电机组的装机容量和装机尺寸越来越大,机组故障日益增多,机组振动问题也日益突出。水轮发电机组的振动是影响水轮发电机组的安全稳定运行的重要因素,振动信号中蕴含着大量的水轮机状态特征信息。因此,对水轮发电机组进行振动信号测试和分析以实现故障的检测和排查具有非常重要的实际意义。水轮发电机组的振动信号分析方法有很多,经验模态分解法(EMD)是一种自适应的信号分析方法,通过分解非平稳故障信号把原来不易获得的微弱故障信号分解出来,从而实现故障诊断。与传统的时频分析法相比更加适合于对非平稳、非线性的信号进行分析,因此该方法逐渐在机械故障诊断领域获得了推广。随着虚拟仪器技术的飞速发展,“软件就是仪器”已经发展成为一种新的思想。LabVIEW是由美国国家仪器公司推出的一种图形化编程软件,具有良好的人机交互界面,已在众多领域得到广泛应用。
  本文根据EMD算法基本原理对LabVIEW进行了二次开发,建立了基于LabVIEW的EMD模块,为水轮发电机组振动故障信号分析提供了有效的工具。并以模型水轮机振动试验数据和西达水电站水轮机振动试验数据作为实例进行分析,实验结果表明,EMD算法可以在LabVIEW环境下得到很好的实现,可以有效地诊断出水轮机发电机组的故障信息。
[硕士论文] 赵洋
电气工程 三峡大学 2017(学位年度)
摘要:随着我国经济高速发展和新能源装机比重持续攀升导致电网峰谷差不断拉大,电力系统调峰问题日益凸显。抽水蓄能电站具有启停迅速、运转灵活、跟踪负荷强、近似零污染等特点,是一种优质的调峰电源。因此,本文主要研究含抽水蓄能电站的电力系统短期调峰问题,经过抽水蓄能电站削峰填谷后,不仅降低了电网负荷峰谷差,而且使剩余负荷曲线保持相对平稳,保证电力系统安全高效运行。
  首先,运用国内外现有的研究成果,详细介绍了抽水蓄能电站的短期调峰特性,并与其它电源的短期调峰特性进行比较。提出了含抽水蓄能电站电力系统短期调峰问题的优化准则,介绍了电网剩余负荷的概念及计算方法,对研究短期调峰问题的优化算法进行了介绍。
  其次,在火电-抽蓄作为主要电源的电力系统研究背景下,建立了以火电-抽蓄电力系统剩余负荷方差最小为目标函数的数学模型,并在目标函数中增加了电力系统剩余负荷最大允许值这一约束条件,运用遗传算法对目标函数进行求解。其中,采用罚函数对约束条件进行了处理,优化了遗传算法。选取一昼夜为优化调度周期,抽水蓄能电站初末水位已知,并将发电流量作为决策变量,在增加抽水蓄能电站之后,将抽水蓄能电站的抽水功率视为负荷的一部分,寻找使电力系统剩余负荷方差最小的每时段最优发电流量组合,从而达到优化剩余负荷曲线的目的。仿真实例结果表明,加入抽水蓄能电站后,日负荷曲线的基荷增加了300MW,峰谷差缩小了近500MW,平抑了剩余负荷曲线波动,调度周期内每时段的火电出力趋于平稳,优化了火电出力过程,减轻了火电在电力系统中的调峰压力。
  最后,在水电-火电-抽蓄作为主要电源的电力系统研究背景下,建立了以水电-火电-抽蓄电力系统剩余负荷方差最小为目标函数的数学模型,并在目标函数中增加了电力系统剩余负荷最大允许值这一约束条件,运用遗传算法对目标函数进行求解。其中,采用罚函数对约束条件进行处理,优化了遗传算法。选取一昼夜为调度周期,将一个调度周期分为24个时段,并将水电站和抽水蓄能电站发电流量视为决策变量,分别取一周内工作日和非工作日的负荷曲线为研究对象,24个时段内的电站发电流量组成了48个变量,并在解集范围内先初始化50个离散点进行优化计算,寻找使电力系统剩余负荷方差最小的电站发电流量组合。仿真实例结果表明,加入抽水蓄能电站后,剩余负荷曲线更加平滑,调度周期内每时段的火电出力和水电出力均趋于平稳,优化了火电和水电出力过程,减轻了火电和水电在电力系统中的调峰压力。
