Hydraulic fluctuations during the pump power-off runaway transient process of a pump turbine with consideration of cavitation effects

A runaway transition after the pump power interruption and the simultaneous guide vane servomotor failure is one of the most dangerous and complex transitions for a pumped storage power system(PSPS).This paper analyzes the fluctuation behavior and mechanism of a PSPS during a runaway transition caused by the pump power interruption.The transient cavitation flow in the PSPS is simulated by using a one-dimensional and three-dimensional coupling flow simulation method for the runaway transition.Subsequently,the effects of the transient fluctuation of the radial hydraulic thrust on the runner and transient pressures are analyzed using the short-time Fourier transform method.Finally,the mechanisms are analyzed based on the analysis of the internal flow field.This study suggests that the extreme fluctuation generally occurs near the critical transformation points between the two operation modes.In addition,the extreme fluctuation behavior is primarily related to the local backflow near the runner inlet and the unstable cavitation phenomena in the runner and the draft tube.This finding helps for optimizing the runner design to resolve the instability problems of a PSPS.

真空泵用屏蔽电机无传感器残压重投控制策略

针对真空干泵机组故障、生产工艺需要等原因影响真空设备产线在线运行时间的问题,研究真空干泵用屏蔽式感应电机带速重投策略,寻求重投的有利时刻以保证带速重投的成功,对电机断电后的转速和定子失电残压特性展开研究。为此,根据屏蔽感应电机空间向量模型,建立基于电压电流混合磁链观测的无速度传感器估算模型、推导电机断电期间的转速估算方法以及定子失电残压解析式。通过重点研究定子残压和虚拟重投电压间幅值特性和相角特性,确定控制系统的首次重投点和其次重投点。以4 kW真空干泵用屏蔽感应电机机组为例,通过模型仿真和失电残压实验验证了该控制方法在泵类工程中有较好的适用性和准确性,重投阶段的转速稳定时间为0.5 s以内,重投阶段的冲击电流平均减小59.18%。

漂浮式海上风电离网制氢联合仿真实验平台

海上风电制氢有助于解决海上风电消纳和远海输电难题,但目前的仿真缺乏海上环境对制氢影响的模拟,限制了相关研究与教学发展,因此亟需开发充分考虑海洋环境载荷的海上风电离网制氢仿真实验平台。该文将风机一体化仿真工具FAST和MATLAB/Simulink电力系统工具箱相结合,实现海上风机与发电机的联合仿真,在MATLAB内部通过设计接口实现电力系统与数学模型的两工具箱的联合仿真,以此构建两软件三工具箱联合的海上风电离网制氢一体化仿真实验平台。仿真结果表明,该平台能实现漂浮式海上风电离网制氢联合仿真,可为海上风电制氢有关研究和实验教学提供有力支撑。

一种 QAM星座点优化方法及性能分析

正交幅度调制(Quadrature Amplitude Modulation,QAM)是目前无线通信中大量应用的调制技术,其位于4个角的星座点易受链路的影响而导致较高误码率。提出了一种QAM星座点整形优化方法,并对整形优化后的QAM星座点性能进行了计算机仿真分析。以标准星座点为初始值,通过遗传算法逐步迭代,搜索出抗削峰的星座点,从而降低解调误码。仿真结果表明,相比标准QAM,整形优化后的星座点峰均比降低1 dB@1E-6,且在OBO=3.5 dB时有大约0.3 dB@SER=1E-3的解调增益提升。

基于PLC可控电源保护装置的优化设计

针对以电气设备为主的技能实训操作平台由于有时忘记关闭电源而引发的安全问题,设计一种集操作与保护为一体的电源保护装置。文章介绍该保护装置的结构设计,并从硬件及软件两个方面介绍了控制系统的设计。通过调试运行结果显示,该装置不仅能安全控制设备电源的通断,而且对长时间处于带电状态而无人操作的实训设备实现断电保护功能,在一定程度上消除了实训室的用电安全隐患,降低实训室的管理难度。

