水轮发电机组智能故障诊断技术综述 被引量：8

1

作者 曹林宁 花敏辉 沈祖诒 《水力发电》 北大核心 2010年第1期73-76,79,共5页

重点介绍了基于经验和基于模型的智能诊断技术发展和特点,以及在水电机组中的应用情况。比较了两类诊断技术的优缺点,指出相对于基于经验的启发式诊断方法,基于模型的诊断方法具有较多的优点,是水电机组智能诊断发展的重要方向。

关键词 智能故障诊断 经验诊断 模型诊断 水轮发电机组

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水力发电机组故障诊断建模方法研究 被引量：4

2

作者 曹林宁 沈祖诒 李书明 《人民长江》 北大核心 2009年第15期58-60,共3页

应用BOND图理论和有限状态机理论建立了机组故障诊断模型,提出了采用比例BOND元件的方法将机组不同能量等级系统联合起来进行诊断,实现了机组连续在线诊断。对机组系统进行了详细的描述,分析了机组各组成部分之间的基本关系。由于机组... 应用BOND图理论和有限状态机理论建立了机组故障诊断模型,提出了采用比例BOND元件的方法将机组不同能量等级系统联合起来进行诊断,实现了机组连续在线诊断。对机组系统进行了详细的描述,分析了机组各组成部分之间的基本关系。由于机组及其控制系统组成了一个整体,而控制系统和机组之间的能量等级是不一样的。对于提出的采用比例BOND元件的方法将不同能量等级系统联合起来进行诊断,进行了理论证明。由于机组是一个多状态运行系统,机组在运行过程中总是在不同状态之间进行切换,而在不同的状态下,机组系统的构成是不一样的,根据机组的这个特点,提出了机组的有限状态机模型。 展开更多

关键词 基于模型诊断 bond图 有限状态机 水力发电机组

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基于模型的水力发电机组复合故障诊断方法 被引量：2

3

作者 曹林宁 李书明 郑源 《电力自动化设备》 EI CSCD 北大核心 2009年第12期24-28,共5页

为了提高水力发电机组的故障定位和故障识别水平,提出了基于模型的复合诊断方法。该方法采用了复合系统理论、有限状态机理论、键合图(BOND图)理论和暂态因果图(TCG图)理论。对机组的复合动态系统的特性和有限状态机进行了研究,对有限... 为了提高水力发电机组的故障定位和故障识别水平,提出了基于模型的复合诊断方法。该方法采用了复合系统理论、有限状态机理论、键合图(BOND图)理论和暂态因果图(TCG图)理论。对机组的复合动态系统的特性和有限状态机进行了研究,对有限状态机中的事件、状态和状态变迁进行了详细分析:以机组调速器电液转换器控制接力器为例,研究了机组BOND图和TCG图的产生方法;在机组有限状态机和TCG图的基础上,给出了故障诊断方法框架,其中包括故障元件集合产生方法、故障元件集合筛选减少方法、故障大小识别方法。应用复合故障诊断方法对机组调速器的接力器摆动很大,机组有时会突然关闭的故障进行了诊断,取得了满意的效果。采用基于模型的复合故障诊断方法在在线故障定位和故障识别方面比传统诊断方法如专家系统方法、模糊方法、神经网络方法更有效。 展开更多

关键词 基于模型诊断 复合系统 故障定位 故障识别 有限状态机

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过渡过程计算中轴流式机组计算模型的优化 被引量：1

4

作者 曹林宁 郑守纲 沈祖诒 《水电能源科学》 2003年第2期78-80,共3页

分析了过渡过程计算中现有轴流式机组的数学模型,并采用将机组分解的方法进行等效计算,对原来的计算模型进行改进,以达到优化模型的目的。提出了分解水轮机的原则和方法,并通过理论分析和实例验证其合理性和可行性,得到了改进的计算模型... 分析了过渡过程计算中现有轴流式机组的数学模型,并采用将机组分解的方法进行等效计算,对原来的计算模型进行改进,以达到优化模型的目的。提出了分解水轮机的原则和方法,并通过理论分析和实例验证其合理性和可行性,得到了改进的计算模型;还提出了通过简单折算获得的简易等效模型,以及对原始模型进行改进的方法。 展开更多

关键词 轴流式水轮机 过渡过程 分解 优化

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调压室参数对水力干扰下机组调节品质的影响分析 被引量：6

