电机部分

• 不对称短路故障下永磁直驱风电机组并网控制策略研究

  陶大军;闫涵;

  电网侧发生不对称故障时，永磁直驱风电机组并网电流会发生三相不平衡的问题。针对这一问题，提出一种基于自适应陷波器的网侧换流器控制策略。该控制策略基于解决机组并网电流二倍频分量的思想，在电网侧发生不对称短路故障时，将进入逆变器的dq坐标系下的二倍频电压分量去除，从而使得网侧换流器输出的电流达到三相平衡。本文首先分析了电网侧发生不对称短路故障后永磁直驱风力发电机组的动态响应；然后建立了机侧和网侧换流器的模型，并分别采用了双闭环矢量控制技术和基于自适应陷波器的控制策略；最后进行仿真分析，验证了改进后的控制策略相较于传统控制策略，有效解决了不对称短路故障下并网电流三相不平衡问题。

  2024年02期 No.294 1-8页 [查看摘要][在线阅读][下载 1954K]
  

• 基于FFT的风力发电机转子谐波分析方法研究

  曹丽明;李娜;岳洁;

  为了准确测量风力发电机运行中转子的谐波电流参数，本文提出了一种基于汉宁窗的FFT风力发电机转子谐波参数测量方法。该方法对一个采样周期内电压电流数据的加窗FFT结果进行多项式变换，得到新的频谱序列，依据变换后的新频谱数据提取基波谐波参数。将其用于风力发电机转子谐波测量，并与横河功率分析仪测量参数进行对比，结果表明，该方法能够有效测量风力发电机转子谐波参数，与功率分析仪测量结果相比误差不超过1.5%,为谐波参数计算提供一种新方法。

  2024年02期 No.294 9-13页 [查看摘要][在线阅读][下载 1094K]
  

• 电网电压不对称跌落下DFIG控制策略的仿真研究

  高亦凌;郁海彬;

  新能源并网下，三相不平衡工况频繁发生，产生的负序分量，将在双馈异步风力发电机(doubly fed induction generator, DFIG)系统中诱发定子侧有功、无功功率以及电磁转矩的二倍频脉动，直流母线侧电容电压二倍频脉动，网侧三相不对称电流等现象。本文建立DFIG在电网电压不平衡下网侧及转子侧的数学模型并提出相应的控制策略，基于LabVIEW仿真平台，模拟电网出现的各类电压不对称跌落工况，所述抑制策略的仿真结果能够很好的保证DFIG穿越故障，为实际运行提供理论依据。

  2024年02期 No.294 14-23+30页 [查看摘要][在线阅读][下载 4592K]
  

• 新型调相机对鲁固直流送端系统电压稳定性的影响分析

  吴蒙;王英明;于德水;卢盛阳;蔡玉朋;宋保泉;刘梦夏;张强;孙俊杰;史松杰;

  随着特高压直流输电线路的建设和发展，系统动态无功储备不足的问题日益凸显。新型调相机具备能提高系统短路容量、暂态响应速度快、短时过载能力强等优点，能够有效提升送端系统的动态无功储备。本文以鲁固特高压直流输电系统为研究对象，首先介绍了扎鲁特送端系统的运行概况和对动态无功补偿所提出的需求；然后，介绍了调相机的基本原理及励磁控制策略；随后，分别从次暂态、暂态及稳态性能提升方面入手，对新型调相机的技术特点进行了分析；最后，在PSCAD/EMTDC中搭建了调相机及鲁固特高压直流输电系统的仿真模型，对调相机在交流侧短路、换相失败以及双极闭锁等故障下对系统电压的支撑情况进行了仿真验证，为后续的工程安全稳定运行提供了技术参考。

  2024年02期 No.294 24-30页 [查看摘要][在线阅读][下载 1495K]
  

• 异频电流激励下发电机定子铁芯损耗试验实测分析

  盛明珺;宋佳骏;杨玉磊;刘守豹;赵淼;王晓兰;

  对于大容量电机的定子铁芯损耗试验，采用高频激励代替工频激励可有效降低试验难度，提高试验安全性。为探究在异频电流激励下电机定子铁芯表面及短路故障点的温升趋势，本文以一台电动机为例，制造定子铁芯短路故障点，开展了工频50Hz到高频300Hz下电机的定子铁芯损耗试验。研究结果表明，在高频电流激励下，铁芯表面温度及故障点温度的上升趋势具有较好的一致性，增加电源频率可使系统消耗的无功降低，功率因数升高。

  2024年02期 No.294 31-35页 [查看摘要][在线阅读][下载 1534K]
  

• 立式水轮发电机主轴轴线动态研究分析

  张兴明;马云华;燕翔;杨康;文强;冯爱军;

  水轮发电机轴线分析对水电厂水轮发电机组运行具有重要意义，本文分析了机组日常检修轴线测量存在的弊端以及机组运行过程中轴线监测的重要性，提出一种基于各摆度波形动态研究机组轴线的方法。根据机组实际运行动态，360°采集各方位的摆度值及其相位，采用数学向量合成分析的方法，借助计算机实时计算分析，进行机组轴线动态监测并判断其是否存在曲折以及曲折的方位，从而指导机组检修时的轴线调整。通过对机组实际摆度的采集数据进行举例计算分析，验证了本文所提方法的有效性，对水轮发电机组运行监测以及状态分析具有良好的指导意义。

  2024年02期 No.294 36-41页 [查看摘要][在线阅读][下载 2675K]
  

水轮机及水泵

• 水斗式水轮机基准斗安放位置对水斗性能影响研究

  刘永新;邹茂娟;温占营;郑群;宋文甲;魏显著;胡德昌;

