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基于VMD-WT-CNN与注意力机制的水电机组故障诊断

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水电能源科学 2024年第6期42卷 184-187,157页

作者：姬联涛荆岫岩周迪王璞刘昊何鸿翔李超顺中国电力科学研究院有限公司江苏南京210003 国家电网公司北京100031 华中科技大学土木与水利工程学院湖北武汉430074 国网湖南省电力有限公司湖南长沙410004

水电机组故障诊断依赖于振动监测信号,但信号中存在的噪声会干扰诊断模型对有效特征的提取,降低模型精度。对此,提出一种联合变分模态分解和小波阈值降噪的水电机组故障诊断方法。首先对水电机组振动监测信号进行变分模态分解,得到若干... 详细信息

水电机组故障诊断依赖于振动监测信号,但信号中存在的噪声会干扰诊断模型对有效特征的提取,降低模型精度。对此,提出一种联合变分模态分解和小波阈值降噪的水电机组故障诊断方法。首先对水电机组振动监测信号进行变分模态分解,得到若干低、中、高频分量。其次,对高频分量进行小波变换并舍弃小波系数低于设置阈值的部分,中低频分量保留。最后,构建基于注意力机制的多通道深度卷积神经网络模型,将分量作为各通道的输入信号,实现水电机组的状态识别。以水电机组实测振动信号作为样本,设计多组对比试验,结果表明该方法可有效滤除水电机组振动监测信号中的噪声,提高诊断模型的识别准确率。

关键词：水电机组故障诊断变分模态分解小波分解深度卷积神经网络注意力机制

基于飞轮储能技术的可再生能源发电系统广义动量补偿控制研究

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中国电机工程学报 2010年第24期30卷 101-106页

作者：姬联涛张建成华北电力大学电气与电子工程学院河北省保定市071003

提出一种利用飞轮储能装置调控可再生能源发电系统的方法,用于解决系统的能量补偿问题;同时,将广义动量概念引入电力系统,通过建立飞轮储能系统和可再生能源发电系统的广义动量模型,提出广义动量补偿控制方法。将飞轮储能装置接入可再... 详细信息

提出一种利用飞轮储能装置调控可再生能源发电系统的方法,用于解决系统的能量补偿问题;同时,将广义动量概念引入电力系统,通过建立飞轮储能系统和可再生能源发电系统的广义动量模型,提出广义动量补偿控制方法。将飞轮储能装置接入可再生能源发电系统的电压中枢点,实时检测电压中枢点母线电压、飞轮角速度,计算发电系统等效惯性参数和飞轮储能装置瞬时动量;计算可再生能源发电系统相对于标准状态的动量增量;对飞轮角速度进行调节,使飞轮储能装置的动量增量等于可再生能源发电系统的动量增量。该方法不仅能实时计算电网能量的不平衡程度,对该电网系统进行快速、准确补偿,而且该装置运行寿命长,对环境无污染,可广泛应用于太阳能光伏发电系统、风力发电系统和海浪能发电系统等。

关键词：飞轮储能可再生能源发电系统广义动量电能质量

基于KD-Tree与DBSCAN的水电机组状态监测数据清洗方法

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中国农村水利水电 2023年

作者：谭志锋姬联涛荆岫岩王璞田海平国家电网有限公司国网湖南电科院中国电力科学研究院有限公司

针对水电机组状态监测数据量逐步增大，数据质量差的问题，提出了一种基于改进K维树（K- Dimensional Tree，KD-Tree）与基于密度的空间聚类算法（Density-Based Spatial Clustering of Applications with Noise，DBSCAN）的水电机组... 详细信息

针对水电机组状态监测数据量逐步增大，数据质量差的问题，提出了一种基于改进K维树（K- Dimensional Tree，KD-Tree）与基于密度的空间聚类算法（Density-Based Spatial Clustering of Applications with Noise，DBSCAN）的水电机组状态监测数据清洗方法，首先对输入数据建立KD-Tree，再使用DBSCAN在最近邻样本上扫描完成聚类，聚类结束以后会分离出噪声点，将噪声点去除即可完成对水电机组状态监测数据清洗。选取某水电站状态监测系统上导摆度数据1088条，再以相同时间间隔插入随机数据100条，通过算例与常规DBScan、K-means、OCSVM算法对比聚类性能与时间性能，本文所提出的方法识别正确率最高，为97.78%，消耗时间最少，为0.007732s，数据清洗效果最优，并可以大幅减少计算时间。

