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混流式水轮机偏负荷工况内流场及压力脉动分析

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排灌机械工程学报 2023年第9期41卷 906-912页

作者：卜玮晶潘树昌长春工业大学人文信息学院吉林长春130122 河北工业大学机械工程学院天津300401

为探究水光蓄互补联合发电系统中比转数混流式水轮机在偏负荷工况下机组内部流态变化和稳定性影响,在额定水头和最大水头下对国内某电站3种大开度工况采用SST k-ω湍流模型对机组进行稳态与瞬态数值计算和分析.结果表明:偏负荷工况下的... 详细信息

为探究水光蓄互补联合发电系统中比转数混流式水轮机在偏负荷工况下机组内部流态变化和稳定性影响,在额定水头和最大水头下对国内某电站3种大开度工况采用SST k-ω湍流模型对机组进行稳态与瞬态数值计算和分析.结果表明:偏负荷工况下的转轮内部流态稳定,转轮出口与下环流道内出现流线紊乱区.尾水管内存在圆柱形的空腔涡带,涡带衍生于转轮泄水锥,并在尾水管内直锥段发展.混流式水轮机无叶区在偏负荷工况下的压力脉动主频为叶频,尾水管内部主要为幅值接近的低频脉动.研究结果揭示了水光蓄互补联合发电系统中混流式水轮机在偏负荷工况下的内部流场变化、尾水管涡带发展规律和机组压力脉动成因,为拓宽水轮机运行区间提供了建设性意见.

关键词：水光蓄互补系统偏负荷工况数值计算内流场涡带发展规律压力脉动

强降雨作用下加筋路堤稳定性及安全影响因素评价研究

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强降雨作用下加筋路堤稳定性及安全影响因素评价研究

作者：潘昌树重庆科技学院

学位级别：硕士

近些年,由于公路铁路等地面交通网的建设在西南地区开展越来越频繁,形成了大量的人工填方高陡路堤边坡,而填方路堤边坡破坏会严重影响交通的正常运营,故而引起工程界的高度重视。对于填方路堤边坡的加固多采用挡土墙支挡、加筋等方式,... 详细信息

