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阵列化微水头水轮机水力性能研究

人民长江 2024年

作者：余富强邹淑云周孝亮肖千豪刘忠长沙理工大学能源与动力工程学院

国内微水头河流水力资源丰富且可利用，是优化能源结构和缓解环境问题的关键，但存在发电能量密度低、单机发电规模较小以及布置方式还有待优化等问题。本文以加装导流罩的微水头水轮机为研究对象，通过数值模拟分析了不同间距方案下串... 详细信息

国内微水头河流水力资源丰富且可利用，是优化能源结构和缓解环境问题的关键，但存在发电能量密度低、单机发电规模较小以及布置方式还有待优化等问题。本文以加装导流罩的微水头水轮机为研究对象，通过数值模拟分析了不同间距方案下串列、并列与交错三种阵列化布置方式的机群水力性能，旨在提高微水头水力资源的利用效率。结果表明：串列布置时水力性能不佳，并列时合适间距下具有性能增益效果。正梯形或倒梯形交错布置时，对双排五机组机群的流场特性以及水力性能影响可以忽略。机组间横向间距取2.5倍导流罩入口段直径、纵向间距取3倍导流罩长度时为多机组交错开发微水头河流水力资源相对最佳的间距排布方案，此时机群的捕能效果最好，布置相对紧凑，可充分利用所开发流域的水流能。

关键词：微水头水轮机水力性能数值模拟导流罩尾流阵列化

基于能量-熵特征和改进堆叠降噪自编码器的水轮机空化状态识别方法

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发电技术 2024年

作者：刘圳刘忠邹淑云周泽华乔帅程长沙理工大学能源与动力工程学院

【目的】针对混流式水轮机空化声发射(acoustic emission,AE)信号受背景噪声干扰、故障难以识别的问题，提出一种基于能量-熵特征和哈里斯鹰优化(Harris hawks optimization, HHO)算法联合3折交叉验证(3-fold crossvalidation,3Fold)优... 详细信息

【目的】针对混流式水轮机空化声发射(acoustic emission,AE)信号受背景噪声干扰、故障难以识别的问题，提出一种基于能量-熵特征和哈里斯鹰优化(Harris hawks optimization, HHO)算法联合3折交叉验证(3-fold crossvalidation,3Fold)优化堆叠降噪自编码器(stacked denoising auto encoder,SDAE)的状态识别方法。【方法】首先，利用变分模态分解算法对信号进行分解，得到一系列内涵模态分量，提取相关系数最大的2个内涵模态分量的能量和熵特征，构建12维特征向量，输入识别模型。其次，利用HHO算法联合3Fold，对SDAE的超参数进行优化。最后，将HHO-3Fold-SDAE算法与其他算法寻优得到的最优参数分别输入模型中运行，并进行对比分析。【结果】与其他算法相比，HHO-3Fold-SDAE算法具有更小的准确率方差、损失率以及更高的平均准确率；相较于SDAE，其测试集平均准确率提高了6%；相较于HHO-SDAE，其测试集平均准确率提高了4%，准确率方差提升了17%。【结论】所提方法可用于对水轮机空化AE信号的分类识别，可为水力机械状态监测提供参考。

关键词：水力发电水轮机空化状态识别哈里斯鹰优化(HHO)算法堆叠降噪自编码器(SDAE) 熵

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生态机组生态效应评价及经济性分析

云南水力发电 2024年第7期40卷 5-9,161页

作者：翦英志邹淑云杨晋瑄饶择远长沙理工大学能源与动力工程学院湖南长沙410114

随着人类社会的快速发展,环境问题日益严重,生态机组成为缓解这一问题的有效途径之一。在生态效应评价方面,从确定生态效应评价指标着手,筛选出了包括环境保护、经济效益、社会效益、资源利用等方面的评价指标,采用模糊赋值法和层次分析... 详细信息

随着人类社会的快速发展,环境问题日益严重,生态机组成为缓解这一问题的有效途径之一。在生态效应评价方面,从确定生态效应评价指标着手,筛选出了包括环境保护、经济效益、社会效益、资源利用等方面的评价指标,采用模糊赋值法和层次分析法,建立了完整的生态效应评价体系。在经济性分析方面,采用新的运维模式计算了生态机组的经济效益,对其建设的经济性进行了初步分析。

