基于CEEMDAN和小波包分解的闸门振动信号降噪研究

针对闸门监测振动信号去噪问题,提出基于CEEMDAN(经验模态分解)和小波包分解的闸门振动信号降噪算法,通过采用CEEMDAN和小波包分解方法进行信号去噪,可以有效处理水电站泄洪闸门振动信号中受到的外部干扰。CEEMDAN方法能够将信号分解成多个本征模态函数(IMF),每个IMF代表不同频率的振动成分,使得外部干扰和真实信号成分可以分离。随后,小波包分解能够将每个IMF进一步分解成不同尺度和频率的子频带,这有助于更准确地定位和分离干扰成分。对每个子频带应用阈值去噪技术,可以有效去除噪声,保留真实信号。由测试结果可知,该算法能很好地剔除闸门振动信号中的无用噪声,有效提高闸门振动信号的准确性。

水轮机尾水进人门螺栓在线监测技术研究

水轮机尾水进人门是水电机组重要的过流承压部件,其可靠性关系到整个水电站的安全运行,是现场运维重点关注对象。以某巨型混流式水轮机尾水进人门为研究对象,对进人门螺栓状态监测技术进行了系统研究和现场实施,为水电机组智能运维与故障诊断提供技术支撑。

蜗壳门模型物理场实时监测

蜗壳门的运行状态显著影响着水轮机的进水情况。因此,监测其运行状态可保障机组安全稳定运行至关重要。为提升蜗壳门运行状态监测的效果,需要构建一套兼具高精度、高实时性的蜗壳门物理场实时监测系统。运用有限元分析技术,以现场的监测数据为基础,再利用代理模型技术,构建高精度的蜗壳门物理场实时监测系统,从而实现蜗壳门真实物理模型与数字模型的毫秒级别、高精度的实时仿真。结果表明,通过运用蜗本监测体系用,实现了蜗壳门的高精度、高实时性的运行状态物理场监测。

基于VMD-SSA-LSTM的闸门振动信号趋势预测

闸门振动信号分析和预测是检测闸门运行状态的重要方式,由于闸门信号的复杂性和非平稳性,准确判断闸门状态成为难题。本文提出一种基于VMD多模态分解和SSA-LSTM网络结构,对输入的闸门信号进行分解和预测。首先采用VMD分解了闸门信号并取得信号特征,通过SSA优化LSTM网络超参数,提高对闸门信号预测的准确性和效率。实验结果表明:相比LSTM和VMD-LSTM,本文的算法效果最佳,采用SSA算法后,RMSE下降68.1%,为闸门振动信号检测和预测提供基础。

某水轮发电机关键设备物理场在线监测系统开发及应用

针对传统水轮发电机运行状态监测过程中仅能通过分散的、单一的局部测点数据来评估设备的运行状态,无法对设备进行实时的、全面立体感知的现状,结合数字孪生及物理场分析技术,开发了水轮发电机关键设备物理场在线监测系统。通过物理实体与数字孪生体物理场状态的实时、高精度映射,实现水轮发电机关键设备实时状态监测、故障诊断与健康管理服务,快速捕捉故障现象,准确定位故障原因,为运行操作人员提供智能优化指导。

基于PSO-BP的泄洪闸门液压启闭机信号预测

针对水电站泄洪闸门开启和关闭状态难以判断正常与否的问题,本文提出基于PSO-BP的启闭机关键状态信号预测方法,通过泄洪闸门运行状态分析确定输入参数。通过对某实际闸门关闭情况进行训练,构建5个输入参数,隐含层10个参数和输出1个参数的BP网络。通过PSO算法获取BP算法最佳初值,PSO收敛于0.4。然后再训练BP网络,由测试结果可知,通过PSO-BP神经网络拟合的结果能较好预测启闭机开闭情况,为泄洪闸门关键状态监测提供技术支撑。