  通过对两个模型的比较发现当采用电力系统剩余负荷方差最小模型时,在不降低电网调峰幅度的情况下,可以使电网的剩余负荷曲线更加平滑,为电网安全稳定运行提供更合理的负荷需求,抽水蓄能电站发挥了更好的调峰效果。
  本课题实现了含抽水蓄能电站的电力系统短期调峰研究,通过对剩余负荷曲线的优化,优化了火电和水电的出力过程,减轻了火电和水电的调峰压力;通过遗传算法的计算,提高了算法的精度,节约了计算时间,使得抽水蓄能电站的短期调峰优势更加突出。
[硕士论文] 高欢
电气工程 华北电力大学;华北电力大学(北京) 2017(学位年度)
摘要:水电是清洁能源。我国水能理论蕴藏量、投产装机容量和年发电量均居世界首位,是名副其实的水电大国。随着我国经济发展,对能源的需求,尤其是绿色能源的需求不断增加,新建水电站的开发难度不断加大,通过优化深入挖掘建成水电站的发电潜力,进一步提高水能利用率,在当前节能减排大环境下有着非常重要的意义。
  水电站有多种分类,其中径流式水电站因其无调节能力或调节能力小,发电量多少完全由来水量决定,水量变化时,引起水头波动,导致水轮机运行效率及出力均随之发生变化。同时来水量变化还会对电站的发电量预测造成影响,导致了调度难度的加大。
  本文以工程实践为基础,理论联系实际,从优化配置、优化运行、优化管理三个角度出发,针对每个角度都提出了具有可行性的优化措施。
  本文以计算机监控系统为例,从提高设备冗余度,减少故障造成的发电量损失,阐明优化配置对发电量优化的作用。
  在径流式二级水电站优化运行方面,本文着重介绍了水位控制提高单机效率的作用和电站自动发电控制提高机组联合运行分配环节效率的作用二者的理论依据。介绍了一种以逐步逼近法为控制思想的水位控制算法。并将水位控制算法和自动发电控制相结合,通过自动发电控制程序实现对水位的有效调整,在实践中验证对该组合的有效性。根据试验数据对控制效果和在发电量优化方面的实际影响做了分析。
  文章最后还阐述了一种通过径流式二级水电站与上游电站关系,使用间接方式实现对电站短期发电量预测的方法,通过对流域内两级电站运行数据的分析证明了预测的准确性及可用性,可用于电站在优化管理方面的决策。
[硕士论文] 刘林林
水利水电工程 广西大学 2017(学位年度)
摘要:地下埋藏式压力钢管主要失效模式为外压作用下的失稳破坏,目前国内外多个压力钢管设计规范推荐采用阿姆斯图兹法(简记阿氏法)对埋管进行抗外压稳定分析。然而由于目前对阿氏法失稳机理和控制微分方程相关的理论研究仍不系统,同时由于阿氏法中影响因素较多、机理复杂,各国规范在应用该法进行埋管稳定分析时仍不统一。鉴于此,本文以埋藏光面管为研究对象,对抗外压稳定分析的阿氏法理论和应用进行了科学系统地研究,主要内容包括:
  (1)基于单波失稳机理和基本假定,系统推导了光面管临界外压Pcr分析的阿氏法微分方程组和近似解析求解方法,绘制了确定管道临界外压Pcr的快速查询图,编制了相应的计算程序,同时指出了光面管阿氏法理论推导过程中仍存在的问题。
  (2)揭示了阿氏法临界外压Pcr的主要影响因素及其影响规律,给出了阿氏简化计算公式的适用范围建议。研究表明:径厚比r/t、钢管与外包钢筋混凝土间缝隙率ηiu、钢材屈服强度σs是无缺陷光面管临界外压Pcr的主要影响因素;当径厚比r/t<30时需同时考虑外压稳定性和强度校核;当30≤r/t<60时,采用阿氏原公式以保证有良好计算精度的结果;当60≤r/t时,采用阿氏简化公式具有良好的计算精度,与原公式误差在5%以内;当r/t>100时阿氏法存在临界外压Pcr随钢材强度σs增加而减小的问题c