5

作者 曹林宁 吴道科 邓正海 《中国农村水利水电》 北大核心 2020年第6期171-178,183,共9页

水力干扰发生在一管多机布置形式的电站中,是介于大波动和小波动之间的一种特殊过渡过程。为了研究调压室参数对水力干扰工况下机组调节品质的影响,选择两种典型水力干扰工况,并针对不同调压室参数组合和两种不同调节模式进行数值计算分... 水力干扰发生在一管多机布置形式的电站中,是介于大波动和小波动之间的一种特殊过渡过程。为了研究调压室参数对水力干扰工况下机组调节品质的影响,选择两种典型水力干扰工况,并针对不同调压室参数组合和两种不同调节模式进行数值计算分析,结果表明:阻抗孔面积对水力干扰工况下正常运行机组调节品质影响较大,当选择合适的阻抗孔直径时可以使得正常运行机组最大出力摆动较小的同时又能在较短时间内恢复稳定状态;调压室大井面积较大时可以使得受扰机组在较短时间内恢复稳定运行状态;阻抗孔流量系数对水力干扰工况下正常运行机组调节品质影响较小。 展开更多

关键词 水力干扰 阻抗孔面积 调压室面积 阻抗孔流量系数 调节品质

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考虑二阶发电机模型的非线性水轮机调节系统动力学分析 被引量：3

6

作者 曹林宁 吴道科 +1 位作者 李兵 张赫 《中国农村水利水电》 北大核心 2020年第12期201-205,共5页

水轮机调节系统是一种复杂的非线性非最小相位系统,为了深入研究其调节规律,在考虑水轮机非线性和弹性水击的基础上,引入二阶发电机动态模型并忽略系统频率扰动,提出了一种新的水-机-电联合非线性模型。以调速器PID参数为控制参数,通过... 水轮机调节系统是一种复杂的非线性非最小相位系统,为了深入研究其调节规律,在考虑水轮机非线性和弹性水击的基础上,引入二阶发电机动态模型并忽略系统频率扰动,提出了一种新的水-机-电联合非线性模型。以调速器PID参数为控制参数,通过六维自治系统Hopf分岔直接判据对该模型进行理论分析,得到了该非线性系统的稳定域。并结合分岔图、时域响应图和系统相轨迹图分析了不同调速器参数时系统拓扑结构的变化,结果表明:当调速器参数远离分岔点时,系统能够快速收敛与稳定,这为非线性水轮机调节系统控制参数的整定及其安全稳定运行提供了理论依据。 展开更多

关键词 水轮机调节系统 非线性 PID参数 HOPF分岔 混沌分析

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基于VMD的甩负荷试验尾水管压力分析及预测 被引量：3

7

作者 曹林宁 蒋磊 +1 位作者 陈忠宾 倪海梅 《中国农村水利水电》 北大核心 2020年第2期148-152,共5页

目前应用于工程的抽水蓄能电站一维过渡过程计算做了近似处理,忽略了机组在过渡过程伴随的脉动压力。基于VMD算法分解现场甩负荷试验数据提取信号中的脉动项,结合一维计算对尾水管进口总压力进行了预测。结果表明:VMD算法分解出的尾水... 目前应用于工程的抽水蓄能电站一维过渡过程计算做了近似处理,忽略了机组在过渡过程伴随的脉动压力。基于VMD算法分解现场甩负荷试验数据提取信号中的脉动项,结合一维计算对尾水管进口总压力进行了预测。结果表明:VMD算法分解出的尾水管进口压力趋势项表现为频率为零的水锤波动;脉动项集中在低频段,脉动幅值呈现与转速变化相近的趋势;结合脉动项的尾水管进口总压力预测比一维仿真预测更接近实测结果,为现场甩负荷试验分析预测提供参考依据。 展开更多

关键词 抽水蓄能电站 过渡过程 VMD 尾水管进口压力

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上下游双调压室水力发电系统小波动调节品质研究 被引量：2