水轮机顶盖模型物理场实时监测研究

水轮机顶盖是发电机组的关键部件,其运行状态的监测是机组安全稳定运行的重要保障。如何实现水轮机顶盖快速、直观、无盲区的运行状态监测,始终是水电站运维环节的难点。为提升水轮机顶盖运行状态监测的效果,构建一套具备高精度、高实时性的水轮机顶盖物理场实时监测体系。通过综合运用有限元分析计算与代理模型技术,首先构建水轮机顶盖有限元模型,再以现场监测数据为基础和驱动因素,基于模型有限元仿真的样本点数据,构建出高精度的水轮机顶盖物理场代理模型,实现水轮机顶盖真实物理模型与数字模型的高效、高精度的实时映射。基于水轮机顶盖物理场实时监测体系,实现了顶盖物理场代理模型的计算效率毫秒级别,各物理场量计算最大误差、均方根误差均小于1%,判定系数均大于99%。结果表明:水轮机顶盖物理场实时监测体系的运用,实现了高精度、高实时性的运行状态监测的,使得监测结果更加直观、监测数据更加丰富、监测无盲区。

乌东德电站调速器电力系统稳定器(GPSS)研究应用

为了解决直流异步联网系统阻尼降低造成的低频振荡问题,乌东德电厂成立调速器电力系统稳定器(GPSS)研究应用科研项目,通过系统超低频振荡的稳定机理分析、构建乌东德水电机组及其PSS系统的有效实用化的机电暂态模型,完成GPSS装置设计并在基于中国电科院ADPSS实时仿真器上仿真验证,根据研究成果设计出乌东德机组GPSS装置;GPSS装置完成设计、生产后安装在乌东德电站7F机组接入调速器,并完成GPSS涉网试验。

光纤应变技术在水轮机尾水门物理场模型构建中的应用

水轮机尾水进人门是水电机组重要的过流承压部件,其可靠性关系到整个水电站的安全运行,是现场运维重点关注对象,也是未来数字孪生机组的重要核心部件之一。本文基于光纤光栅应变传感技术,以某巨型混流式水轮机尾水进人门为研究对象,在其结构上布置了光纤应变测点,构建了应变在线监测系统,为行业内首次实施。本研究应变在线监测数据与有限元仿真计算进行了比对分析,为尾水进人门物理场模型构建提供了技术验证。

一种共享主存二维SIMD结构资源分配算法的改进与实现

共享主存二维SIMD结构已经广泛应用于多媒体处理加速部件,其数据并行性可以大大提高处理器的运算能力。目前,已有一些针对共享主存二维SIMD结构编译优化方面的研究,这些编译优化技术能有效地提高各种多媒体应用程序的加速比。但是,分析可知,这些优化方法的平均资源利用率只有约50%。本文基于对多媒体应用程序在共享主存二维SIMD结构上的执行过程分析,根据原有算法并适当修改经典图着色寄存器分配算法,提出了一种改进的资源分配方法,以提高SIMD单元的平均利用率,最终达到提高加速比的目的。实验结果说明,该算法的改进对于大部分多媒体应用程序的性能有显著的提高。

水电站计算机监控系统国产密码技术应用研究

随着密码技术的发展,现有国际通用密码算法难以适应当前网络安全发展需求,各国都在进行各自密码算法升级或迁移。水电站计算机监控系统作为水电站集中监控的核心环节,其面临的信息安全问题也日益严峻,业务数据密传输是水电站电力生产必不可少环节,推进水电站生产过程国产密码算法应用具有重要意义。

水电站AGC/AVC数据采集及处理策略研究

本文以某水电站AGC/AVC高级应用为研究对象,对水电站AGC/AVC高级应用采集数据进行分析总结,提出AGC/AVC高级应用关键数据处理及防误策略,为水电站AGC/AVC功能应用数据采集提供参考。

工业以太网在巨型水电站自动化系统的应用

工业以太网是当前工业控制领域的研究热点,具有强大的数据传输能力,兼具低延时、高稳定等特性,是电力行业数字化、智能化的不二之选。本文以三峡集团所辖金沙江下游巨型水电站自动化控制系统数据传输为研究背景,从数据传输需求分析、网络设计、数据传输技术路线等方面阐述工业以太网在水电站自动化控制系统的应用,分析工业以太网的优缺点,展示工业以太网在数据共享、相互协作、故障边缘分析等方面的创新应用,为工业以太网在水电站数字化建设应用探路。