  (3)对比研究了中国、美国和日本压力钢管设计规范中3种阿氏简化迭代计算方法,给出了临界外压Pcr迭代公式选取、缝隙计算与取值、安全系数取值的建议,指出了阿氏论文、美国ASCE、美国EM中临界外压Pcr计算公式的有误处。研究表明:3种简化迭代计算方法均需考虑参数使用范围,工程常用参数范围内各简化迭代计算公式结果相差不大;缝隙值对临界外压Pcr有较大影响,缝隙值需结合实际监测和分析取值;建议抗外压安全系数取1.5,以适应管道技术进步现状和国际竞争力要求。
[硕士论文] 杨江琪
水工结构工程 广西大学 2017(学位年度)
摘要:在水、泥沙长期侵蚀和冲刷下,水电站压力钢管表面常会出现局部减薄缺陷,导致压力钢管极限承载力降低,发生塑性失效问题,影响压力钢管的安全。本文在课题组以往无缺陷压力钢管极限承载力研究成果基础上,针对含局部减薄水电站光面管和加劲管,开展了管道结构的塑性失效机理和极限承载力研究,主要内容为:
  (1)从含局部减薄模型建立、增量迭代方法、收敛准则、失效准则等方面,结合已有试验数据,研究并验证了适用于含局部减薄水电站压力钢管极限承载力分析的弹塑性增量有限元(EPIA)数值模拟方法,同时建议:考虑材料应变硬化进行管道极限承载力分析;采用真实应力应变曲线进行管道极限承载力分析;低强度和中高强度钢材压力钢管失效参考应力分别取为0.9σ'u和σ'u(σ'u为钢材真实抗拉强度)。
  (2)揭示了含局部减薄水电站光面管的塑性失效机理,确定了其极限承载力的主要影响因素,建立了分别适用于低强度和中高强度钢材的极限承载力简化计算公式。研究表明:不同强度钢材含局部减薄光面管失效过程基本相同,但失效模式可分为三类,与材料参数和局部减薄尺寸有关;无量纲化极限承载力主要影响因素为局部减薄深度c、轴向长度a和环向宽度b,其影响程度依次降低。基于以上影响因素研究拟合得到了以不含局部减薄光面管极限承载力P0、a、b和c为变量的极限承载力简化计算公式。
  (3)揭示了含局部减薄水电站加劲管的塑性失效机理,确定了其极限承载力的主要影响因素,建立了相应的极限承载力简化计算公式。研究表明:含局部减薄加劲管失效模式和光面管基本相同;靠近局部减薄区域的加劲环对极限承载力有显著影响;局部减薄尺寸较大时加劲管pL明显大于光面管,但极限承载力影响因素相同,基于含局部减薄光面管的极限承载力计算公式提出了加劲管的极限承载力简化计算公式。
[硕士论文] 王建信
项目管理 华北电力大学;华北电力大学(北京) 2017(学位年度)
摘要:随着我国电力体制改革的不断深入,抽水蓄能电站越来越受到电力部门的重视。然而,在传统经营模式下,抽水蓄能电站的运行和维护涉及到很多方面,管理难度大,需要协调的部门多,这种模式完全没有办法满足现代抽水蓄能电站快速发展的需要。抽水蓄能电站运维一体化正是在这种情况下逐渐发展起来的,它通过优化人员配置,进行技术管理优化,使抽蓄电站所有运维员工都成为“能运行、能维护、能集控、一岗多能”的高素质复合型人才,达到一个抽蓄电站独立完成运行和维护任务的目标。
  本文首先总结了运维一体化的管理模式,该模式具有组织结构扁平化、团队协作、员工一专多能、工作标准化、规范化等特点。这些特点,在决策层和操作者之间建立紧凑的横向关系,最大限度的提高企业的工作效率。也打破了传统工种的界限。通过系统的培训及相关工作流程、标准的学习,使得员工不断进步,提高了工作效率。运维一体化项目还可以培养一批复合型的高素质人才队伍,为抽水蓄能电站的长远发展,打下了坚实的人力基础。
  第二,本文分析了A抽水蓄能电站的运维一体化项目的实施方案,建立了运维一体化的实施标准,包括机构、岗位优化,设备运维生产管理,人员运维一体化培训,班组建设等四大部分。同时,从部门机构设置,人员配置,岗位分工,值班方式,业务规范等多个具体方面开展实施。在此基础上,还建立了一套科学的运维一体化人才培养方案,强调基本技能的强化,弱化运维的分工。同时,还确定了不同岗位的运维人员培训规范,为运维人员提供了广阔的发展空间。
