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基于多元状态评估和相关分析的振动故障诊断

振动与冲击 2024年第17期43卷 269-277页

作者：黄杨森王勇刘云平冯小健东方电气集团东方电机有限公司四川德阳618000

针对运行状态汽轮发电机轴振、瓦振异常预警及其原因诊断困难问题,提出一种基于多元状态评估(multivariate state evaluation technology,MSET)和相关分析(correlation analysis, CA)的故障诊断方法。首先基于MSET和滑动窗口计算当前评... 详细信息

针对运行状态汽轮发电机轴振、瓦振异常预警及其原因诊断困难问题,提出一种基于多元状态评估(multivariate state evaluation technology,MSET)和相关分析(correlation analysis, CA)的故障诊断方法。首先基于MSET和滑动窗口计算当前评价窗口内参量估计值与其运行值的残差;其次计算当前评价窗口内参数间相关系数与状态矩阵中对应相关系数的残差;再次通过为各参数相对偏差均值或残差均值、各相关系数残差设定阈值,从而提取出异常特征;最后基于异常特征和欧式距离进行振动异常预警和异常故障诊断。利用掌握的汽轮发电机运行数据测试验证,测试结果表明,所提故障诊断方法切实可行,与单一的参数自身变化评价或相关分析相比,可提取更多异常或故障特征,具备多故障诊断分析能力,更有利于振动异常预警和提高故障诊断准确性。

关键词：多元状态评估(MSET) 相关分析(CA) 异常预警故障诊断

基于校准窗口集成与耦合市场特征的可解释双层日前电价预测

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中国电机工程学报 2024年第4期44卷 1272-1285,I0003页

作者：刘慧鑫沈晓东魏泽涛刘友波刘俊勇白元宝四川大学电气工程学院四川省成都市610065 四川能投综合能源公司四川省成都市611130

随着电力市场之间耦合程度不断加深,只局限于单个市场内部的传统特征集不足以支撑高精度预测的需求。而且模型预测性能对校准窗口的选择敏感,而传统电价预测仅使用一个固定时间长度的数据集,同时预测模型的“黑盒”结构导致预测结果在... 详细信息

随着电力市场之间耦合程度不断加深,只局限于单个市场内部的传统特征集不足以支撑高精度预测的需求。而且模型预测性能对校准窗口的选择敏感,而传统电价预测仅使用一个固定时间长度的数据集,同时预测模型的“黑盒”结构导致预测结果在工程应用中可信度偏低。针对上述问题,该文提出一种考虑校准窗口集成与耦合市场特征的可解释双层日前电价预测框架。内层框架为基于改进自适应噪声完备集合经验模态分解(improved complete ensemble empirical mode decomposition,ICEEMDAN)的择优预测,首先分解原始电价序列,然后应用Lasso估计回归(lassoestimated autoregressive,LEAR)、长期和短期时间序列网络(long-term and short-term time-series networks,LSTNet)、卷积神经网络-长短记忆神经网络(convolutionalneuralnetworks-longshort termmemory,CNN-LSTM)、移动平均(autoregressive integrated moving average,ARIMA)和核极限学习机(kernel extreme learning machines,KELM)模型预测子序列并选择最优预测算法。外层框架为基于贝叶斯模型平均(bayes modelaveraging,BMA)的校准窗口集成预测,针对每个不同校准窗口长度数据集下的预测分配权重并集成得到预测电价。最后,通过可解释方法沙普利加性解释模型(shapley additiveexplanations,SHAP)分析耦合市场特征如何影响预测电价。该文通过北欧电力市场数据集的算例分析证明了所提算法的优越性和校准窗口集成方案的有效性。

关键词：校准窗口集成耦合市场特征双层预测框架改进自适应噪声完备集合经验模态分解(ICEEMDAN) 贝叶斯模型平均(BMA) 沙普利加性解释模型(SHAP)

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风光制氢合成氨系统的多时段可调度域分析

中国电机工程学报 2024年第1期44卷 160-173,I0013页

作者：周步祥朱文聪朱杰邱一苇臧天磊贺革陈刚四川大学四川省成都市610065 国网四川省电力公司电力科学研究院四川省成都市610041

为直观描述风光发电制氢合成氨(power-to-ammonia,P2A)系统的柔性负荷调节潜力,计及制氢、合成氨化工过程的负载调控特性,基于动态规划思想和计算几何理论,提出其多时段可调度域(multi-stagedispatchableregion,MSDR)的刻画方法。所提... 详细信息

