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融合改进符号动态熵和随机配置网络的水电机组轴系故障诊断方法

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水利学报 2022年第9期53卷 1127-1139页

作者：陈飞王斌周东东赵志高丁晨陈帝伊西北农林科技大学水利与建筑工程学院陕西杨凌712100 武汉大学水资源与水电工程科学国家重点实验室湖北武汉430072

现有水电机组轴系故障诊断研究主要建立在单一传感器振动信号数据的基础上,存在故障信息缺失和传感器测点选择困难等问题。为此,提出了一种基于精细复合多元多尺度符号动态熵(RCMMSDE)和随机配置网络(SCN)相结合的水电机组轴系故障诊断... 详细信息

现有水电机组轴系故障诊断研究主要建立在单一传感器振动信号数据的基础上,存在故障信息缺失和传感器测点选择困难等问题。为此,提出了一种基于精细复合多元多尺度符号动态熵(RCMMSDE)和随机配置网络(SCN)相结合的水电机组轴系故障诊断方法。首先,将精细复合技术引入RCMMSDE模型中,改进了传统多元多尺度熵粗粒化不足的问题。然后,通过提取水电机组不同传感器振动信号的RCMMSDE值作为故障特征。最终,将故障特征输入SCN网络实现水电机组轴系故障的准确识别。仿真结果表明,RCMMSDE-SCN模型在两个不同数据集上分别取得了97.58%和99.17%的诊断率,验证了所提模型具有良好的诊断性能。同时,对比不同诊断模型在多元传感器信号和单一传感器信号两种不同情景下的诊断情况,表明融合多元振动信号可以有效改善水电机组轴系故障诊断模型的识别性能。本研究为融合水电机组多元传感器振动信号故障诊断提供了一种新的方法,具有良好的借鉴价值。

关键词：水电机组故障诊断多元多尺度符号动态熵随机配置网络特征提取

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基于VMD-HHT方法的水电机组启动过渡过程振动信号分析研究

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工程科学与技术 2017年第2期49卷 92-99页

作者：杨华陈云良徐永赵琼四川大学水力学与山区河流开发保护国家重点实验室水利水电学院四川成都610065 西华大学流体及动力机械省部共建教育部重点实验室四川成都610039

随着中国水电机组数量及装机容量的不断增加,水电机组启动过渡过程故障问题也日趋明显,利用信号分析法对机组故障诊断得到广泛的应用。利用一种处理非线性非平稳信号自适应方法——变分模态分解(Variational Mode Decompostion,VMD),对... 详细信息

随着中国水电机组数量及装机容量的不断增加,水电机组启动过渡过程故障问题也日趋明显,利用信号分析法对机组故障诊断得到广泛的应用。利用一种处理非线性非平稳信号自适应方法——变分模态分解(Variational Mode Decompostion,VMD),对葛洲坝某台机组启动过渡过程振动信号分析。首先,利用VMD方法对启动过渡过程仿真振动信号进行分析,验证VMD方法处理非线性非稳态信号的有效性。然后,利用该方法对机组启动过渡过程实测振动信号进行固有模态函数(IMF)的有效分离,通过Hilbert-Huang(HHT)变换对各IMF进行瞬时频率计算,得出相应的Hilbert谱,并将结果与经验模态分解(EMD)方法进行对比。从最终的振动信号分析中可以看出,通过VMD分解后的IMF可划分为3部分:第1部分主要为信号的发展趋势;第2部分主要为信号的基础分解,出现较强的规律性的"纺锤形"信号,且能够反映机组开机过程的振动变化规律;第3部分主要为干扰噪音或机组故障导致的高频特征信号,信号波形图无明显规律性,对应的Hilbert谱也明显具有主频波动小,幅值稳定等优势。结果表明:经VMD分解后,机组启动过渡过程振动信号各分量频率变化与机组转速时变规律吻合良好,能够有效提取特征频率,较EMD具有更好的自适应性,分析结果更加准确有效,能够更好地揭示水电机组过渡过程信号中的振动规律。

关键词：水电机组过渡过程非平稳信号时频分析变分模态分解(VMD)