基于电站最优维护信息系统的机组机械振动分析——以葛洲坝电厂10号机组为例

葛洲坝水电站是我国在长江干流上自主设计的第一座大型水电站,共安装有2台单机容量为175 MW、19台单机容量为125 MW(改造前)、1台装机容量为20 MW的轴流转桨式水轮发电机组。从首台机组发电至今,葛洲坝电厂累计运行超过35 a。长时间的运行使机组出现老龄化的同时也存在着稳定性、安全性方面的隐患。基于电站最优维护信息系统(HOMIS),对葛洲坝电厂10号机组进行了状态检测,结果发现机组存在上导X/Y向摆度、水导X/Y向摆度过大的问题,为此,借助于HOMIS集成的快速傅里叶变换函数进行诊断,结果诊断出上导、水导摆度的主频为1 Hz,表明该现象为主轴或其附件引起的机械故障。依据机组诊断结论,经分析研究,提出了适宜的检修方案,并根据方案最终对磨损连杆进行了更换处理。最后,对检修前后的机组状态进行了对比,对比结果表明,检修质量达到了预期目标。

葛洲坝电厂机组稳定性分析

葛洲坝电厂总装机容量2775 MW,为华中电网重要的电源电站。自首台机组发电至今,已累计在线运行超过35年。机组老龄化危害电厂运行的稳定性与安全性。基于电站最优维护信息系统(HOMIS)对葛洲坝电厂机组进行机械稳定性监测,发现上导及水导X/Y向摆度幅值过大。对上导及水导X/Y向摆度值进行Daubechis小波去噪及快速傅里叶变换(FFT),分析结果表明上导及水导摆度主频为1 Hz,应为基于主轴的旋转件引起的机械故障。依据诊断结论提出检修方案,检修部门依据方案对磨损连杆进行更换。通过对检修前后机组状态参数对比,进行检修质量评估。

向家坝水电站PCC调速器控制系统通信策略研究与应用

介绍了向家坝水电站调速器控制系统构成,介绍了控制器提供的接口和支持的通信协议,分析了调速器控制系统的通信策略,包括通信接口及采用的通信协议,并给出了向家坝水电站的具体应用。

面向工业互联网的强身份认证与密钥协商协议

本文针对工业互联网中海量异构设备与网关的通信安全问题,提出了一种基于国产商用密钥算法SM3与SM4,构造了设备与网关的身份认证与密钥协商需要借助一个可信任第三方——密钥生成中心(Private Key Generator,PKG)的强身份认证与密钥协商协议;通过协议设备与网关能够实现双向身份认证并协商出相同的会话密钥。最后对所述协议进行了安全性分析。

GPS/北斗双星时钟同步系统在水电站设计策略

随着电站自动化水平的提高,对系统统一时钟的要求愈来愈迫切。首先对同步时钟接口方式做了详细的论述,在此基础上分析向家坝电站时钟同步系统网络设计策略,并对各系统的接口方式,网络结构特点做了阐述。统一时钟是保证电站安全稳定运行的重要措施。

向家坝水电站调速系统的特点及问题分析

结合调速器发展的现状,介绍了向家坝水电站调速系统的设计结构。从调速系统的电源回路、控制回路、人机界面、电液转换等方面,着重分析了向家坝电站调速系统的设计特点,并提出了将来的运行中可能存在的问题,给出了改进措施。

基于MODBUS通讯方式的PCC智能调速系统的研究与应用

由微机调速器构成的PCC智能调速系统主要的技术特点是包括海量的I/O响应、多回路调节、冗余设计、网络通信、数据采集和趋势分析,系统具有高可靠性、高速响应能力和较好的实时性,使整个生产过程稳定、高效、安全、可靠地运行,减少人员操作。智能控制方法在调速系统的应用非常广泛,研究一种具有较强通用性的智能控制方法具有重要的现实意义。论文阐述和分析了PCC智能调速系统的研究与应用,分析了水力发电厂调速系统智能控制的重要性。