  第三,在电站运维一体化项目实施的基础上,本文还对其实施的效果进行了评价。建立了科学的评价体系,设计出关键指标和普通指标两大量化指标评判体系,应用层次分析法建立起各个判断参数的判断矩阵,并计算各个矩阵的一致性指标和平均随机一致性比率。最后进行了实证分析。
[硕士论文] 董海
控制工程 河北科技大学 2017(学位年度)
摘要:水能资源是清洁能源,可再生能源。合理开发利用水能资源,是我国经济社会可持续发展的重要支撑。在2011年中共中央国务院发布了关于加快水利发展的决定,要求加速开发水资源并积极地发展水电事业。
  本文以水电站为研究对象,介绍了水电站控制系统结构。论文根据电站的实际情况和参数,选用了竖井贯流式机组,调速器选用数字阀可编程智能调速器。结合水电站控制系统的特点,完成了水电机组PLC控制系统的设计和对机组控制系统硬件和软件的设计。该设计实现了机组开机控制、机组停机控制、事故停机以及紧急事故停机控制。对水轮机调速系统采用模糊PID控制算法,应用HG3000组态软件完成对水电站监控系统的设计。最后,评价了本电站在设计中不足,并对电站的发展进行了展望。
  目前电站已运行发电,实际运行结果表明,该系统能够满足实际应用的要求,并达到预期的目标。
[硕士论文] 叶征远
水工结构工程 广西大学 2017(学位年度)
摘要:结构极限承载力是水电站压力钢管强度设计和安全评估的重要指标,目前水电站压力钢管结构极限承载力分析大多偏于安全地将材料简化为理想弹塑性材料,不考虑材料应变硬化对极限承载力的影响。然而,材料应变硬化对水电站压力钢管极限承载力有显著的提高,为充分利用钢材有必要考虑材料应变硬化的影响。基于此,本文在课题组以往研究成果基础上,开展了考虑材料应变硬化的水电站压力钢管极限承载力分析方法研究,主要内容包括:
  (1)结合理论分析和实验资料,拟合得到了压力钢管钢材常用的双线性、幂强化、Ramberg-Osgood和ASME本构关系,并开展了这四种本构关系对压力钢管极限承载力和失效演化的影响规律研究。基于双线性、幂强化、Ramberg-Osgood和ASME本构模型的函数形式,采用试验数据拟合得到考虑材料应变硬化的的四种本构关系,拟合优度分析表明各本构关系均能良好反映压力钢管材料应变硬化性能。研究表明,考虑材料应变硬化的结构极限承载力分析结果较不考虑可提高20%以上,前述四种硬化本构关系对管道失效演化与极限承载力分析结果影响不大,极限承载力结果的差别在8%以内。
  (2)提出了基于等效理想弹塑性模型的压力钢管极限承载力分析方法。基于应变能守恒原则提出了等效屈服强度的两种计算方法:根据全应力-应变曲线求解等效屈服强度;根据屈服强度与抗拉强度双关键点数据求解等效屈服强度。研究表明,基于等效理想弹塑性模型的分析方法能便捷地评估管道结构极限承载力,计算误差在10%以内。
  (3)考虑材料应变硬化,提出了压力钢管极限承载力分析的弹性模量缩减法(EMRM)。基于等效理想弹塑性模型,定义了考虑材料应变硬化效应的单元承载比,给出了动态判别高承载单元的基准承载比,利用变形能守恒原则确定高承载单元弹性模量缩减策略,进而建立了考虑材料应变硬化下结构极限承载力分析的EMRM。为高效求解管道结构极限承载力提供了新途径。
[硕士论文] 董常利
项目管理 华北电力大学;华北电力大学(北京) 2017(学位年度)
摘要:随着社会经济现代化的发展,人类对于能源的依赖程度越来越大,因此,电力工业在国民经济中表现出越来越来高的重要性。我国政府也对我国的电力工业高度重视,大力发展我国的电力工业,使其到了前所未有的规模。其中,作为我国乃至全世界的电力系统中重要的组成部分之一,抽水蓄能电站具有独特的运行方式,为整个电网的正常运行提供了多种动态功能,为电网的安全性、稳定性、灵活性等方面提供了必不可少的保障手段。