电力电缆状态感知与检测技术研究综述

电力电缆是电力系统中的重要设备,电缆的运行状态关系到输配电系统的安全可靠运行。电缆状态检测技术指根据电缆运行状态的历史数据,综合运用停电试验、带电检测、在线监测等技术对电缆状态量进行智能感知,为电缆运行性能综合评估提供关键参考信息。文中综述了近年关于电缆状态感知及检测技术的国内外研究现状,分别从温度、载流量、局部放电、受潮、应变/振动和接地电流等状态量进行评述,阐明了不同状态量的检测原理,介绍了目前电缆状态检测技术研究及实践中的应用情况和发展水平,并探讨电缆状态检测技术的主要发展趋势。

高增益低旁瓣宽扇形波束脊形波导缝隙天线阵列设计

提出了一种具有高增益低副瓣的脊形波导缝隙阵列天线,中心工作频率为24.125 GHz,其包括一个八路馈电网络和一个尺寸为400 mm×65 mm的8×40辐射缝隙。通过波束合成方法提取天线阵列的期望激励分布,采用截止模式功率分配器灵活控制功率比。使用三维电磁仿真软件HFSS综合仿真计算,在中心频率处,获得仰角平面上的旁瓣电平(sidelobe level,SLL)和半功率波束宽度(half power beam width,HPBW)分别为-20.9 dB和54.5°、方位角平面上的SLL和HPBW分别为-27.8 dB和2.5°、峰值增益为23.2 dBi,仿真结果与理论分析一致。此天线可以同时实现低旁瓣的宽扇形波束,覆盖较宽的检测范围,并减轻来自其他方向的干扰,具有应用于空中探测、反无人机、气象雷达和成像雷达的潜力。

可再生能源电制氢合成氨系统的并/离网运行方式与经济性分析

可再生能源电制氢合成氨(renewablepowerto ammonia,Re Pt A)是风力发电、光伏发电等可再生能源的大规模消纳方式之一,也是化工行业实现低碳清洁发展的重要技术路线之一。利用风电光伏电解水制氢合成氨系统模型,分析电网调峰型系统、电网友好型系统、工艺离网型系统的绿氨成本,并对电化学储能设备规模、储氢设备规模、电解水制氢设备规模、电解水制氢设备效率等影响因素进行敏感性分析。基于3种绿氨系统的设备配置方案和运行方式评估不同类型系统所需的电网调峰电量,提出3种系统所适合的应用场景。研究结论是近期应该发展电网友好型RePtA系统,远期应该发展工艺离网RePtA系统。

高机动越野平台非线性悬挂特性控制方法

为了提升装备机动能力,基于摆动缸式油气悬挂装置,建立高压气动原理和背压可控的阻尼阀结构,实现刚度和阻尼特性的实时调节。基于单轮悬挂模型开展不同刚度控制方法的振动响应对比分析以及阻尼特性频域不动点推导,提出一种刚度有级调节控制策略和一种频域混合阻尼控制方法,通过单轮悬挂动力学模型验证所提控制方法的有效性,并构建高机动履带车辆动力学模型进行整车仿真分析。在康庄、羊八井、坨里实测路面环境下,采用刚度阻尼联合控制方法的悬挂装置相较于传统被动悬挂的越野速度提升了25%以上,验证了新提出特性控制方法对振动响应抑制的优越性,能够为悬挂装置实现弹性与阻尼双特性自适应调节提供支撑。

离网型风光发电联合制氢系统的协调运行策略与容量配置优化

离网型风光发电制氢是降低风光发电对电网冲击、促进可再生能源消纳的重要手段,然而风光资源的波动性也对制氢系统高效稳定运行带来了负面影响。为提高离网型风光制氢系统运行稳定性,结合风力/光伏发电、碱性电解槽(alkaline electrolyzer,AE)和储能设备,提出电解槽模式分配与储能日前规划的协调制氢策略,并在计及单位制氢成本与弃风弃光率的基础上,采用改进的非支配排序遗传算法(non-dominated sorting genetic algorithm II,NSGA-II)进行容量配置优化。结合案例分析表明,与单一电解槽分配策略相比,协同策略的单位制氢成本和弃风弃光率分别降低了11.9%和55.6%。同时该策略有效平抑了电解槽的频繁波动,启停次数降低了44.3%,实现了风光制氢系统的高效运行。研究成果将为开发高效可再生制氢系统提供有益参考。