8

作者 曹林宁 敖家伟 +2 位作者 吴道科 李兵 张赫 《水电能源科学》 北大核心 2021年第12期177-180,共4页

鉴于水力发电系统在小波动过渡过程中的调节品质对电站稳定运行影响重大,以带上下游双调压室的水力发电系统为例,基于simulink平台建立系统数学模型,并对考虑系统受到10%负荷扰动进行仿真研究。结果表明,上下游调压室水位波动对机组转... 鉴于水力发电系统在小波动过渡过程中的调节品质对电站稳定运行影响重大,以带上下游双调压室的水力发电系统为例,基于simulink平台建立系统数学模型,并对考虑系统受到10%负荷扰动进行仿真研究。结果表明,上下游调压室水位波动对机组转速尾波影响较大,可通过增加调压室大井面积来减少机组转速尾波振荡次数和调节时间;机组转速主波与上下游调压室之间压力管道水流惯性时间常数密切相关,通过减小两调压室之间的距离可明显控制机组转速的最大偏差值;尾水隧洞沿程水头损失对尾水调压室水位波动和机组转速尾波变化影响很大,若不考虑水头损失则会导致尾水调压室水位发散,机组转速主波虽能趋于稳定,但尾波会出现持续震荡且幅值逐渐增大,对机组运行十分不利。 展开更多

关键词 上下游双调压室 水力发电系统 小波动 调节品质

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基于实时数据的水电站可组态仿真系统

9

作者 曹林宁 沈祖诒 《人民长江》 北大核心 2008年第13期85-87,共3页

数字化水电站是当今水电站技术发展的一个趋势,其中基于实时数据的仿真技术是数字化水电站的一个组成部分,对电站的优化控制和培训起着相当重要的作用。但是,现在国内水电站机电系统仿真个性化色彩比较浓,个性化的仿真系统对于数字化水... 数字化水电站是当今水电站技术发展的一个趋势,其中基于实时数据的仿真技术是数字化水电站的一个组成部分,对电站的优化控制和培训起着相当重要的作用。但是,现在国内水电站机电系统仿真个性化色彩比较浓,个性化的仿真系统对于数字化水电站的大面积推广起着阻碍作用,从分析仿真系统的基本模块出发,提出基于对象组态、流程组态和图模库一体化技术的水电站实时数据仿真系统,从而基本解决了仿真系统在数字化水电站的快速部署问题,并为数字化水电站的仿真和优化运行一体化铺平道路。 展开更多

关键词 数字化水电站 仿真系统 流程组态 图模库一体化

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具有多节点调压室的低水头输水发电系统水力干扰

10

作者 曹林宁 熊豆 吴道科 《排灌机械工程学报》 CSCD 北大核心 2023年第11期1127-1132,1141,共7页

对于单管单机带多节点调压室这类特殊流道布置的输水系统,通常会设置调压室来调节大波动控制值并满足小波动稳定运行要求.由于调压室大井内的水流相互流通,机组间产生了水力联系.为了深入研究这类水电系统中的水力干扰现象,以某电站扩... 对于单管单机带多节点调压室这类特殊流道布置的输水系统,通常会设置调压室来调节大波动控制值并满足小波动稳定运行要求.由于调压室大井内的水流相互流通,机组间产生了水力联系.为了深入研究这类水电系统中的水力干扰现象,以某电站扩机工程数据为基础,基于有压输水系统特征线法,引入多节点调压室模型,根据不同调压室位置、不同调节模式等因素分析水力干扰影响幅度.同时,针对单机甩负荷和单机启动增负荷这2种典型水力干扰工况进行过渡过程仿真计算,得到了机组出力和调压室水位波动数据,并根据不同调压室位置时机组的出力波动情况分析水力干扰影响幅度,提出了改善机组在水力干扰过渡过程中调节品质的措施,为类似的水电系统提供一定的参考. 展开更多

关键词 单管单机 多节点调压室 水力干扰 出力波动 调节品质

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发电机单机无穷大系统动力学模型的理论研究 被引量：8

11

作者 曾云 沈祖诒 曹林宁 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2008年第17期138-143,共6页

将动力学方法用于发电机及电力系统分析和控制时,能量函数的物理意义不明确。根据分析动力学原理,分析单机无穷大系统的能量关系,分别给出了各子系统的拉格朗日函数、耗散函数和广义外力形式,进而导出了整个系统的拉格朗日-麦克斯韦方程... 将动力学方法用于发电机及电力系统分析和控制时,能量函数的物理意义不明确。根据分析动力学原理,分析单机无穷大系统的能量关系,分别给出了各子系统的拉格朗日函数、耗散函数和广义外力形式,进而导出了整个系统的拉格朗日-麦克斯韦方程组,用统一的动力学观点描述系统的运动。导出了系统的哈密顿函数,并将系统转化为广义哈密顿控制系统。最后,给出了相应于传统3阶发电机模型的哈密顿函数和控制模型,并进行了仿真对比。仿真结果表明,这种方法获得的哈密顿模型能提供更多的信息。 展开更多

