基于模型预测控制的双机组混合动力船舶能量管理研究

[目的]船舶柴电混合动力系统合理分配柴油机和电机输出功率,可大幅降低油耗和排放。针对传统混合动力能量管理策略的性能最优与运算实时的矛盾,提出采用模型预测控制(MPC)进行能量管理瞬时优化。[方法]首先,利用反向建模法搭建由双柴油发电机组、储能系统、岸电组成的客渡船混合动力系统能量流模型;然后,提出以油耗和电能消耗的总温室气体(GHG)排放为目标函数,在系统约束条件下可在线滚动优化求解的MPC能量管理算法,最终进一步进行了不同预测时域长度的灵敏度分析。[结果]仿真结果表明,MPC较传统规则控制方法可分别降低4.85%的燃油消耗量和3.54%的温室气体总排放。[结论]相比于传统的规则控制策略,MPC油耗低,温室气体排放少,且计算负荷较小,具有良好的实船应用潜力。

某核电厂18PA6B柴油机发生连杆螺栓断裂事故失效原因分析与研究

某核电厂备用柴油发电机组A列按计划执行设备季度试验(满功率试验)过程中,A8缸活塞连杆螺栓断裂,连杆飞出击破A8缸曲轴箱盖板,伴随大量润滑油及冷却水泄漏,现场人员立即紧急停机干预,柴油发电机停机。针对此次事件,该文结合事故后受损零部件的检验报告开展连杆螺栓断裂原因分析,其中A8-1和A8-2连杆螺栓分别有1处和2处断口,A8-1连杆螺栓断口和A8-2连杆螺栓断口1的断口形貌均为双向弯曲疲劳断裂,A8-2连杆螺栓断口2的断口形貌为弯曲过载断裂。通过断口形貌及柴油发电机运行情况,可以判断出连杆螺母松退导致A8-1和A8-2连杆螺栓断口1发生双向弯曲疲劳断裂,从而引起其他部件损坏。最后,为避免该类型事件发生,提出一些建议。

核电厂应急柴油发电机组调速系统故障分析

核电厂应急柴油发电机组调速系统作为安全级应急电源的频率控制系统的核心部分,对柴油发电机组的转速、功率等参数进行控制,确保其稳定运行和相应安全功能的执行至关重要。本文以某核电厂的应急柴油发电机组调速系统为例,结合典型的故障案例,对调速系统的功能定位、控制原理、工作模式等进行分析,并提出了合理可行的解决方案,同时可以为同类核电及其他发电项目提供参考。

基于灰狼-粒子群算法的柴发机组节油优化

以变速柴油发电机组油耗率最低为优化目标,以指示热效率神经网络模型的柴油机平均值模型为燃油消耗率的计算基础,将柴油机转速上下限和功率限制线作为变速范围限制条件,对变速柴油发电机组在不同负荷工况下的节油转速进行优化。提出一种粒子群算法与灰狼算法相结合的混合算法,并用标准函数验证该算法的优势,表明其具有较均衡的全局和局部优化特性,更适合进行最低油耗率优化。优化计算结果表明:用电负荷越低,节油效果越明显;10%负荷时节油率可达30%以上,综合工况下节油率可达11.9%;采用该混合算法优化的转速能有效降低变速柴油发电机组的油耗率。

某核电工程SBO柴油发电机组设备鉴定方案研究

全厂断电(Station Block Out,SBO)柴油发电机组在全厂断电事故工况下,除作为水压试验泵的电源外,还为主控室和重要机柜间通风系统、安全壳环形空间通风系统、主泵相关电动阀门及非能动专用电源系统供电,保证控制室某些指示仪正常工作,并使单元机组运行必需的控制器可用,是核电厂的最后一道安全电源防线,其重要性不言而喻。为了确保设备的可靠性,某核电工程SBO柴油发电机组的安全分级为F-SC3(安全重要的非安全设备),且电气设备需要满足K3类鉴定要求。基于此,对某核电工程SBO柴油发电机组的鉴定要求和项目实施方案进行研究。