近些年,由于公路铁路等地面交通网的建设在西南地区开展越来越频繁,形成了大量的人工填方高陡路堤边坡,而填方路堤边坡破坏会严重影响交通的正常运营,故而引起工程界的高度重视。对于填方路堤边坡的加固多采用挡土墙支挡、加筋等方式,但在极端条件下(特别是强降雨条件)加筋人工填方路堤边坡其破坏演变过程与破坏机理却鲜有报道。因此研究加筋人工填方路堤边坡在强降雨条件下的风险孕育对路堤的防灾减灾工作具有重要的理论依据和工程价值。本文将14mm/h、28mm/h、42mm/h、70mm/h四种雨强定义为“强降雨”,其中14mm/h为大雨、28mm/h为暴雨、42mm/h为大暴雨、70mm/h为特大暴雨;基于饱和—非饱和渗流理论,通过自制的加筋人工填方路堤边坡强降雨破坏模型实验装置,以雨强、坡比和筋带密度为主要影响因素,开展了加筋人工填方路堤边坡强降雨破坏模型实验研究,分析了湿润峰、孔隙水压力以及土压力的演化规律,深入探析了加筋人工填方路堤边坡的破坏演变过程,获得了以下研究成果:(1)自行设计了一套加筋人工填方路堤边坡强降雨模型实验装置,该实验装置包括自动降雨控制系统、边坡位移监测系统、孔隙水压力与土压力监测系统。试验槽采用透明钢化玻璃制成,以实现位移监测的连续性。(2)通过分析实验结束时坡顶、坡面冲沟的最终宽度及深度,发现筋带密度及坡度耦合作用下不论边坡陡峭程度如何,未经过筋带加固的边坡,其坡顶冲沟宽度、深度发育最好;而经过4层筋带加固的边坡,其坡顶冲沟宽度、深度发育最差;说明坡度越陡、雨强越大,坡顶冲沟宽度的发育越好。雨强及坡度耦合作用下不论边坡陡峭程度如何,在任何一种加固条件下,遭受70mm/h雨强作用的边坡,其坡顶冲沟宽度、深度发育最佳;而遭受14mm/h雨强作用的边坡,其坡顶冲沟宽度、深度发育最差。(3)分析人工填方路堤边坡加筋前的破坏时程发现其坡面的破坏演变过程为:雨水入渗后在坡面冲刷形成冲沟→冲沟逐渐往坡肩、坡脚发育→冲沟拓宽、加深→冲沟贯穿整个坡面→边坡大规模破坏;坡顶的破坏演变过程为:雨水入渗在坡肩产生张拉破坏→坡肩形成冲沟→冲沟往坡顶面后缘发展→坡肩、坡顶冲沟拓宽、加深→冲沟贯穿整个坡顶面→贯穿后的冲沟拓宽、加深。同时对比分析路堤加筋前、后的破坏演变过程发现,加筋路堤的破坏演变过程与未加筋路堤相似,但加筋路堤坡面在发生大规模破坏之前会产生“孔蚀现象”。(4)整个实验过程中孔隙水压力变化主要表现为三个阶段:快速增长阶段、缓慢增长阶段、稳定阶段;越靠近坡脚、坡肩位置的孔隙水压力增长幅度越大;土压力变化主要为4个阶段:快速增长阶段、缓慢增长达到峰值阶段、快速下降阶段、缓慢下降阶段;埋深越深土压力越大,在同等埋深条件下越靠近坡肩位置的水平向土压力越大;湿润峰的平均下渗速率、孔隙水压力以及土压力均随降雨强度的增大而增加,随筋带密度增加而减小;同时随着坡度的增大湿润峰的平均下渗速率、孔隙水压力以及土压力逐渐减小。(5)采用正交分析法系统分析了雨强、坡比与筋带密度等安全影响因素对湿润峰、孔隙水压力以及土压力的影响,分析安全影响因素水平对实验指标的影响规律,发现安全影响因素A(降雨强度)与湿润峰的平均下渗速率、孔隙水压力以及土压力成正相关关系,而安全影响因素B(坡度)和安全影响因素C(筋带密度)与湿润峰的平均下渗速率、孔隙水压力以及土压力成反相关关系。同时还发现降雨强度对孔隙水压力、湿润峰以及土压力的影响程度远大于筋带密度和边坡坡度。

关键词：人工填方路堤加筋强降雨侵蚀破坏模式正交实验

基于IEC61850的主动配电网源网协调控制的即插即用研究

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基于IEC61850的主动配电网源网协调控制的即插即用研究

作者：潘树昌上海交通大学

学位级别：硕士

随着环境保护压力的不断增大以及人们环保意识的不断增强,配电网中将会大规模地接入以分布式电源形式出现的绿色能源,主动配电网技术通过对配电网中可控资源的主动灵活控制,可以提高配电网消纳间歇式能源的能力。主动配电网运行方式灵活... 详细信息

随着环境保护压力的不断增大以及人们环保意识的不断增强,配电网中将会大规模地接入以分布式电源形式出现的绿色能源,主动配电网技术通过对配电网中可控资源的主动灵活控制,可以提高配电网消纳间歇式能源的能力。主动配电网运行方式灵活,分布式电源运行状态多样,二次通信设备多,通信交互复杂,安装调试工作量大,为了保证主动配电网的灵活运行以及快速接入分布式电源及其相关控制设备,有必要对主动配电网源网协调控制的即插即用进行研究。本文首先基于主动配电网控制领域和信息标准化方面的国内外研究现状,分别从能量流和信息流两个层面对所要实现的目标进行了分析,研究之间的关系,基于两个层面技术目标的解决方法提出了主动配电网源网协调控制即插即用的技术架构。能量流层面上采用分层分区控制框架实现主动配电网多状态运行的平滑切换和稳定运行,信息流层面上基于IEC61850标准实现控制管理单元的自描述和互操作,设计合适的通信架构并拓展配置文件为能量流层面上的即插即用提供支持。然后,研究了主动配电源网协调控制即插即用能量流层面上的实现。从分布式电源多运行状态和配网一次网架灵活多变的角度分析了主动配电多种运行状态的特点。基于此提出了一种分层分区源网协调控制策略,从主站层、区域层和就地层对控制策略进行了研究,分析了该控制策略自适应控制的实现过程和通信流程。通过现场具体算例验证了该控制策略在主动配电网多运行状态下控制的有效性。最后,研究了主动配电网源网协调控制即插即用信息流层面上的实现。基于分层分区的控制框架结合IEC61850的分层通信结构,设计了主动配电网源网协调控制系统的通信架构,对设备间的通信接口和通信协议进行了分析描述。通过分析控制管理单元的功能要求,选择或拓展相应的逻辑节点,对具体的逻辑设备建模,为控制管理单元建立了信息模型。通过分析IEC61968对一次拓扑的表达方式,对IEC61850的配置文件进行了拓展,使其具备了描述馈线拓扑和控制区域的能力,满足能量流层面上的控制需求。通过具体算例演绎了控制管理单元CID和描述系统拓扑的SSD配置文件的生成,并基于C#和.NET Framework开发了配置文件测试工具,对上述生成的配置文件进行了语法有效性和馈线拓扑一致性测试。本文的研究成果为主动配电网源网协调控制的即插即用提供了技术基础,有助于主动配电网技术的应用与推广。