关键词：生态机组生态效应评价指标体系运维模式经济性分析

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离心泵空化状态与声发射信号特征关系试验

农业机械学报 2014年第3期45卷 45-48,44页

作者：邹淑云刘忠李志鹏杨平长沙理工大学能源与动力工程学院长沙410114 中南林业科技大学机电工程学院长沙410004

为了获得离心泵空化状态下声发射信号的变化规律，在离心泵空化试验基础上，采用声发射技术采集并分析了离心泵不同空化状态下的声发射信号，提取了声发射信号的事件计数、振铃计数、频率中心和有效电压值等4种典型特征参数，分析了这... 详细信息

为了获得离心泵空化状态下声发射信号的变化规律，在离心泵空化试验基础上，采用声发射技术采集并分析了离心泵不同空化状态下的声发射信号，提取了声发射信号的事件计数、振铃计数、频率中心和有效电压值等4种典型特征参数，分析了这些参数随离心泵汽蚀余量变化的对应关系。研究表明，在空化未发生、刚发生和已完全形成等不同阶段，这些典型特征参数变化具有明显特点，先有少许波动，然后有较大幅度的增加或减少，再呈现较大幅度的减少或增加的趋势。这一规律可作为采用声发射技术辨识离心泵空化状态的技术依据。

关键词：离心泵空化声发射特征参数

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离心泵空化状态下声发射信号的小波能量特征

农业工程学报 2015年第8期31卷 99-103页

作者：刘忠邹淑云李志鹏巨伟长沙理工大学能源与动力工程学院长沙410114

为了探究离心泵空化状态下声发射信号的频率分布特征及其变化规律,该文采用小波分析方法对离心泵空化试验过程中不同空化状态下的声发射信号进行了能量特征提取,研究了不同频段内声发射信号的能量特征随离心泵汽蚀余量变化的关系。试验... 详细信息

为了探究离心泵空化状态下声发射信号的频率分布特征及其变化规律,该文采用小波分析方法对离心泵空化试验过程中不同空化状态下的声发射信号进行了能量特征提取,研究了不同频段内声发射信号的能量特征随离心泵汽蚀余量变化的关系。试验分析结果表明,在离心泵的空化现象尚未出现以及不同的发展阶段,离心泵进、出口处声发射信号的全频段和各分频段绝对能量和相对能量的变化具有各不相同的特点。〉31.25~62.5、〉62.5~125和〉125~250 k Hz这3个分频段的绝对能量随空化状态改变而变化明显,且变化趋势与全频段的变化趋势类似。〉31.25~62.5 k Hz分频段的相对能量在空化状态变化过程中基本保持不变,而〉62.5~125和〉125~250 k Hz分频段的相对能量变化更为明显。研究结果可为离心泵空化状态的判别提供技术参考。

关键词：离心泵空化小波分析声发射能量特征

并网型风电-光伏-抽水蓄能-蓄电池系统容量优化配置

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动力工程学报 2023年第9期43卷 1151-1159页

作者：刘忠张乐寇攀高邹淑云长沙理工大学能源与动力工程学院长沙410114 国网湖南省电力有限公司电力科学研究院长沙410007

构建了一种由风电-光伏-抽水蓄能-蓄电池组成的联合运行系统,并提出以成本最低、全生命周期碳排放量最小为优化目标的系统容量优化配置方法。基于所研究地区的真实数据,采用带精英策略的快速非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅱ)和逼近理想解排... 详细信息

构建了一种由风电-光伏-抽水蓄能-蓄电池组成的联合运行系统,并提出以成本最低、全生命周期碳排放量最小为优化目标的系统容量优化配置方法。基于所研究地区的真实数据,采用带精英策略的快速非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅱ)和逼近理想解排序法(TOPSIS)求解得到系统的最优容量配置方案。结果表明:所研究的联合运行系统在供电可靠性得到保证的同时,能以较低的成本和较小的碳排放量实现对风光电的高效消纳,系统具有更好的经济性和环保性,从而验证了所提出模型和方法的有效性。

