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光热-跨临界二氧化碳储能循环动态特性研究

化工学报 2024年

作者：王迪陈伟倩孙灵芳周云龙东北电力大学自动化工程学院

为了改善新能源发电波动对电网的影响，本文提出了一种光热-跨临界二氧化碳储能循环(Transcritical compressed carbon dioxide energy storage，TC-CCES)集成热力系统，采用模块化机理建模方法，基于能质平衡关系分别建立TC-CCES系统... 详细信息

为了改善新能源发电波动对电网的影响，本文提出了一种光热-跨临界二氧化碳储能循环(Transcritical compressed carbon dioxide energy storage，TC-CCES)集成热力系统，采用模块化机理建模方法，基于能质平衡关系分别建立TC-CCES系统与光热系统的动态数学模型，获取TC-CCES系统在储释能阶段关键参数的动态响应曲线。研究结果表明，系统的储能密度达到28.43kW·h/m3，储能效率与循环效率分别为58.01%，60.85%，动态数学模型的最大误差均小于5%；此外，太阳直射辐射变化促使系统热源温度变化，而系统负荷对热源温度变化非常敏感，热源温度升高2.29%，换热器负荷升高3.36%；且在某地区四季典型日，冬季比秋季机组负荷低了23.9%。本文提出的动态数学模型可用于分析太阳能发电的动态特性，并为控制系统的设计奠定了理论基础。

关键词：光热 T-CO 储能循环模型动态特性建模仿真

基于组合时域特征提取和Stacking集成学习的燃煤锅炉NOx排放浓度预测

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中国电机工程学报 2023年

作者：唐振浩隋梦璇曹生现东北电力大学自动化工程学院

为了提高火电厂锅炉出口NOx排放浓度的预测精度，提出一种考虑组合时域特征的Stacking集成学习模型。首先为了挖掘数据深层信息，采用时序分析、完全自适应噪声集合经验模态分解（Complete Ensemble Empirical Mode Decomposition with ... 详细信息

为了提高火电厂锅炉出口NOx排放浓度的预测精度，提出一种考虑组合时域特征的Stacking集成学习模型。首先为了挖掘数据深层信息，采用时序分析、完全自适应噪声集合经验模态分解（Complete Ensemble Empirical Mode Decomposition with Adaptive Noise Analysis，CEEMDAN）和统计学计算数据标准差、偏度等特征的方法进行组合时域特征提取以构建重构数据；其次考虑到重构数据中存在的冗余变量对模型的精度有所影响，利用遗传算法(Genetic Algorithm， GA)对重构数据进行特征降维；最后为了充分发挥各个模型的优势以提高模型的预测精度，构建以极限学习机(Extreme Learning Machines， ELM)、深度神经网络(Deep Neural Networks， DNN)、多层感知器(Multilayer Perceptron， MLP)、极限梯度提升算法(eXtreme Gradient Boosting， XGBoost)为基模型和以回声状态网络(Echo State Network， ESN)为元模型的Stacking集成学习NOx排放浓度预测模型。实验结果表明：该预测模型在不同数据集下都有着不错的预测效果，预测误差均小于2%，能够对锅炉NOx排放浓度实现精准预测。

关键词： NOx排放浓度时序特征时域特征数据重构 Stacking集成学习

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基于SWLSTM算法的超短期风向预测

中国电机工程学报 2019年第15期39卷 4459-4467页

作者：唐振浩赵赓楠曹生现赵波东北电力大学自动化工程学院

风向预测是提高风能转化率、保障偏航系统运行安全的基础。为了建立高精度风向预测算法,提出一种基于自校正小波长短时记忆网络(self-tuning wavelet long-short term memory neural network,SWLSTM)算法。首先,利用互信息法选取时间序... 详细信息

风向预测是提高风能转化率、保障偏航系统运行安全的基础。为了建立高精度风向预测算法,提出一种基于自校正小波长短时记忆网络(self-tuning wavelet long-short term memory neural network,SWLSTM)算法。首先,利用互信息法选取时间序列特征的长度;然后,经过小波分解进一步提取风向序列的时域信息和频域信息;在此基础上,选择长短时记忆递归神经网络(long-short term memory neural network,LSTM)进行建模;最后,设计误差自校正策略,进一步提升预测精度。为了验证该文算法的适应性与预测精度,选择风电场实际风向数据分别进行实验。实验结果表明,SWLSTM算法优于常见数据建模方法,风向预测误差小于1.73%,满足风电场的生产要求。