基于EBSILON仿真的Kalina循环发电系统研究及分析

为实现对内燃机排气余热利用系统经济性改造的综合评价,基于EBSILON仿真模拟软件,提出利用Kalina循环发电系统回收烟气余热,计算获得了余热回收系统的节能潜力,对比并分析了两种Kalina循环的变工况性能。结果表明,设计工况下,透平和泵的效率分别为85%和80%,当Kalina循环偏离设计工况时,恶化了透平和泵的性能,随着发电机功率降低,透平和泵的效率均降低;随着内燃机排气流量从60%增加至100%,KCS-34热效率从14.08%增加至14.17%,后降低至13.49%,BKCS热效率从12.29%增加至12.58%,后降低至10.49%。在相同内燃机排气流量下,KCS-34的热力性能优于BKCS,前者更适用于内燃机排气余热的回收。

风电-火电-压缩空气储能综合能源系统运行特性研究

为提升电网消纳风电的能力,改善火电机组运行灵活性,本文基于压缩空气储能系统容量大、多能流耦合的特点提出了一种包含两台600 MW燃煤机组的风电-火电-压缩空气储能综合能源系统。首先通过构建系统热力学变工况模型,分析了关键参数对压缩空气储能系统性能的影响,然后以降低弃风率为目标,探究了综合能源系统在典型特征日的能流匹配和运行特性。结果表明,电能分配比由57.3%增加至76.0%时,储能系统输出热电比由0.84下降至0.30,对储能系统输出影响最为显著;典型特征日的仿真场景下,综合能源系统负荷调节能力强,能流匹配良好,弃风率仅为2.28%。通过上述分析,验证了所提出的系统具备可观的风电消纳潜力和运行灵活性。

基于单片机的中波广播应急音频切换器设计

音频切换器作为重要的信号源链路设备,在广播播出系统中应用广泛。本文设计了一种基于单片机技术的信号源应急音频切换器,包括单片机电路、音频选通电路、信号源检测判断电路、指示灯电路、按键电路、信号断电保障电路等。在手动模式下,用户可通过按键选择所需的信号源输出;在自动模式下,设备则根据预设的优先级自动选择信号源输出。此外,当所有信号源中断时,设备会自动进入报警状态。在设备断电的情况下,作为信号源应急装置,该切换器能够确保主信号源的持续输出,从而有效避免停播现象,为广播电视信号的安全、优质播出提供了有力保障。

东北退化草地猪毛蒿种群繁殖分配与个体寿命可塑性适应机理

为了探讨个体出生时间、采食干扰及有性生殖等过程对个体寿命的调节作用,本试验以东北退化草地广布种猪毛蒿(Artemisia scoparia)为研究对象,开展不同播种时间和不同去顶频次的实验种群,以及不同程度放牧干扰下天然种群繁殖和个体存活特征的比较研究。研究表明:播种时间处理中,早春播种种群结实后当年全部死亡,春末以后播种的结实后部分死亡;去顶处理中,无论是对照,还是1,2次去顶处理结实后均部分死亡;延迟播种时间降低了花序生物量分配和种子生物量分配比例,但去顶干扰对两种繁殖分配均有促进作用;天然种群中,3龄级植株繁殖分配比例下降,但是种子产量增加,分别是2龄级3.6倍和1龄级3.1倍。猪毛蒿种群中个体出生时间和繁殖分配策略都会影响个体寿命,个体死亡是生殖消耗过多养分所致。

波能装置库仑阻尼力的模拟方法研究

针对振荡浮子式波能装置动力输出系统库仑阻尼力的突变特性导致的计算不稳定问题,本文提出了一种模拟库仑阻尼力的方法。该方法通过以下步骤确保计算过程稳定:当波能装置速度接近0时,采用线性阻尼力代替库仑阻尼力;在每一迭代步内对施加在波能装置上的阻尼力进行松弛。然后,将这一方法植入开源计算流体力学程序DXFlow中,对一种新型波能装置-开孔防波堤集成系统进行数值模拟研究。研究结果表明,该方法可解决库仑阻尼力导致的计算不稳定问题,其中推荐使用的松弛因子范围为0.2~0.3。