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水电机组稳定余量域及超低频振荡衰减研究

水力发电学报 2019年第8期38卷 110-120页

作者：侯亮宇杨建东杨威嘉马安婷赵志高武汉大学水资源与水电工程科学国家重点实验室

近年来,由水电机组引发的电力系统超低频振荡问题频发,研究水电站超低频振荡特性对电力系统的稳定运行十分关键,对工程实际中如何保证系统稳定裕度及振荡衰减特性作出定量分析值得作更深入的研究。为此,本文基于稳定余量的概念,建立了... 详细信息

近年来,由水电机组引发的电力系统超低频振荡问题频发,研究水电站超低频振荡特性对电力系统的稳定运行十分关键,对工程实际中如何保证系统稳定裕度及振荡衰减特性作出定量分析值得作更深入的研究。为此,本文基于稳定余量的概念,建立了水力机组调节的数学模型,采用理论分析与数值模拟对比,探讨了不同余量域下水电机组超低频振荡的衰减特性,揭示了系统参数与振荡衰减系数之间的关系,并给出了简要的工程应用示例。结果表明:稳定余量可以代表系统时域响应的衰减度,为指数函数形式的响应包络线的幂系数,也是系统响应频率、阻尼比的乘积;当系统参数发生改变时,通过对余量域变化的理论推导可得到机组超低频振荡的衰减特性。

关键词：水电机组频率调节超低频振荡稳定余量域衰减特性

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水电机组开度模式的复合脉冲调节方法

水力发电 2023年第3期49卷 75-79页

作者：郭俊鑫周宇阳方云飞李镇郭波卢乔黄爱平国家能源集团新疆吉林台水电开发有限公司新疆伊宁835000 上海朴宜实业有限公司上海200240 新华控制工程有限公司上海200240

针对水电机组控制常用的开度模式,引入复合脉冲调节方法,通过持续长脉冲和连续短脉冲的结合实现不同速率可控的导叶开度执行曲线,从而体现柔性控制的设计思想。在机网协调的快速性要求下,复合脉冲调节方法在克服水力干扰和有功反调方面... 详细信息

针对水电机组控制常用的开度模式,引入复合脉冲调节方法,通过持续长脉冲和连续短脉冲的结合实现不同速率可控的导叶开度执行曲线,从而体现柔性控制的设计思想。在机网协调的快速性要求下,复合脉冲调节方法在克服水力干扰和有功反调方面具有明显的效果。

关键词：导叶开度模式复合脉冲机网协调柔性控制水电机组

水电机组轴承测温系统信号误报原因分析与解决方法

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云南水力发电 2022年第S1期38卷 7-9页

作者：刘继永陈俊宇余浩赵志巅王俊华电云南发电有限公司绿水河发电厂云南红河661600

绿水河电厂发电机组轴承测温系统存在信号误报的问题,通过检查和数据分析,判断其主要原因是测温电阻损坏、电磁干扰、机组振动、巡检通道损坏等,为此提出了针对性解决方法,降低误发信号概率,提高了测温系统可靠性。

关键词：水电机组测温系统信号误报原因分析

基于粗糙集和多类支持向量机的水电机组振动故障诊断

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中国电机工程学报 2010年第20期30卷 88-93页

作者：张孝远周建中黄志伟李超顺贺徽华中科技大学水电与数字化工程学院湖北省武汉市430074

针对水电机组常规振动故障诊断分类器不能反映分类中的不确定信息的不足,提出一种基于粗糙集的一对一(1-v-1)多类支持向量机分类方法。该方法充分利用粗糙集对不确定、不完整数据和复杂模式的良好刻画能力及支持向量机优秀的泛化能力,... 详细信息

针对水电机组常规振动故障诊断分类器不能反映分类中的不确定信息的不足,提出一种基于粗糙集的一对一(1-v-1)多类支持向量机分类方法。该方法充分利用粗糙集对不确定、不完整数据和复杂模式的良好刻画能力及支持向量机优秀的泛化能力,应用粗糙集最核心的思想:上、下近似来描述支持向量机分类结果。结合1-v-1方法实现支持向量机的多类分类,导出多类分类时样本的上、下近似和边界区域的集合表示,并以规则的形式对分类器进行描述。用所提方法对国际标准测试数据进行实验,并应用于某水电厂机组振动故障诊断。所得结果与单纯1-v-1多类支持向量机方法比较,结果表明该分类器具有规则简洁、分类阶段所需存储空间小,能够反映故障模式分类中的不确定信息等优点。