关键词：风向预测互信息法小波分解长短时记忆递归神经网络误差自校正

基于分布式光纤传感的热网膨胀节膨胀量测量方法

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自动化学报 2019年第11期45卷 2171-2177页

作者：杨汉瑞李勇勇徐士博张经纬栾宁东北电力大学自动化工程学院

在热力管网中,膨胀节作为缓冲管道的关键部分,极易因变形扭曲引发泄漏故障,进而致使热网瘫痪.实时准确测量膨胀节的膨胀是评估管网健康状态的有效途径.对此,本文提出一种基于分布式光纤传感技术的膨胀节膨胀量的新型检测方法,建立了膨... 详细信息

在热力管网中,膨胀节作为缓冲管道的关键部分,极易因变形扭曲引发泄漏故障,进而致使热网瘫痪.实时准确测量膨胀节的膨胀是评估管网健康状态的有效途径.对此,本文提出一种基于分布式光纤传感技术的膨胀节膨胀量的新型检测方法,建立了膨胀量检测模型,并通过实验验证了方法的有效性.研究结果表明,测量误差随着光纤绕制圈数增大而减小,通过调节绕制圈数,可以将误差范围控制在3%以内.这不仅为热网膨胀节的膨胀量检测提出了一种新思路,同时也为分布式光纤传感技术在热网健康状态检测领域的应用奠定了一定的理论基础.

关键词：分布式光纤传感供热管网膨胀量检测

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风电齿轮箱振动信号耦合调制建模与应用

仪器仪表学报 2024年第3期45卷 240-250页

作者：武英杰佟源李鹏飞田野王建国东北电力大学自动化工程学院吉林132012

风电齿轮箱不同轮系间存在的耦合调制现象干扰了实际故障诊断,为此,针对两级行星一级平行结构的齿轮箱提出一种考虑级间耦合调制的现象学模型。首先,在风电齿轮箱振动信号幅值、频率解调分析基础上,定义了多级传动下的级间串联调制特性... 详细信息

风电齿轮箱不同轮系间存在的耦合调制现象干扰了实际故障诊断,为此,针对两级行星一级平行结构的齿轮箱提出一种考虑级间耦合调制的现象学模型。首先,在风电齿轮箱振动信号幅值、频率解调分析基础上,定义了多级传动下的级间串联调制特性,并提出幅值-频率级间串联调制模型;通过构造多级调幅信号和调频信号,在频谱和解调谱中对串联调制特性进行仿真分析,并提出耦合调制特性边带能量指标用于模型评价;设计了与现场齿轮箱具有相同结构的缩比齿轮箱实验台,并在正常与故障状态下进行实验、现场联合分析,验证级间串联调制模型的有效性。结果表明:频率耦合调制现象在四种状态下尤为明显,其耦合调制特性边带能量分别为1.02、1.04、1.18、1.25。本模型所反映的齿轮箱级间耦合调制现象是齿轮箱本身所有,不会因齿轮箱的状态而发生改变,本模型为提高风电齿轮箱故障诊断准确性提供参考。

关键词：风电齿轮箱幅值调制频率调制现象学模型

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换热管道污垢热阻直接检测方法与实现

中国电机工程学报 2018年第14期38卷 4165-4172页

作者：王恭罗博文曹生现赵波张叶吕昌旗东北电力大学自动化工程学院

目前,电厂循环冷却水换热管道内壁污垢热阻检测多采用间接检测法,其检测过程复杂且易引入多种测量误差。该文提出了一种通过污垢厚度和导热系数检测直接获取污垢热阻的方法。利用超声波时域反射法结合信号处理技术获得管内污垢厚度,通... 详细信息

目前,电厂循环冷却水换热管道内壁污垢热阻检测多采用间接检测法,其检测过程复杂且易引入多种测量误差。该文提出了一种通过污垢厚度和导热系数检测直接获取污垢热阻的方法。利用超声波时域反射法结合信号处理技术获得管内污垢厚度,通过显微测距分析验证了测量精度;利用瞬态平面热源法获取污垢导热系数,通过残差分析验证了其可信度;根据传热学原理进行公式推导计算获得污垢热阻。以典型碳酸钙污垢为实验对象的测试结果表明：该方法能快速、准确的对污垢热阻进行检测,可信度高、重复性好,对工业换热系统的污垢检测、防垢与抑垢具有重要意义。

关键词：换热管道超声检测污垢厚度导热系数污垢热阻

基于Retinex理论的稀疏直接法VSLAM三维重建

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中国惯性技术学报 2021年第2期29卷 147-153页