考虑噪声影响的柴油发电机组并联运行自动化监控系统

设计考虑噪声影响的柴油发电机组并联运行自动化监控系统,实时监控柴油发电机组并联运行状态,确保其安全稳定运行。采集柴油发电机组并联运行状态数据,广义S变换的时频滤波算法合理去除所采状态数据噪声后,改进随机森林算法的故障感知与预测方法监测柴油发电机组并联运行状态,并将监测结果以及监控画面合理呈现于远程监控终端,供用户查看。实验结果表明,该系统可有效监控柴油发电机组并联运行状态,数据去噪效果较好,将其应用于实际工作,可获得较为理想的柴油发电机组并联运行自动化监控效果。

基于SSA-Hurst-ARIMA组合模型的船舶柴油发电机组故障特征短期预测

为提高船舶柴油发电机组故障特征短期预测精度,建立基于奇异谱分析(Singular Spectrum Analysis,SSA)、Hurst指数、自回归移动平均(Auto-Regressive Integrated Moving Average,ARIMA)的组合预测模型。以某试验中船舶柴油发电机组运行数据为基础,选取增压器滑油压强数据,对比分析单一ARIMA模型、SSA主成分-ARIMA组合模型和SSA-Hurst-ARIMA组合模型的预测效果。结果表明,SSA-Hurst-ARIMA组合模型的预测效果优于单一ARIMA模型和SSA主成分-ARIMA组合模型,更适合应用于船舶柴油发电机组故障特征的短期预测。

航站楼建筑自备柴油发电机组设计分析

本文依据若干航站楼的工程实践,通过对设计规范、保障容量、安装维护、运行控制等各方面的分析比较,对航站楼建筑自备柴油发电机组的设计应用进行了分析,以期在未来工程实践中得到更加可靠与合理的应用,也为同行在进行同类型设计时提供有益的参考。

柴油发电机组的瞬态特性和选型分析

本文结合柴油发电机组在可变负载下的瞬态特性,对柴油发电机组性能等级的定义和重要性进行深入分析,给出柴油发电机组性能等级的标定和验证方法,进而根据柴油发电机组的瞬态特性及负载对电能质量的实际要求,为柴油发电机组的合理选型及柴油发电机组和实际负载的匹配提出一些建议。

数据中心柴油发电机备用电源系统保护整定分析

使用SKM Power Tools软件对一个数据中心的单母线柴油发电机备用电源系统进行短路计算和电流保护整定分析,并对比两种常用接地方式的保护整定差异,目的是在系统故障或异常工况时,各保护能自动、迅速、有选择地切除故障,保护电气设备不受损坏并避免事故扩大。

应急和备用柴油机发电机组自愿性认证研究

本文介绍了应急和备用柴油机发电机组产品及行业现状与存在的问题,研究了应急和备用柴油机发电机组产品自愿性认证的内容、服务模式及实施方案等,最后讨论了应急和备用柴油机发电机组自愿性认证的意义和作用,分析了应急和备用柴油机自愿性认证产品监督管理以及发展方向。

柴油机组废气能量联合回收系统的设计与应用

为充分利用柴油机组废气能量,设计了一种以回收柴油机组废气余热为目的,能够实现发电和制冷功能于一体的废气能量回收系统。首先,根据溴化锂吸收式制冷技术实现制冷功能;其次,利用有机朗肯循环余热发电技术实现发电功能;最后,将制冷与发电模式联合,实现制冷与发电功能的协同应用。仿真结果表明:所设计的系统可有效回收废气余热,并能够将制冷和发电协同应用,因此该系统具有一定的推广价值。

120kW柴油发电机组振动测试与评估

本文以120kW国产发电机组为研究对象,首先根据GB/T 2820.9-2002《往复式内燃机驱动的交流发电机组第9部分:机械振动的测量和评价》标准对机组进行机械振动实验,通过测试获得机组加速度有效值和时频域测试结果,其次对测试结果进行分析,最后得出发动机端隔振器上方振动幅值较大,可作为隔振设计的关键研究部位。