  常规水斗式水轮机在设计过程中主要依据比转速、水头等参数，结合水轮机型谱、经验公式进行选型设计，在设计过程中未对基准水斗安放位置进行限制。本文通过对水斗式水轮机的选型过程进行分析，发现基准水斗不同安放位置对水斗性能具有重要影响，应在设计中予以考虑。采用ANSYS CFX流体仿真软件分析表明：水斗分水刃顶点、圆心连线与水平轴夹角的改变将引起转轮扭矩的变化，增加转轮扭矩的波动程度，使水斗内流态、水斗表面压力场偏离原始水斗，易造成切水边工作面压力降低引起局部脱流，水斗背面附壁效应增强引起水斗局部空化。该研究结果可为大型水斗式水轮机选型设计提供理论指导，提升冲击式水轮机设计水平。

  2024年02期 No.294 42-49页 [查看摘要][在线阅读][下载 2176K]
  

• 基于谐响应分析的冲击式水轮机转轮共振预测

  王慧斌;李德友;段雪晴;宫汝志;王洪杰;罗红英;李正贵;

  冲击式水轮机水斗的疲劳断裂与转轮的周期性振动密切相关。以六喷嘴冲击式水轮机模型机组转轮为研究对象，采用基于模态叠加的谐响应分析法，获取转轮在实际工作载荷激励下的形变与应力响应并评估薄弱部位，结合坎贝尔图确定共振转速。结果表明，在实际运行工况下转轮三阶模态振型最易被激发，最大形变值为21.50mm,位于水斗尖端；七阶与八阶频率下被施加最大简谐载荷的水斗等效应力值较大，从根部向水斗尖端缺口处递减，最大应力值出现在分水刃根部，发生明显的应力集中；坎贝尔图显示易发生谐共振的转速为587r/min、660r/min、785r/min,在实际运行中应进一步测试与避免。

  2024年02期 No.294 50-57+96页 [查看摘要][在线阅读][下载 2006K]
  

• 水轮机压力脉动作用下蒲石河抽水蓄能电站厂房振动响应分析

  谢文祥;刘佳;李心荷;董杨;陈琛;

  对蒲石河电站1号机组转轮进行国产化改造，改造后的水轮机组在压力脉动作用下对厂房共振及动力响应等进行计算。采用谐响应分析方法进行结构响应分析。根据模型试验得到的蜗壳和尾水管压力脉动幅值与主频，分别计算发电、抽水工况下蜗壳和尾水管压力脉动幅值和频率，并将蜗壳脉动分析结果和尾水管脉动分析结果进行叠加，得出发电、抽水工况下厂房结构在蜗壳压力脉动和尾水管压力脉动共同作用下的动力响应幅值。结果表明在压力脉动作用下，厂房结构动应力水平较低，远小于结构抗拉强度。厂房结构在抽水工况下的振动反应整体较小，而在发电工况下的振动反应整体较大，各结构部位的振动位移最大值、振动速度最大值、振动加速度最大值均满足预期。

  2024年02期 No.294 58-73页 [查看摘要][在线阅读][下载 8331K]
  

辅机及其他

• 基于样本熵重构与RF-LSTM模型的水电机组状态趋势预测

  姜伟;卢俊泽;许颜贺;

  针对水电机组运行状态预测问题，提出一种基于样本熵重构(sample entropy reconstruction, SER)与随机森林(random forest, RF)-长短期记忆网络(long short-term memory, LSTM)的混合预测模型。首先，利用改进自适应噪声完备集成经验模态分解(improved complete ensemble empirical mode decomposition with adaptive white noise, ICEEMDAN)方法，将复杂非线性振摆信号分解为一组本征模态(intrinsic mode functions, IMFs)分量；其次，采用SER原理重组具有相似复杂度的IMFs,得到多个重构特征分量(reconstruction feature components, RFCs);然后，利用随机森林预测样本熵最小的RFC,利用LSTM预测剩余的RFCs;最后，叠加各RFCs预测结果，实现水电机组状态趋势的准确预测。实验结果表明，所提方法具备更优的预测性能，可为实施机组预测性维护提供可靠的数据支持。

  2024年02期 No.294 74-80页 [查看摘要][在线阅读][下载 1727K]
  

• 基于HOG和TSO-SVM的水电机组轴心轨迹智能识别

  李浩博;李辉;李华;袁江锋;

  水电机组的轴心轨迹能够反映机组不同的运行状态，为了提高轴心轨迹的识别率，准确判断机组运行状态，本文提出方向梯度直方图(Histogram of Oriented Gradient, HOG)结合由瞬态搜索优化(Transient Search Optimization, TSO)算法优化的支持向量机(Support Vector Machine, SVM)的方法。将轴心轨迹信号经改进小波阈值方法去噪后，生成轴心轨迹图像，之后提取图像HOG特征，经主成分分析(Principal Components Analysis, PCA)降维处理后，利用TSO-SVM对降维后的特征进行分类识别。结果表明所提方法能够很好地识别不同状态的轴心轨迹，具有识别准确率高和识别速度快的特点。

  2024年02期 No.294 81-87页 [查看摘要][在线阅读][下载 1537K]
  

• 大型发电机高频轴系扭振下PSS附加阻尼特性仿真研究

  韩兵;吴龙;施一峰;牟伟;钟高跃;

  从发电机Heffron-Philips模型出发，分析发电机及励磁系统在涵盖有功低频振荡和轴系扭振在内的0.1～40Hz范围内无补偿相频特性，同时给出电力系统稳定器模型(PSS-1A、PSS-2B和PSS-NB)在0.1～40Hz的相频特性，并从理论上分析其在大型发电机组发生高频轴系扭振时的阻尼特性，最后通过一个高频零阻尼RTDS仿真系统进行验证。

  2024年02期 No.294 88-96页 [查看摘要][在线阅读][下载 2585K]
  
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