关键词 发电机 拉格朗日函数 哈密顿函数 广义哈密顿控制模型 分析动力学原理

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调节对象参数和运动特性随工况变化的分析 被引量：2

12

作者 曾云 沈祖诒 曹林宁 《水力发电》 北大核心 2006年第1期57-60,共4页

水轮机调节对象的许多参数都是随运行工况变化的。以调节对象线性化模型为基础,从1个实例计算入手,计算了不同工况下水轮机传递系数和发电机6个参数的变化情况,进而计算这些参数变化对调节对象特征根的影响。通过计算表明,其水力振荡衰... 水轮机调节对象的许多参数都是随运行工况变化的。以调节对象线性化模型为基础,从1个实例计算入手,计算了不同工况下水轮机传递系数和发电机6个参数的变化情况,进而计算这些参数变化对调节对象特征根的影响。通过计算表明,其水力振荡衰减速度与出力有关,而系统的其他运动特性随工况变化较小。 展开更多

关键词 调节对象 模型参数 工况变化 运动特性

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低频振荡下发电机响应特性的量化分析 被引量：1

13

作者 曾云 沈祖诒 曹林宁 《电力系统及其自动化学报》 CSCD 北大核心 2008年第6期83-87,共5页

发电机在系统振荡下的响应特性是合理、有效设计控制策略的基础。借鉴机械振动中阻尼运动的描述方法,将低频振荡下发电机主要变量的运动归纳为阻尼振荡和临界阻尼两种基本运动形态;介绍了从仿真数据提取阻尼参数建立参数运动模型的方法... 发电机在系统振荡下的响应特性是合理、有效设计控制策略的基础。借鉴机械振动中阻尼运动的描述方法,将低频振荡下发电机主要变量的运动归纳为阻尼振荡和临界阻尼两种基本运动形态;介绍了从仿真数据提取阻尼参数建立参数运动模型的方法,实现对发电机振荡特性的量化分析;提出一种系统侧低频振荡信号的近似模拟方法,并应用于发电机响应仿真,获得了主要变量的运动模型和阻尼参数;分析了系统侧振荡幅度、频率以及初始工况对发电机功角振荡的影响。仿真研究表明,这一量化分析方法能直观有效地描述发电机参数的动力学行为。 展开更多

关键词 发电机 低频振荡 响应特性 阻尼参数 运动模型

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基于最大信息量的机组调速器故障诊断方法 被引量：2

14

作者 李书明 曹林宁 沈祖诒 《水电自动化与大坝监测》 2006年第3期26-28,32,共4页

在目前水轮发电机组电液调节系统故障诊断方法中,还没有出现很好的故障定位方法。文中应用模糊数学理论,由专家和运行人员根据电液调节系统的机理和运行经验得出各部件的隶属函数;并根据隶属函数得出整个电液调节系统的故障特征表;最后... 在目前水轮发电机组电液调节系统故障诊断方法中,还没有出现很好的故障定位方法。文中应用模糊数学理论,由专家和运行人员根据电液调节系统的机理和运行经验得出各部件的隶属函数;并根据隶属函数得出整个电液调节系统的故障特征表;最后根据故障特征表计算信息量,作出最大故障二元树,并最终确定故障产生的源头。 展开更多

关键词 水轮发电机组 电液调节系统 故障诊断 最大信息量 模糊数学

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水轮发电机组微机电液调节系统故障模糊诊断方法

15

作者 李书明 曹林宁 沈祖诒 《水利水电技术》 CSCD 北大核心 2006年第9期58-60,共3页

在目前机组电液调节系统故障诊断方法中,还没有出现很好的故障定位方法。本文应用模糊数学的应用理论,再请专家和运行人员根据电液调节系统的机理和运行经验得出每个决定各部件的隶属函数;并根据隶属函数得出整个电液调节系统的故障特征... 在目前机组电液调节系统故障诊断方法中,还没有出现很好的故障定位方法。本文应用模糊数学的应用理论,再请专家和运行人员根据电液调节系统的机理和运行经验得出每个决定各部件的隶属函数;并根据隶属函数得出整个电液调节系统的故障特征表;最后根据故障特征表计算信息量,作出最大故障二元树,并最终确定故障产生的源头。 展开更多

关键词 模糊诊断 电液调节系统 故障诊断

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神经网络智能PID控制及其在水轮机调速器中的应用 被引量：4