集装箱型柴油发电机组水温过高故障仿真分析及优化

针对某集装箱型柴油发电机组冷却水水温过高而导致的停机故障问题,对机组进行结构优化,并采用SolidWorks Flow Simulation软件对机组内部流场进行仿真验证。结果表明:将原集装箱右侧检修门改为百叶检修门,同时将排气消声器排烟方向进行调整后,机组结构可以满足该款柴油机冷却水水温不超过102℃的要求,解决了集装箱内风道不畅导致的机组冷却水水温过高的故障问题,提高了集装箱型柴油发电机组的运行稳定性。

多模式多路并网集装箱机组电站系统的设计

为满足应急备用电源与多路主用电源之间相互切换,保证电源的不间断供电和供电的高可靠性需求,设计了多模式多路并网集装箱机组电站系统。结果表明:机组具备远程启动/停机、合分闸、机组/油路/并机柜运行数据和报警监控及输出、数据上传至用户控制中心;实现手动模式、试验模式、自动模式下柴油发电机组与多路市电同期并网切换;采用可编程逻辑控制技术对机组中性点接地控制柜进行控制。

发电机组用柴油机排气管间膨胀节开裂故障分析与设计优化

针对某发电机组用柴油机耐久试验过程中排气管间膨胀节开裂问题,通过仿真计算可知,当涡前排气温度为690℃时,膨胀节轴向最大变形量为3.7 mm,超出膨胀节的轴向补偿量。在原排气管的结构基础上进行结构优化:将膨胀节两侧的排气管法兰厚度各缩减1 mm,使膨胀节预拉伸2 mm。使用优化后的排气管与膨胀节配合结构进行耐久试验,结果表明:优化后的排气管与膨胀节配合结构可以满足强度要求,试验过程中膨胀节未发生开裂。优化方案有效解决了发电机组用柴油机耐久试验过程中排气管间膨胀节开裂的问题,提高了柴油机的可靠性。该故障分析和结构优化方案可为同类故障问题的解决提供参考。

民用建筑柴油发电机组系统设计分析

文章结合具体建筑项目展开分析,根据某高层建筑的柴油发电机组容量设置情况,分析了目前常用的系统主接线形式。在此基础上,针对机房设计、系统接线形式、发电机组储油量几个方面展开探讨,旨在有效阐述民用建筑柴油发电机组系统设计,为相关工程提供参考。

电传动重型轨道车柴油发电机组公共底架设计

柴油发电机组作为电传动重型轨道车的动力来源,其稳定性对整车的行驶品质有着至关重要的作用。由于公共底架承载整个柴油发电机组,又受到车内空间限制及整车布置的要求,因此合理的结构形式对柴油发电机组的稳定性和可靠性是非常重要的。以某重型轨道车柴油发电机组公共底架为研究对象,对其设计分析过程进行了介绍,并对其进行了可靠性验证,以满足实际运用要求。

核电厂安全级独立构筑物供电方案研究与分析

核电厂安全级独立构筑物具有远离核岛、布置分散和供电要求高的特性,导致供电配置方案复杂,实施困难,同时造价高昂,因此需在满足核安全功能的基础上,配置适宜完整的供电方案,提升工程的可行性和经济性。从核岛厂用电配置原则和架构出发,以新增应急柴油发电机组厂房为例,对维持其厂房日常运行和设备应急启动的负荷进行了详细分析,并据此提供核电厂纵深防御下正常电源、应急电源、直流电源等多层次用电要求的供电解决方案,为核电厂同类安全级独立构筑物供电方案的解决提供示范和指导作用。

柴油发电机组假负载自动控制系统设计

鉴于柴油发电机组低载运行的危害性,给柴油发电机组配置了假负载,并设计了假负载自动控制系统;该假负载自动控制系统无需人工参与,能自动监测机组带载功率,并自动投入/切除假负载,有效地杜绝了机组发生低载运行情况;该控制技术应用于柴油发电机组,既满足了用户随意带载的要求,又确保了柴油发电机组安全运行,极具实用价值。