  抽水蓄能电站项目建设不可避免地会对地区的社会经济、自然资源和生态环境带来影响。因此,有必要从实际情况出发,以不同角度来分析和综合考虑抽水蓄能电站项目的综合效益。
  本文首先介绍了课题的研究背景,综述了国内外在项目综合评价、抽水蓄能电站发展和项目评价、模糊层次分析方法等方面的国内外研究进展,并对本文的研究内容、研究意义、创新点进行了总结;然后对本文的相关理论进行了介绍,如抽水蓄能电站及其项目概述、公共工程项目效益评估理论、综合评价指标体系的构建原则、模糊理论和模糊层次分析法等;再次,根据抽水蓄能电站项目的特点,从经济指标、社会指标和环境指标等三方面综合分析,设计并构建了针对抽水蓄能电站项目的多层次评价指标体系;最后,以XX抽水蓄能电站项目为背景,运用模糊层次评价法,对所构建综合评价指标体系进行综合评价,为XX抽水蓄能电站项目的建设以及长期发展提供依据。
  通过本文的研究,其结果表明,本文构建的抽水蓄能电站项目的模糊层次评价模型所得到的结果合理,可为抽水蓄能电站项目的决策、建设和运行管理提供科学合理的建议。此外,本评价模型可适当扩展至水电站项目、核电站项目等相似的项目评价中。
[硕士论文] 吴蕴
电气工程 华北电力大学;华北电力大学(北京) 2017(学位年度)
摘要:在世界范围内,未来较长的一段时间里,水电作为重要的可再生能源,具有非常巨大的发展空间。中国水电行业在国家战略的指引下,占领了大量的国际水电市场。国际工程特殊的环境带来了新的问题。继电保护系统作为电气二次的核心部分之一,对电站的安全、经济运行有着直接的影响。对国际水电站工程出现的新问题的研究,对于水电站继电保护系统有着重大的意义。
  本文以柬埔寨额勒赛下游水电站为例,分析了国外水电站继电保护系统的设计方案、保护整定过程和调试中遇到的问题,得出了以下成果:
  (1)在当地电网因技术水平及管理水平有限,无法提供保护参数整定所需系统资料时,通过对线路型号参数推算的理论值、线路实测值、其他已投运电站保护装置参数与未来发展预期报告等已知资料进行综合分析,选取合理数值,对保护整定值进行估算。
  (2)对系统振荡引发发电机保护动作的问题,提出了适当减小保护灵敏度,增大保护动作延时,同时值班人员在系统振荡发生时退出调速器、励磁的自动调节,采用手动调节,人为减缓调节速度的解决方法。
  (3)对于励磁变高压侧电流超标引发励磁保护动作的问题,提出了对励磁保护定值进行修正的解决方法。
  (4)对于线路保护故障接地点计算不准确的问题,提出了选择行波测距装置进行测距的建议。
[硕士论文] 刘意
控制工程 三峡大学 2017(学位年度)
摘要:在全球经济高速发展的今天,人类的科技发展日新月异。围绕我们身边的生产及生活中的各行各业的稳定发展都离不开用电,电量的需求量随之日趋增大。因此,提高电气设备的稳定性和安全性是我国电力行业的首要工作。电气过电压保护技术对于电力行业的发展来说有着十分重要的影响,科学有效的电气过电压保护技术可以最大程度的保障电气设备的安全性,并且能够提高电气设备的应用寿命。我国电力行业还处在发展过程中的重要阶段,电气过电压保护技术的研究可以有效的推动电力行业的发展,提高电力行业的经济效益,从而为人们的生活提供便利,促进电力行业的长远发展,对我国的经济建设来说也有着十分重要的作用。
  水电站常常设计建设于偏远地区,常受雷击过电压的干扰。水电站过电压防护工程是一项技术要求相对较高的综合防护工程,涉及多方面的因素,需要针对不同的系统分别加以保护,同时又要考虑多个系统的协调工作,在工程中不能造成对系统的任何影响。本文分别对兴隆水利枢纽水电站外部、内部及综合防过电压技术进行了初步探索。同时通过理论结合实际的方式逐一对本电站重要过电压设计方案进行论述,提出了在水电站划分雷击环境区域分区分级进行过电压防护及采取综合防雷保护措施的思考。兴隆水利枢纽水电站并网发电运行以来尚无雷击事故发生,实践证明,本电站过电压保护设计方案经受住了雷雨季节的考验,对其它水利枢纽水电站的防雷设计也具有一定的借鉴意见。