关键词：水电机组粗糙集支持向量机故障诊断

基于最小二乘支持向量机和信息融合技术的水电机组振动故障诊断(英文)

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中国电机工程学报 2007年第23期27卷 86-92页

作者：彭文季罗兴锜郭鹏程逯鹏西安理工大学水利水电学院陕西省西安市710048

应用最小二乘支持向量机和信息融合技术对水电机组的振动故障进行诊断。采用以水电机组振动信号的频域特征和时域振幅特征作为特征向量的学习样本,通过训练,使最小二乘支持向量机能够反映特征向量和故障类型的映射关系,在完成局部诊断... 详细信息

应用最小二乘支持向量机和信息融合技术对水电机组的振动故障进行诊断。采用以水电机组振动信号的频域特征和时域振幅特征作为特征向量的学习样本,通过训练,使最小二乘支持向量机能够反映特征向量和故障类型的映射关系,在完成局部诊断后再实现决策信息融合,从而达到故障诊断的目的。以水电机组振动故障诊断为例,进行了应用检验。研究结果表明,与常规方法相比,最小二乘支持向量机和信息融合技术相结合的方法具有快速有效等优点,适合水电机组振动故障的诊断。

关键词：水电机组振动故障诊断支持向量机信息融合

基于引力搜索核聚类算法的水电机组振动故障诊断

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中国电机工程学报 2013年第2期33卷 98-104,18页

作者：李超顺周建中肖剑肖汉华中科技大学水电与数字化工程学院湖北省武汉市430074

核聚类是一类有效的水力发电机组振动故障诊断方法,为了解决核聚类有效性评价和核参数选择的问题,提出了一种引力搜索核聚类算法。首先建立以核Xie-Beni指标为目标的聚类模型;然后引入引力搜索框架,以聚类中心和核函数参数为优化变量,... 详细信息

核聚类是一类有效的水力发电机组振动故障诊断方法,为了解决核聚类有效性评价和核参数选择的问题,提出了一种引力搜索核聚类算法。首先建立以核Xie-Beni指标为目标的聚类模型;然后引入引力搜索框架,以聚类中心和核函数参数为优化变量,通过引力搜索求解核聚类模型;最后定义了基于核空间样本相似度的故障诊断模型。利用国际标准样本集对该方法进行分类测试,并将该方法应用于水电机组振动故障诊断。试验结果表明:与传统聚类方法相比,文中方法具有更高分类精度,且能对故障样本准确聚类并提取诊断模型参数,实现故障的准确诊断。

关键词：水电机组故障诊断核函数模糊聚类引力搜索

水电机组推力轴承镜板泵及油循环冷却系统的水力优化设计

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水利水电科技进展 2016年第3期36卷 62-67页

作者：赖喜德张翔陈小明卢珍杨仕福西华大学能源与动力工程学院四川成都610039 东方电气集团东方电机有限公司四川德阳618000

针对水电机组推力轴承镜板泵流体动力设计过程中孔的布置形式以及集油槽的断面形状、面积和出口管路直径等几何参数优化问题,提出适合镜板泵流道设计的镜板泵性能预测及优化设计方法。通过不同几何参数组合,采用基于多工况数值模拟的性... 详细信息

针对水电机组推力轴承镜板泵流体动力设计过程中孔的布置形式以及集油槽的断面形状、面积和出口管路直径等几何参数优化问题,提出适合镜板泵流道设计的镜板泵性能预测及优化设计方法。通过不同几何参数组合,采用基于多工况数值模拟的性能预测方法来分析镜板泵的主要过流部件的关键尺寸、形状等对其性能的影响,并在此基础上提出一种基于整个循环系统协同的镜板泵水力优化设计方法,可提高自循环系统设计中流体动力系统的性能及可靠性。对比试验表明,在原试验循环系统参数不变的条件下,某大型水电机组推力轴承镜板泵在优化设计后平均扬程提高4 m,平均效率提高5.5%,且H-Q曲线能更好保证变工况运行时系统的稳定性。

关键词：水电机组推力轴承循环冷却系统镜板泵集油槽优化设计性能预测