基于ETAP的光伏离网发电系统的稳态分析

本文针对某建筑中的某一离网光伏发电系统,采用ETAP电力系统仿真软件对其稳定性进行仿真分析。建立该系统的单线图模型,研究光伏电源容量的变化对电力系统稳态性能的影响,通过不同光伏渗透率下系统的潮流分析,获取稳态时系统的电压电流与功率分布和短路时的暂态电流,进而实现对该离网光伏发电系统的稳定性分析。相较于传统Matlab仿真更加的简洁,对系统级别的数值模拟更加贴合实际,仿真结果可验证本文所提方法的正确性和有效性。

水冷柴油机取力器工作模拟技术

应用BFM1015系列某型号柴油机的车辆在行驶过程中出现机油压力低报警,检查发现凸轮轴衬套和三角堵盖存在不同程度的磨损,经分析得出磨损原因为柴油机取力器处转矩过大,使与其连接的传动机构产生偏移,进而导致凸轮轴润滑不足,发生衬套烧蚀、堵盖端面磨损等现象。针对该问题,设计柴油机取力器工作模拟装置模拟实际工况并进行试验,进一步验证磨损原因,并且得出柴油机与变量泵在安全工况下的试验数据,为取力器与柴油机、车用负载匹配性优化提供参考。

基于动力源分类的无人机起飞方式综述

无人机的起飞方式在作战中是个关键因素,决定了无人机作战的灵活性、机动性和高效性等。随着科技的发展,无人机的起飞方式已由最初的滑跑起飞更新换代至多种多样。对无人机起飞方式进行了研究,根据动力源不同将无人机起飞方式分为势能膨胀力作为动力源起飞、电磁力作为动力源起飞、气体反冲力作为动力源起飞和人力作为动力源起飞4大类。对每种无人机起飞方式的工作原理和优缺点进行了详细阐释并列举出了相应的无人机型号,对无人机起飞技术的发展趋势进行了展望。

新型行波离轴离子传输器的设计与表征

为滤除质谱系统中来自电喷雾电离源(ESI)的大量中性污染物和带电液滴,提高质谱系统的灵敏度、信噪比和耐用性,出现了一种基于行波堆叠环的离轴离子传输器。根据其结构特性,本研究设计了对应的行波射频耦合供电电源及测控系统。采用以太网通讯协议控制现场可编程逻辑门阵列(FPGA)以实现全电路的信号控制和发生,通过12位模数转换器(ADC)和16位数模转换器(DAC)实现8通道行波幅值的监控,并设计双平面变压器耦合电路,在堆叠环上成功实现了行波提供轴向动能的效果。测试了硬件系统在离轴传输结构上的电参数稳定性和精度,结果表明:行波电源可控电压范围为0.1~100 V;行波电源脉冲频率范围为0~400 kHz;直流转直流(DC-DC)直流高压纹波小于0.03%;行波高低电压全量程检测绝对误差小于0.03 V;行波高低电压控制输出全量程绝对误差小于0.04 V;多通道射频峰峰值电压差小于1 V;行波上升下降时间均小于30 ns;射频和行波波形平滑,该电源系统能够满足堆叠环离轴传输器的电源设计要求。在粗真空下,采用利血平离子对离轴结构的性能进行测试,实验结果为行波堆叠环结构的离子传输和离轴分离提供了基本理解,对高信噪比质谱系统的研发具有重要价值。

绿电制氢装置并网与离网供电稳定控制方案研究

针对绿电制氢装置并网向离网切换的过程中,有功功率和无功功率不平衡引起的微电网频率、电压振荡以及变流器过载退出运行等问题,以制氢并离网切换稳定运行为目标,提出储能多模式控制策略。首先,建立储能系统功率转换方程,分析储能控制器功率、频率调节关系;其次,研究储能多模式切换策略,分析离网切换稳定关键因素,比较储能容量、控制器参数对系统影响;最后,以典型绿电制氢微电网为例,仿真计算不同储能容量及调差系数下的切换性能。结果表明:储能容量占比越高,储能视在功率超调越少,设备过载风险越小;同样储能容量下,调差系数越小,视在功率峰值越小,过载风险越低,但同时要求变流器电流过载能力强;调差系数取0.20时,可满足并网、离网中多种运行工况。