为直观描述风光发电制氢合成氨(power-to-ammonia,P2A)系统的柔性负荷调节潜力,计及制氢、合成氨化工过程的负载调控特性,基于动态规划思想和计算几何理论,提出其多时段可调度域(multi-stagedispatchableregion,MSDR)的刻画方法。所提方法将多时段间相互耦合的鲁棒约束变换为“氢缓冲罐贮量–合成氨产率”状态空间中的确定性多面体约束,使得对于可调度域内的任意系统状态,均存在满足完整调度过程安全约束的“制氢流量–氨产率爬坡速率”控制序列,从而实现P2A系统可调度能力的可视化。所提MSDR模型可进一步用于构造多时段鲁棒优化调度,在保证可行性的前提下优化P2A系统的经济收益。最后,基于内蒙古自治区某在建示范工程构造算例,验证所提方法的有效性。

关键词：电制氢绿氨可调度域工业负荷调控动态规划鲁棒优化计算几何

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微流控可控制备液滴、颗粒和胶囊及其应用

化工学报 2024年第4期75卷 1455-1468页

作者：吉笑盈郑园李晓鹏杨振张维邱诗蕊张倩颖罗沧海孙东鹏陈东李东亮四川中烟工业有限责任公司烟草行业雪茄发酵工艺重点实验室四川成都610100 四川中烟工业有限责任公司厅市共建国产雪茄烟叶工业高效利用重点实验室四川成都610100 浙江大学能源工程学院浙江杭州310029 四川中烟工业有限责任公司长城雪茄厂四川什邡618400

微流控技术在可控制备液滴、颗粒和胶囊方面具有独特优势,能够精确控制液滴、颗粒和胶囊的粒径大小、尺寸分布、形貌结构和材料组成,在生物医药、食品、护肤品等领域具有广泛应用。详细总结了微流控技术可控制备液滴、颗粒和胶囊所用的... 详细信息

微流控技术在可控制备液滴、颗粒和胶囊方面具有独特优势,能够精确控制液滴、颗粒和胶囊的粒径大小、尺寸分布、形貌结构和材料组成,在生物医药、食品、护肤品等领域具有广泛应用。详细总结了微流控技术可控制备液滴、颗粒和胶囊所用的器件设计、工艺策略及其相关应用。此外,还重点介绍了多相流数值模拟在液滴、颗粒和胶囊制备过程和优化实验参数中的应用,以及微流控器件实现液滴、颗粒和胶囊量产的平行放大策略。将为液滴、颗粒和胶囊的制备和应用提供重要指导。

关键词：微流控液滴颗粒胶囊数值模拟平行放大微通道

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航空燃气涡轮-电混合动力系统关键技术分析

推进技术 2024年第3期45卷 73-83页

作者：伏宇刘昭威郑天慧王鹏中国航发四川燃气涡轮研究院四川成都610500

本文介绍了串联式和并联式混合动力系统的基本原理与性能特点,对混合动力的性能优势来源进行了原理性阐述。针对混合动力的系统架构,分析了性能设计、控制系统、电机设计以及热管理方面的关键技术。航空燃气涡轮-电混合动力技术的发展,... 详细信息

本文介绍了串联式和并联式混合动力系统的基本原理与性能特点,对混合动力的性能优势来源进行了原理性阐述。针对混合动力的系统架构,分析了性能设计、控制系统、电机设计以及热管理方面的关键技术。航空燃气涡轮-电混合动力技术的发展,有可能对传统航空发动机领域产生颠覆性变革。需要打破原有航空发动机热力机械设计思维,将动力系统所涉及的推进、电能以及热管理进行融合设计,推动航空动力系统效能进一步提升。

关键词：燃气涡轮电推进混合动力航空发动机综述

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柔塔型风力发电机组的转矩控制器设计

电网技术 2024年第3期48卷 1361-1371页

作者：林志明尹景勋郑大周雷必成台州学院智能制造学院浙江省台州市318000 东方电气风电股份有限公司四川省德阳市618000 东方电气股份有限公司四川省成都市610000

风力发电机组(以下简称风电机组)的转矩控制,需要兼顾发电效率与机组载荷,常采用恒转速-变转速-恒转速策略。针对柔塔型风电机组塔架频率低、在变转速区存在共振点,引起塔架疲劳载荷急剧增加的问题,提出一种分段式变转速策略:将传统的... 详细信息

风力发电机组(以下简称风电机组)的转矩控制,需要兼顾发电效率与机组载荷,常采用恒转速-变转速-恒转速策略。针对柔塔型风电机组塔架频率低、在变转速区存在共振点,引起塔架疲劳载荷急剧增加的问题,提出一种分段式变转速策略:将传统的变转速区分解成2个变转速区和1个快速穿越区,在边界区通过及时下拉或上拉电磁转矩,使风轮转速快速上升或下降,实现共振区的快速穿越;动态调整PI转矩输出极限值,实现变转速区与恒转速区之间的平滑切换。建立用于转矩控制器设计的动力学模型,根据模型完成控制器参数设计,并对控制器的稳定性做出校验。通过GH Bladed仿真分析和风电现场测试验证,表明设计出的转矩控制器能在变转速区使机组快速穿越塔架共振区,有效避免塔架共振的发生,且在恒转速区能够较好地稳定转速,确保在不增加风电机组疲劳载荷的同时还有足够的稳定裕度,具有较高的工程应用价值。