16

作者 李晓莉 曹林宁 刘欣荣 《水利水电科技进展》 CSCD 北大核心 2006年第3期32-34,52,共4页

对神经网络控制在水轮机调节中的应用进行理论分析,将基于BP神经网络的PID控制器和模型辨识神经网络应用于水轮机频率扰动仿真试验中,结果表明具有较好的动、静态特性和较强的鲁棒性,为神经网络在水轮机调速器中的应用打下理论基础。

关键词 BP神经网络 辨识网络 PID控制 水力机组仿真 水轮机调速器

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VB技术在水电站有压过水系统设计中的应用

17

作者 王斌 曹林宁 李敬国 《华北水利水电学院学报》 2003年第4期41-43,共3页

利用VB技术提出了水电站有压过水系统图的一种仿真设计方案 通过实际应用,该技术方案能快速、有效地设计出具有智能判断功能的系统图,为形成有压过水系统的数学模型提供了有效、可靠的数据,并提高了工程设计的效率.

关键词 有压过水系统 计算机自动化 邻接表

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水轮发电机组闭环开机特性仿真及优化 被引量：2

18

作者 刘志淼 张德虎 +1 位作者 曹林宁 黄智达 《河海大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2016年第3期209-213,共5页

针对水轮机转轮叶片裂纹现象,从水轮机调速器的开机规律对转轮的影响角度出发,建立计入非线性环节的电液随动系统模型和基于模型综合特性曲线的水轮机模型,分析按一段直线规律变化的闭环开机特性,提出了考虑水轮机工作水头偏差等因素的... 针对水轮机转轮叶片裂纹现象,从水轮机调速器的开机规律对转轮的影响角度出发,建立计入非线性环节的电液随动系统模型和基于模型综合特性曲线的水轮机模型,分析按一段直线规律变化的闭环开机特性,提出了考虑水轮机工作水头偏差等因素的综合性能指标,并基于该指标对某水电站机组开机过程进行仿真优化。结果表明,按综合指标优化得到的闭环开机过程有优越的动态性能,减少了开机规律对转轮的影响。 展开更多

关键词 叶片裂纹 水轮发电机组 开机规律 闭环开机 粒子群优化

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尾水调压室位置对抽水蓄能电站过渡过程的影响 被引量：8

19

作者 周海舟 魏运水 曹林宁 《中国农村水利水电》 北大核心 2019年第1期193-197,共5页

尾水调压室位置的选择与优化是电站设计中影响调节保证计算的重要因素。基于特征线法针对调压室不同的位置分别建立了某抽水蓄能电站的输水系统和水轮机调节系统的水力-机械数值仿真模型,对由于位置变化带来的机组过渡过程进行敏感性分... 尾水调压室位置的选择与优化是电站设计中影响调节保证计算的重要因素。基于特征线法针对调压室不同的位置分别建立了某抽水蓄能电站的输水系统和水轮机调节系统的水力-机械数值仿真模型,对由于位置变化带来的机组过渡过程进行敏感性分析。仿真结果表明:当尾水调压室位于岔管之前时,由于布置位置更靠近机组且每条支管都直接与调压室相连,对于相继甩负荷工况下尾水管真空度有较为明显的改善作用;不同大小的阻抗孔面积对于过渡过程计算也有相应的影响。通过调压室位置选择为机组过渡过程中尾水管真空度优化提供了研究思路和依据。 展开更多

关键词 抽水蓄能电站 尾水调压室 过渡过程 相继甩负荷

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考虑机组振动的水轮机调速器开机规律优化 被引量：8

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作者 陈华 刘志淼 曹林宁 《中国农村水利水电》 北大核心 2018年第7期174-177,共4页

某水电机组增容改造后,由于调速器开机规律没有调整,机组开机过程中出现异常振动。为此,建立了计入非线性因素的水电机组开机过程仿真模型,分析了转轮特性、机组惯性时间常数、初始水头等对开机过程的影响,提出了增容改造应重视调速器... 某水电机组增容改造后,由于调速器开机规律没有调整,机组开机过程中出现异常振动。为此,建立了计入非线性因素的水电机组开机过程仿真模型,分析了转轮特性、机组惯性时间常数、初始水头等对开机过程的影响,提出了增容改造应重视调速器开机规律的调整。从抑制机组振动的角度出发,提出一种综合性能指标对开机规律进行优化,仿真分析表明优化后的开机过程降低了水压力波动,进而避免产生较大的机组振动,保证了水电机组的安全稳定运行。 展开更多

关键词 水轮机 开机规律 机组振动 综合性能指标

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