关键词：主动配电网分层分区控制运行状态切换 IEC61850 即插即用

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主动配电网协调控制的仿真测试平台

电力系统自动化 2015年第9期39卷 54-60页

作者：陈云辉刘东凌万水潘树昌电力传输与功率变换控制教育部重点实验室上海交通大学上海市200240 上海交通大学电子信息与电气工程学院上海市200240 国家能源智能电网(上海)研发中心上海市200240

主动配电网技术通过调度分布式电源及储能单元,实现对配电网双向潮流的主动控制,提高了配电网对间歇式能源的消纳能力。完善的监测控制系统是实现主动配电网主动控制的关键。针对控制系统研究其测试平台,以主动配电网协调控制方法为例,... 详细信息

主动配电网技术通过调度分布式电源及储能单元,实现对配电网双向潮流的主动控制,提高了配电网对间歇式能源的消纳能力。完善的监测控制系统是实现主动配电网主动控制的关键。针对控制系统研究其测试平台,以主动配电网协调控制方法为例,通过分析其测试需求,提出了一种基于DIgSILENT的测试平台方案,详细说明了平台接口的实现方法。根据实际的测试效果总结了测试系统的测试时序,并结合示范工程算例的典型场景对控制器和主站进行测试,通过与仿真结果的对比,验证测试平台的有效性。

关键词：主动配电网仿真测试平台 DIgSILENT 接口

智能电网中分布式无线通信系统的需求响应误差成本和能量效率分析

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现代电力 2022年第3期39卷 371-378页

作者：熊来红潘树昌孙阳王军龙国网重庆市电力公司市区供电分公司重庆市渝中区400015 高压与电磁兼容北京重点实验室(华北电力大学) 北京市昌平区102206

针对无线通信的能量效率和需求响应误差成本严重影响系统的运行成本,提出一种基于超密集组网结构的无线通信网络,在提升智能电网需求响应管理效率的同时,减少系统的运行成本。首先采用大规模天线的中心基站,保证智能电网需求响应的通信... 详细信息

针对无线通信的能量效率和需求响应误差成本严重影响系统的运行成本,提出一种基于超密集组网结构的无线通信网络,在提升智能电网需求响应管理效率的同时,减少系统的运行成本。首先采用大规模天线的中心基站,保证智能电网需求响应的通信稳定性,然后通过低精度模数转换/数模转换(analog to digital conversions/digital to analog conversions,ADCs/DACs)提高通信系统的能量效率,同时中心基站采用全双工工作模式,进一步降低通信时延。仿真结果表明,在保障需求响应误差成本的前提下,低精度ADCs/DACs可以有效地提升通信网络的能量效率,以降低通信网络的运行成本。

关键词：需求响应误差成本能量效率低精度ADCs/DACs 全双工智能电网

湖南省地方煤矿调查资料汇编株洲市、零陵地区地县煤矿

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湖南省地方煤矿调查资料汇编株洲市、零陵地区地县煤矿

1985年

作者：潘昌树甘子元陈三喜柳松邓绍月编审

来源：汇雅图书（南通市图书馆... 评论

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含透镜体影响下尾矿砂强度特性研究

科学技术与工程 2017年第11期17卷 188-191页

作者：张小顺敬小非潘昌树谢丹重庆科技学院安全工程学院重庆401331

为模拟透镜体对自然沉积尾矿料强度影响,对不同粒径尾矿料以及含透镜体夹层尾矿料进行试验,分析含透镜体夹层对不同粒径尾矿料的强度影响。实验结果表明:透镜体夹层对尾矿料强度影响较大,随着透镜体层数增加不同粒径尾矿砂黏聚力都有所... 详细信息