关键词： KD-Tree DBSCAN 水电机组状态监测数据清洗

抽水蓄能机组无位置传感器静止变频器启动控制策略

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电力系统自动化 2012年第23期36卷 114-119页

作者：王德顺杨波李官军陶以彬姬联涛中国电力科学研究院(南京) 江苏省南京市210003

提出了一种抽水蓄能机组静止变频器启动控制策略,并根据理想同步电机数学模型分析了机组电压与磁通的关系,实现了机组启动过程中的无位置传感器转子位置检测。介绍了基于无位置传感器的转子初始位置检测、低频阶段转子位置估算的原理与... 详细信息

提出了一种抽水蓄能机组静止变频器启动控制策略,并根据理想同步电机数学模型分析了机组电压与磁通的关系,实现了机组启动过程中的无位置传感器转子位置检测。介绍了基于无位置传感器的转子初始位置检测、低频阶段转子位置估算的原理与实现方法,并进行了仿真验证。基于提出的控制策略,开发了大型抽水蓄能机组静止变频器启动装置,并应用于潘家口抽水蓄能电站90MW发电电动机的启动控制试验,实现了水泵启动过程的转子位置检测、脉冲换相、自然换相及同期控制。研究成果已在某抽水蓄能电站投入运行,通过了现场应用验证,证明了所提出方法的可行性。

关键词：抽水蓄能电站静止变频器无位置传感器同步电机启动方式

基于VMD与GRU的抽水蓄能机组振动趋势预测

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水电能源科学 2022年第1期40卷 192-195,205页

作者：王璞姬联涛朱家浩庄俊马宏忠国家电网有限公司北京100031 中国电力科学研究院有限公司江苏南京210003 河海大学能源与电气学院江苏南京211100

鉴于有效预测振动信号可为抽水蓄能机组的性能劣化及故障等预警提供重要依据的问题,提出一种基于变分模态分解(VMD)与门控循环单元神经网络(GRU)的抽水蓄能机组振动信号预测方法。首先,对原始的振动信号进行VMD分解,得到一组相对平稳且... 详细信息

鉴于有效预测振动信号可为抽水蓄能机组的性能劣化及故障等预警提供重要依据的问题,提出一种基于变分模态分解(VMD)与门控循环单元神经网络(GRU)的抽水蓄能机组振动信号预测方法。首先,对原始的振动信号进行VMD分解,得到一组相对平稳且频率不同的本征模态函数(IMF),以减少不同频率信息间的相互影响;然后,针对各子序列分别构建GRU时序预测模型,并采用自适应矩估计算法(Adam)对各分量GRU预测模型进行优化;最后叠加各子序列预测结果得到抽蓄机组振动信号的预测值,并构建ANN、GRU、VMD-SVM、VMD-ANN 4种预测模型进行对比。试验结果表明,与所构建的4种预测模型相比,VMD-GRU预测模型在有效性及预测精度等方面效果显著,在实际工程中非常具有应用意义。

关键词：振动信号预测变分模态分解门控递归单元网络抽水蓄能电站

基于自注意能量熵的抽水蓄能机组轴系劣化评估

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水电能源科学 2022年第1期40卷 196-199页

作者：姬联涛荆岫岩王璞庄俊陈鹏李超顺中国电力科学研究院有限公司江苏南京210003 国家电网有限公司北京110031 华中科技大学土木与水利工程学院湖北武汉430074

为评估抽水蓄能机组轴系状态,保证机组经济稳定运行,提出一种基于自注意能量熵的抽水蓄能机组轴系劣化评估方法。在集合经验模态分解(EEMD)能量熵的基础上,结合注意力机制,确定每个固有模态函数(IMF)对待评估序列的贡献率,生成新的自注... 详细信息

为评估抽水蓄能机组轴系状态,保证机组经济稳定运行,提出一种基于自注意能量熵的抽水蓄能机组轴系劣化评估方法。在集合经验模态分解(EEMD)能量熵的基础上,结合注意力机制,确定每个固有模态函数(IMF)对待评估序列的贡献率,生成新的自注意能量熵,作为衡量机组轴系劣化的指标;结合某抽水蓄能机组轴系实测数据验证,所提能量熵在机组检修前处于峰值,检修后能量熵迅速降至谷值,且在两次检修期间呈现上升趋势,能够较准确反映机组轴系劣化情况;为验证所提能量熵优势,将自注意能量熵与EEMD能量熵比较,结果表明,自注意能量熵在检修期之间的单调性、熵值鲁棒性均优于EEMD能量熵。