作者：夏琳琳蒙跃王策刘瑞敏东北电力大学自动化工程学院吉林132012

基于视觉的同时定位与建图(VSLAM)已广泛应用于室内机器人导航任务中。面向自主导航及地图复用性的需求,实时三维重建需克服环境光照不均、角点提取数量及质量不高、位姿漂移等问题。为此,提出构建一类基于稀疏直接法单尺度Retinex的SLA... 详细信息

基于视觉的同时定位与建图(VSLAM)已广泛应用于室内机器人导航任务中。面向自主导航及地图复用性的需求,实时三维重建需克服环境光照不均、角点提取数量及质量不高、位姿漂移等问题。为此,提出构建一类基于稀疏直接法单尺度Retinex的SLAM(RDSOL)系统。RDSOL继承稀疏直接法里程计(DSO)主体框架,算法上打破后者前端光度标定及无回环检测模块的设计,通过单尺度Retinex图像增强及添加闭环,有利于避免ORB特征缺失及消除位姿漂移累积误差,获得全局一致的轨迹及地图。所开发的RDSOL在开源数据集及实际场景测试中,均取得轨迹拟合性较好的三维重建效果。基于数据集TUM-mono对算法的速度进行了测试,测试结果表明,RDSOL相对于DSO而言运行加速比达到了10.91%,序列平均耗时大幅减小。

关键词：基于稀疏直接法单尺度Retinex的SLAM系统单尺度Retinex 三维重建闭环检测视觉同步定位与建图

光热-跨临界压缩二氧化碳储能循环动态特性研究

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化工学报 2024年第5期75卷 2047-2059页

作者：王迪陈伟倩孙灵芳周云龙东北电力大学自动化工程学院吉林吉林132012

为了改善新能源发电波动对电网的影响,提出了一种光热-跨临界压缩二氧化碳储能(transcritical compressed carbon dioxide energy storage,TC-CCES)循环集成热力系统,采用模块化机理建模方法,基于能质平衡关系分别建立TC-CCES系统与光... 详细信息

为了改善新能源发电波动对电网的影响,提出了一种光热-跨临界压缩二氧化碳储能(transcritical compressed carbon dioxide energy storage,TC-CCES)循环集成热力系统,采用模块化机理建模方法,基于能质平衡关系分别建立TC-CCES系统与光热系统的动态数学模型,获取TC-CCES系统在储释能阶段关键参数的动态响应曲线。研究结果表明,系统的储能密度达到28.43 kW/m3,储能效率与循环效率分别为58.01%和60.85%,动态数学模型的最大误差均小于5%。此外,太阳直射辐射变化促使系统热源温度变化,而系统负荷对热源温度变化非常敏感,热源温度升高2.29%,换热器负荷升高3.36%,而且在某地区四季典型日冬季比秋季机组负荷低了23.9%。提出的动态数学模型可用于分析太阳能发电的动态特性,可为控制系统的设计提供理论参考。

关键词：光热 T-CO_(2)储能循环模型动态特性建模仿真

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电磁场抑制换热面析晶污垢的形成

农业工程学报 2020年第8期36卷 206-211页

作者：张一龙周满满曲宸熙李霞王乐君东北电力大学自动化工程学院吉林132012

为研究电磁场对换热表面析晶污垢的抑垢情况,该研究以电磁水处理动态试验台为依托通过一系列变工况的试验,获取了不同磁场强度、流速和入口温度下碳酸钙污垢热阻热阻曲线,又通过电磁场、流场及温度场之间的正交分析得出了各因素对析晶... 详细信息

为研究电磁场对换热表面析晶污垢的抑垢情况,该研究以电磁水处理动态试验台为依托通过一系列变工况的试验,获取了不同磁场强度、流速和入口温度下碳酸钙污垢热阻热阻曲线,又通过电磁场、流场及温度场之间的正交分析得出了各因素对析晶污垢生长的具体影响。结果表明,试验磁感应强度范围内污垢热阻随磁感应强度的增大呈减小趋势;不加磁场湍流状态下,流速越大污垢热阻越小;磁场与流速共同作用可以强化阻垢效果。随着入口温度的增加,热阻渐近值先增大后减小,在入口温度为30℃时出现极大值;电磁场处理产生的热阻减小的效果要大于入口温度增加引起的热阻增加的效果。通过正交分析,得出了影响污垢生长的主次因素由强到弱依次为磁感应强度、流速、入口温度。同时计算出了该试验台在试验工况下的最优运行工况,在入口温度30℃,流速0.4m/s,磁感应强度20 mT情况下抑垢效果最好。研究结果可为工业循环水除垢抑垢提供一定的参考。

关键词：磁场流速温度正交分析析晶污垢