为模拟透镜体对自然沉积尾矿料强度影响,对不同粒径尾矿料以及含透镜体夹层尾矿料进行试验,分析含透镜体夹层对不同粒径尾矿料的强度影响。实验结果表明:透镜体夹层对尾矿料强度影响较大,随着透镜体层数增加不同粒径尾矿砂黏聚力都有所增大;粗粒径尾矿料内摩擦角随着层数增加有明显增大。透镜体存在影响坝体稳定性,进而改进尾矿坝排矿工艺减少透镜体存在有利于增强尾矿坝稳定性。

关键词：尾矿料透镜体不同粒径强度特性

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尾矿库溃坝泥石流相似模拟试验台设计及验证

中国安全生产科学技术 2017年第7期13卷 24-29页

作者：敬小非潘昌树谢丹龚秀兰张小顺重庆科技学院安全工程学院重庆401331

泥石流是一种极具破坏力的地质灾害类型,而尾矿库溃坝形成的泥石流除产生巨大破坏力外,还会造成严重的环境污染问题,为了分析其流态演进过程设计了泥石流相似模型试验台。本尾矿库溃坝泥石流相似模拟试验台采用全透明技术以观察泥石流... 详细信息

泥石流是一种极具破坏力的地质灾害类型,而尾矿库溃坝形成的泥石流除产生巨大破坏力外,还会造成严重的环境污染问题,为了分析其流态演进过程设计了泥石流相似模型试验台。本尾矿库溃坝泥石流相似模拟试验台采用全透明技术以观察泥石流的流态演进过程,同时在传感器对应位置外侧固定量尺,以记录泥石流流动过程中泥深的动(泥石流淹没高程)静(泥石流结束后滞留泥浆高度)态变化。与现有技术相比具有5大优点,主要体现在弯度调节、坡度调节及闸门装置3大系统,并通过相似模型试验与前人研究成果对比,验证了此试验台的可行性,对完善矿山泥石流流体力学理论及矿山泥石流防灾减灾工作具有重要的科学价值及意义。

关键词：尾矿库泥石流相似模拟试验台

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筋带密度对尾矿坝漫顶破坏规律影响研究

中国安全生产科学技术 2016年第8期12卷 68-74页

作者：敬小非周筱赵一姝刘克辉叶辰潘昌树重庆科技学院安全工程学院重庆401331 中国石油西南油气田分公司四川成都610051

基于相似理论和溃决侵蚀原理,进行不同加筋密度条件下尾矿坝洪水漫顶破坏模型试验,探析了筋带密度对尾矿坝漫顶破坏影响规律。试验结果发现:1随着筋带密度的增加显著提升了尾矿坝的力学强度,但也导致了坝体内的浸润线升高;2筋带密度的... 详细信息

基于相似理论和溃决侵蚀原理,进行不同加筋密度条件下尾矿坝洪水漫顶破坏模型试验,探析了筋带密度对尾矿坝漫顶破坏影响规律。试验结果发现:1随着筋带密度的增加显著提升了尾矿坝的力学强度,但也导致了坝体内的浸润线升高;2筋带密度的增加使溃口由"Y"型逐渐向"H"型转变;3筋带密度的增加阻滞了漫坝破坏的发展,坝体位移及内部应力变化量明显减小;4增加筋带密度提高了坝体的抗冲刷能力,减弱了洪水对蚀沟两岸尾砂的拉拽作用,保证了蚀沟两翼坝体的稳定;5随着筋带密度增加,可有效减小坝体位移和溃口深度、宽度的发展,当筋带超过2层后,筋带层数的增加对坝体溃口宽、深基本无影响。研究成果深入探析了筋带密度对漫顶破坏影响规律,在尾矿坝加筋研究方面提供了科学依据。

关键词：尾矿坝筋带密度漫坝破坏规律模型试验