关键词：转矩控制控制器设计塔架共振变转速机组疲劳载荷

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立式异步变频电机的模态分析与研究

上海大中型电机 2024年第3期 4-7页

作者：王栎宁上海电气集团上海电机厂有限公司上海200240

近年来,随着中型立式异步电机更普遍的使用于变频工况,水平振动问题也不断增加,部分振动问题是由于电机的簧片频率刚好落在电机的运行范围内,发生了结构共振。为调整立式变频电机的簧片频率,避免结构共振,提出了六边形截面与圆形截面两... 详细信息

近年来,随着中型立式异步电机更普遍的使用于变频工况,水平振动问题也不断增加,部分振动问题是由于电机的簧片频率刚好落在电机的运行范围内,发生了结构共振。为调整立式变频电机的簧片频率,避免结构共振,提出了六边形截面与圆形截面两种机座,并与常规四方形截面机座的电机进行了有限元刚强度与模态的对比分析,得出了各机座优劣的对比结果。

关键词：变频立式电机模态簧片频率有限元

基于PDC法的大型发电机定子线棒主绝缘热老化状态评估

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绝缘材料 2024年第6期57卷 68-75页

作者：王思宇周凯朱光亚杨帅刘雁四川大学电气工程学院四川成都610065 东方电气集团东方电机有限公司四川德阳618000

大型发电机在运行过程中会受到热应力等因素的影响,造成定子线棒绝缘劣化乃至失效,影响发电机的安全稳定运行。为了明确极化-去极化电流(PDC)法对于定子线棒主绝缘性能评估的有效性,首先采用PDC法评估热老化状态的定子线棒主绝缘性能。... 详细信息

大型发电机在运行过程中会受到热应力等因素的影响,造成定子线棒绝缘劣化乃至失效,影响发电机的安全稳定运行。为了明确极化-去极化电流(PDC)法对于定子线棒主绝缘性能评估的有效性,首先采用PDC法评估热老化状态的定子线棒主绝缘性能。依据PDC测试结果,提取出稳态电导电流、0.1 Hz极化/去极化损耗、不对称系数等基本特征参量;随后再利用奇异值分解(SVD)算法对线棒样本的PDC数据进行扩展德拜模型的分析,得出其模拟电路的支路数和支路参量,通过分析明确老化过程中上述特征参量的变化规律。最后对不同热老化时长的样本进行傅里叶变换红外光谱(FTIR)分析,从微观角度进一步明确上述绝缘后固化和劣化过程的机理。结果表明:随着绝缘老化程度加剧,稳态电导电流和0.1 Hz极化/去极化损耗增加,不对称系数偏离1的程度加剧,界面极化时间常数τ2减小。

关键词：定子线棒绝缘极化/去极化电流法热老化特征参量

重复脉冲电压对大型旋转电机线棒低阻防晕层影响的试验研究及仿真分析

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绝缘材料 2024年第1期57卷 87-93页

作者：刘雁赵文焕王鹏杨帅张跃朱英伟东方电气集团东方电机有限公司四川德阳618000 四川大学电气工程学院四川成都610005

在不同上升时间条件下,探讨重复脉冲对不同悬空长度和增加固定金属板的变频电机转子线棒绝缘表面电位的影响规律,然后结合电荷弛豫理论以及有限元仿真,探讨绝缘表面电位的变化机理。结果表明:线棒表面电位峰峰值随重复脉冲上升时间增加... 详细信息

在不同上升时间条件下,探讨重复脉冲对不同悬空长度和增加固定金属板的变频电机转子线棒绝缘表面电位的影响规律,然后结合电荷弛豫理论以及有限元仿真,探讨绝缘表面电位的变化机理。结果表明:线棒表面电位峰峰值随重复脉冲上升时间增加而减小,当脉冲上升时间达到800 ns时,低阻防晕层末端电位峰峰值接近2倍外施电压峰峰值;在工况条件下,绝缘表面温度超过150℃时会产生白烟并伴随局部放电现象。分析认为具有较短上升时间的跳变电压是影响线棒电热性能的重要参数。最后根据实验和仿真结果为变频电机线棒绝缘设计提出了合理的改进建议。

关键词：重复脉冲电压变频电机低阻防晕层表面电位最大温度