关键词：可再生能源抽水蓄能蓄电池多目标优化碳排放量容量配置

基于声发射技术的离心泵空化状态监测系统研究

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电站系统工程 2014年第2期30卷 25-27页

作者：刘忠邹淑云谢志聪长沙理工大学能源与动力工程学院广东申菱空调设备有限公司

采用LabVIEW设计开发了一套用于离心泵空化状态监测的声发射信号采集与分析系统。通过该系统采集离心泵运行时的声发射信号,对其进行适当的特征提取,分析典型特征参数的变化趋势。应用研究结果表明,该系统能有效地根据声发射信号的特征... 详细信息

采用LabVIEW设计开发了一套用于离心泵空化状态监测的声发射信号采集与分析系统。通过该系统采集离心泵运行时的声发射信号,对其进行适当的特征提取,分析典型特征参数的变化趋势。应用研究结果表明,该系统能有效地根据声发射信号的特征参数变化情况辨识离心泵的空化状态,实现空化性能监测的目的。

关键词：离心泵空化声发射特征提取 LabVIEW

基于改进EMD与关联维数的水轮机空化声发射信号特征提取

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动力工程学报 2019年第5期39卷 366-372页

作者：刘忠袁翔邹淑云周云贵陈莹长沙理工大学能源与动力工程学院长沙410114 清洁能源与智能电网湖南省2011协同创新中心长沙410114 中国水利水电科学研究院北京100038

为研究水轮机空化状态下声发射信号的特征及其演变规律,提出了基于改进经验模态分解(Empirical Mode Decomposition, EMD)与关联维数的水轮机空化声发射信号特征提取方法。采用镜像延拓与可变余弦窗函数相结合的方法对传统EMD进行改进... 详细信息

为研究水轮机空化状态下声发射信号的特征及其演变规律,提出了基于改进经验模态分解(Empirical Mode Decomposition, EMD)与关联维数的水轮机空化声发射信号特征提取方法。采用镜像延拓与可变余弦窗函数相结合的方法对传统EMD进行改进。将改进EMD方法应用于混流式水轮机模型空化状态下的声发射信号分析中,分别采用自相关法和假近邻法计算声发射信号各阶固有模态函数(Intrinsic Mode Function, IMF)分量的时间延迟参数和最佳嵌入维数,采用G-P算法提取各阶IMF的关联维数,分析关联维数随水轮机空化系数的变化关系。结果表明:随着空化状态从无空化、初生空化到临界空化,声发射信号的各阶IMF关联维数逐渐增大,直接反映了水轮机空化从无到有,从弱到强,水流流态更加复杂和紊乱的过程。

关键词：水轮机空化改进EMD 关联维数声发射信号特征提取

基于改进VMD的离心泵空化声发射信号特征提取

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排灌机械工程学报 2020年第12期38卷 1196-1202页

作者：刘忠张许阳邹淑云李志鹏长沙理工大学能源与动力工程学院湖南长沙410114

针对变分模态分解算法中分解层数和惩罚因子不易确定的问题,提出一种改进变分模态分解(improved variational mode decomposition,IVMD)算法,并将其应用于离心泵空化声发射信号特征提取.应用IVMD算法时,首先根据包络熵差异系数确定变分... 详细信息

针对变分模态分解算法中分解层数和惩罚因子不易确定的问题,提出一种改进变分模态分解(improved variational mode decomposition,IVMD)算法,并将其应用于离心泵空化声发射信号特征提取.应用IVMD算法时,首先根据包络熵差异系数确定变分模态分解的分解层数;然后采用人工蜂群算法优化得出惩罚因子,并将其作为变分模态分解的最佳输入参数.利用IVMD算法对仿真信号进行分析,并与集合经验模态分解结果进行比较.以60%额定流量下采集到的离心泵进口处的声发射信号为例进行IVMD计算,分析携带原信号大量信息的信号分量的频域特征及其绝对能量随离心泵空化状态变化的关系.结果表明:IVMD算法能够择优确定分解层数和惩罚因子,实现非平稳信号的自适应分解.反映离心泵空化状态的声发射信号特征频率集中在50,100 kHz及其附近.随着离心泵空化从无到有、从弱到强的变化,这2个特征频率范围信号分量绝对能量值呈“基本保持不变—减小—增大”的变化规律.

关键词：离心泵声发射空化改进变分模态分解包络熵差异系数人工蜂群