[硕士论文] 王朗
电气工程 广东工业大学 2017(学位年度)
摘要:国民经济的快速发展需要强大的电力工业作为支撑,同时也需要兼顾对环境的保护和资源的节约利用。随着能源出现短缺以及环境污染的日益严重,实施可持续发展战略成为我国前进的必经之路。在这种大背景下,国家应大力发展可再生资源,减少对非再生能源的依赖和使用。我国拥有极其丰富的水力资源,发展水电能源对国家电力工业的建设和环境保护都具有重大的意义。在现阶段,火力发电和水力发电依旧是我国电力工业的主力军。梯级水电站和含有梯级水电站的水火电系统优化调度由于具有显著的经济效益和环保效益,成为国内外学者研究的重点。
  近年来,我国水电能源的开发进入了快车道。随着各水电基地梯级水电站的陆续完工和顺利投产,梯级水库群的优化调度问题也成为学术界和工程界研究的热点,其优化求解成为一个具有显著经济效益的研究课题。梯级水电站优化调度需要综合考虑水电站间复杂的水力约束和电力约束等因素,是一个非线性、多变量、强约束的复杂优化问题。水火电系统短期优化调度是指在一个调度周期内,在满足电力系统负荷约束以及水火电机组技术约束的条件下,最大限度地减少水火电系统的污染排放和发电成本。对于含有梯级水电站的水火电系统,其自身是一个具有复杂约束条件的高维度、动态性、时滞性的非线性优化问题。由于该类优化问题的复杂性,找出理论上的最优解是比较困难的,智能算法的出现给人们解决梯级水电站和水火电优化调度问题提供了新的思路和方向。因此,建立考虑实际运行条件约束的经济调度模型和选取优异的智能算法是一项重要的研究课题。
  本文分别建立了梯级水电站优化调度和水火电系统短期经济优化调度的数学模型,引入了一种全新的群智能优化算法——纵横交叉算法(CSO)。纵横交叉算法(CSO)采用垂直交叉和水平交叉两种算子组成的双搜索机制,这种双搜索机制与竞争算子共同组成了该算法的寻优搜索方式。从信息认知的角度来看,水平交叉是基于个体粒子的自我认知进行的搜索,而垂直交叉则是基于社会群体之间的相互学习和帮助进行的搜索。纵横交叉算法通过将两种认知能力进行结合,展现出对比单一认知能力时更加强劲的搜索能力,可以有效地避免局部最优问题,寻找到全局最优解。
  为验证纵横交叉算法在梯级水电站优化调度和水火电系统短期经济优化调度问题上的适用性和高效性,本论文分别建立了一个梯级总发电效益最大的优化调度模型和一个包含梯级水电站并考虑系统负荷平衡和机组技术特性的水火电力系统调度模型,采用纵横交叉算法对两个模型进行仿真优化求解。仿真结果表明,纵横交叉算法在求解复杂经济调度问题时,对比现有智能算法在收敛速度和求解精度上具有更强的竞争力。
[硕士论文] 王恩朋
控制科学与工程;控制理论与控制工程 东南大学 2017(学位年度)
摘要:随着经济、社会和环保的不断进步,抽水蓄能电站得到了快速发展。由于抽水蓄能电站地域普遍至少连绵五十公里,森林防火、水库防止人员溺水、水坝防止有人搞破坏等使其安全管理比一般火电厂更重要。为了安全几乎所有的抽水蓄能电站都会陆续建立许多物防技防子系统,这些子系统通常由不同的厂商在不同时期使用不同的数据库和软件架构开发,导致各子系统相互独立,信息共享困难。为了保护投资,已有信息子系统也不可能废弃。因此,本文对某抽水蓄能电站的物防技防信息系统及其相关问题进行了研究,设计并实现了一个物防技防一体化的综合管理集成平台。