关键词：抽水蓄能机组轴系劣化注意力机制 EEMD 能量熵

水电机组轴系瞬时涡动特征提取与振动平稳性评估

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水电能源科学 2023年第12期41卷 182-185,159页

作者：姬联涛王璞荆岫岩李泽何鸿翔李超顺中国电力科学研究院有限公司北京100192 国家电网有限公司北京100031 华中科技大学土木与水利工程学院湖北武汉430074

为有效判别水电机组振动平稳状态,研究了转子振动过程的涡动特征和轴系振动平稳性评估方法。首先推导了瞬时涡动角速度的理论表达结果,并分析涡动角速度的特征参数,然后提出轴系振动过程的全息涡动速度分析方法,建立轴系振动过程的涡动... 详细信息

为有效判别水电机组振动平稳状态,研究了转子振动过程的涡动特征和轴系振动平稳性评估方法。首先推导了瞬时涡动角速度的理论表达结果,并分析涡动角速度的特征参数,然后提出轴系振动过程的全息涡动速度分析方法,建立轴系振动过程的涡动特征指标和振动平稳性评价指标,最终将本文理论用于浙江仙居抽水蓄能电站轴系振动数据分析,提取振动的关键涡动特征指标并评估轴系平稳性。结果表明,所建立的特征指标具有良好的轴系振动平稳性表达能力,对于实际水电机组振动状态监测和性能评估有广阔的应用前景。

关键词：水电机组特征提取涡动角速度全息涡动分析振动平稳性

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基于有限元法的水轮发电机组临界转速研究

中国农村水利水电 2023年第11期 147-151,157页

作者：姬联涛袁浩强荆岫岩王璞刘昊杨雍杰李超顺中国电力科学研究院有限公司江苏南京210003 华中科技大学土木与水利工程学院湖北武汉430074 国家电网有限公司北京100031 国网湖南省电力有限公司湖南长沙410004

研究水轮发电机组的临界转速对于其故障诊断与结构优化具有重要意义,但由于现场试验困难、工况与边界条件复杂,使得临界转速的高精度求解成为难题。以某水电站的二导悬式水轮发电机组为例,采用大型通用有限元分析软件ANSYS,综合考虑各... 详细信息

研究水轮发电机组的临界转速对于其故障诊断与结构优化具有重要意义,但由于现场试验困难、工况与边界条件复杂,使得临界转速的高精度求解成为难题。以某水电站的二导悬式水轮发电机组为例,采用大型通用有限元分析软件ANSYS,综合考虑各类轴承边界条件的耦合作用,基于流体润滑Reynold方程建立轴承动力特性参数的计算模型,求解水导、上导、推力轴承的刚度与阻尼,以此为基础分别构建无机械故障、转子或转轮质量偏心、联轴法兰不对中的三维有限元分析模型,随后考虑陀螺效应进行转子动力学分析,采用QR Damped法提取模态,并绘制Campbell图求得临界转速从而分析轴系动力学特性。结果表明,正常工况下机组飞逸转速远小于第一阶临界转速,其动态性能满足设计要求,且在转子或转轮质量偏心、联轴法兰不对中等工况下临界转速受到的影响很小,机组依旧能够保持稳定运行。

关键词：有限元法质量偏心联轴法兰不对中陀螺效应转子动力学分析临界转速

客户侧分布式储能消纳新能源的互动套餐和多元化商业模式研究

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电网技术 2020年第4期44卷 1310-1316页

作者：薛金花叶季蕾许庆强崔红芬姬联涛中国电力科学研究院有限公司江苏省南京市210003 国网江苏省电力有限公司江苏省南京市210024

为积极探索客户侧分布式储能消纳新能源的有效途径,基于现阶段市场和政策环境,构建了面向电力需求响应、电储能调峰和跨省跨区新能源现货交易等互动套餐,从准入申请、交易模式、价格机制和计费结算等维度建立了互动机制,开展了不同互动... 详细信息

为积极探索客户侧分布式储能消纳新能源的有效途径,基于现阶段市场和政策环境,构建了面向电力需求响应、电储能调峰和跨省跨区新能源现货交易等互动套餐,从准入申请、交易模式、价格机制和计费结算等维度建立了互动机制,开展了不同互动套餐的风险对比分析。然后,通过算例研究了江苏地区客户侧分布式储能选择不同互动套餐的增值可行性,提出了两类典型客户侧分布式储能提高盈利水平的运营策略。最后,基于共享储能理念,提出了客户侧分布式储能的多元化商业模式,实现了客户侧分布式储能不同利益主体的协同共赢。

关键词：客户侧分布式储能新能源消纳互动套餐商业模式