  该平台将企业已有的各个物防技防子系统进行集成,添加一些自行开发的功能软件,提供统一指挥调度能力,实现统一门户、统一权限管理、信息统一规范展示和各个信息子系统能够协同工作。各物防技防子系统的联动能有效提升报警的正确率和控制动作的可靠性。此外,针对企业视频监控系统存在的地域广、人力监控较困难问题,提出了用人脸识别技术辅助视频监控方案,对基于AdaBoost的人脸检测算法与基于ASM特征提取算法进行了改进,开发了一个人脸识别的辅助视频监控软件模块,可有效地辅助人物身份辨别,提升企业的安全管理水平。
  首先,对该抽水蓄能电站的物防技防系统现状进行了详细的调研,分析了系统的功能需求和难点,给出了对策,并在此基础上进行了总体架构设计与功能设计。
  其次,对人脸检测问题进行了探究。在基于AdaBoost的人脸检测算法中,分析了样本选取、AdaBoost算法训练过程、级联分类器的设计以及检测过程,对传统AdaBoost算法中弱分类器加权参数问题和弱分类器相关性问题进行了改进。实验结果表明,改进后的AdaBoost算法在一定程度上检测准确率和速度都有了提高。
  然后,对人脸特征比对中特征提取问题进行了研究。基于主动形状模型(Active Shape Model,ASM)的人脸特征提取算法的一个重要步骤是特征定位,通过基于R通道的模板匹配眼睛定位算法定位瞳孔位置,对传统ASM的初始化取值进行了改进。实验结果表明,相比传统的ASM算法,改进后的ASM算法定位的精度更高。
  最后,阐述了系统的实现过程。以SQL Server作为数据库管理系统、Power Designer作为系统数据库建模工具、C#作为前台程序设计语言、Matlab作为人脸识别开发语言,在规范的程序设计思想与原则指导下,完成了该物防技防综合管理集成平台的开发。
[硕士论文] 陈颖
电气工程 西南交通大学 2017(学位年度)
摘要:水电站受水能资源分布影响,大多位于高山峡谷地区,相对普通变电站而言,其土壤环境更为复杂,且水电站接地网由站内多个接地网组成,分布范围广、结构多样。对于接地系统而言,其冲击接地电阻、暂态地电位升等接地参数都与其所处的土壤环境、拓扑结构以及导体电气性能参数密不可分。
  本文针对水电站土壤结构复杂、接地网结构多样的特点,首先基于水平双层土壤模型、垂直双层土壤模型和局部异质土壤模型,分别研究了接地网暂态特性参数随各土壤特征参数的变化规律,根据仿真结果得出:水平双层土壤下,接地网冲击接地电阻随上层土壤电阻率的增大呈非线性增加,受底层土壤电阻率影响较小;垂直双层土壤下,接地网冲击接地电阻随雷电流注入一侧土壤电阻率的增大呈非线性增大,受另一侧土壤电阻率的影响较小;局部异质土壤下,当外围土壤电阻率一定时,随着异质土壤电阻率的增加接地网冲击接地电阻不断增加,异质土壤横截面越大,接地网的冲击接地电阻越大,且其对接地网冲击接地电阻的影响越显著。
  然后针对水电站典型地网结构,仿真计算了存在垂直接地极的接地网和双层接地网的雷击暂态特性,发现在距离雷电流注入点一定范围内,随着接地极数量的增多,接地网冲击接地电阻下降越明显,采用外疏内密的方式敷设增加的垂直接地极来降低冲击接地电阻的效果最好;对于双层地网结构,上层接地网的雷电流注入点与连接导体越近,越有助于降低上层接地网导体的暂态电位,但会导致下层接地网导体的暂态电位升高,所以在布置接地引下线时应当充分考虑与上、下层接地网连接的一次、二次设备的绝缘性能。
  最后,针对某水电站220kV开关二次设备故障,搭建了接地网等比例模型,仿真计算了接地网故障区域导体的暂态电位分布以及雷击点附近接地网导体的暂态电位差,发现避雷针附近的接地网导体电位升高对一次设备绝缘的威胁不是很大,但雷电流注入点附近导体段的暂态电位差很大,超过了二次设备的绝缘耐受水平,建议在避雷针接地引下线处1m的范围内至少增加3根垂直接地极,或者将原避雷针的位置进行调整,建议将避雷针安装在距离变压器电缆就地端子箱大于15m的位置。
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