刘冬
- 作品数：11 被引量：68H指数：6
- 供职机构：武汉大学动力与机械学院更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金福建省电力有限公司科技项目更多>>
- 相关领域：水利工程动力工程及工程热物理交通运输工程更多>>
- 基于输入-输出修正的水轮机特性曲线精细化模型被引量：6
- 2019年
- 目前常用的水轮机特性曲线模型包括线性模型和非线性模型,它们都是根据描述水轮机内外特性的方程或试验数据得到的。然而在建模的过程中,各种误差难以避免,如模型误差、测量误差和读数误差等,可能造成预测值与实际值不相符,影响模型的精度。同时,有关水轮机特性曲线模型修正的文献较少,缺乏行之有效的方法或准则,不利于相关研究成果的实际应用。本文以水轮机神经网络模型为例,提出了基于输入-输出修正的水轮机特性曲线精细化建模方法,并验证了该方法的有效性。首先根据模型综合特性曲线和边界条件,分别建立混流式和轴流式两种机组的非线性特性曲线模型。其次利用粒子群优化算法和二次多项式逼近原理,依次对模型输入和输出参数进行修正,得到最优修正系数。最后整合原始模型和修正部分,得到水轮机特性曲线的精细化模型。试验结果表明该方法能够有效提高模型的仿真精度,对研究真实机组的非线性特性具有重要意义。
- 刘冬刘冬曾荃胡晓肖志怀
- 关键词：水轮机模型修正神经网络粒子群算法
- 基于VMD-CNN的水电机组故障诊断被引量：11
- 2020年
- 为提高水电机组故障诊断精度,减少在振动信号特征选取过程中对专业经验的依赖,提出了一种融合变分模态分解和卷积神经网络的故障诊断方法。首先对水电机组振动信号进行变分模态分解得到若干分量,并利用这些分量构造时间图,然后搭建深度卷积神经网络对时间图进行特征提取和故障识别,建立分量和故障状态的映射关系。以实测水电机组轴向振动信号进行应用检验,并采用多组对比试验,结果表明该方法与其他方法相比故障识别准确率更高。研究成果为水电机组智能故障诊断提供了新思路。
- 胡晓肖志怀刘东蒋文君刘冬袁喜来
- 关键词：水电机组振动信号卷积神经网络故障诊断
- 孤网模式下水轮机调节系统参数敏感性分析被引量：2
- 2020年
- 鉴于参数敏感性分析是水轮机调节系统稳定性研究的重要内容,以XLD电站中某机组的孤网运行模式为例,基于轨迹灵敏度指标,在机组负载扰动和参数摄动条件下研究了系统主要变量对参数变化的敏感程度。结果表明,孤网模式下不同参数变化对不同变量的影响不同,系统变量对发电机参数的敏感性要大于对随动系统参数的敏感性。
- 蒙淑平刘冬刘冬刘冬肖志怀
- 关键词：水轮机调节系统
- 多种智能优化算法在水轮机调节系统参数辨识中的对比研究被引量：8
- 2020年
- 参数辨识是系统辨识的重要内容,其方法的有效性决定了建模的最终精度。水轮机调节系统是一类复杂非线性系统,其参数会随运行工况的变化而改变。同时,实际测量信号受环境的影响而夹杂着噪声等无关信息,这将增加参数辨识的难度。因此,对于不同工况和测试条件,参数辨识方法的适用性和精度,以及参数的可辨识性值得进一步研究。以国网水口电站机组为研究对象,基于多种智能优化算法并考虑多种试验工况,对比研究了在不同辨识场景下各辨识算法的有效性和精度,以及参数的可辨识性。结果表明,生物地理学优化算法在各种辨识条件下均具有较好且稳定的性能。
- 黄光斌刘冬刘东胡晓肖志怀
- 关键词：智能优化算法参数辨识水轮机调节系统
- 孤网模式下水电机组变工况稳定性分析被引量：8
- 2019年
- 水电机组作为可持续能源发电的重要组成部分,其运行稳定性长期受到关注和重视。在实际运行过程中,机组可能运行在孤网模式,此时电网稳定性将严重依赖于机组的运行和调节方式。基于水电机组状态空间方程,研究了孤网模式下水电机组的控制参数稳定域,揭示出运行工况对机组稳定性的影响机制。首先,根据机组各部分的微分方程推导水轮机调节系统的状态空间方程,并基于模型综合特性曲线建立水轮机神经网络模型。其次,利用神经网络求导法计算某一水头时水轮机在各导叶开度下的传递系数并将其代入状态空间方程,得到系统特征值与控制参数的关系。最后根据临界稳定条件确定各工况的控制参数稳定域及其变化律,并通过仿真进行了分析和验证。
- 袁喜来刘冬胡晓刘东肖志怀
- 关键词：水电机组孤网运行变工况稳定性分析
- 基于GA-BP神经网络的水轮机非线性建模方法研究被引量：12
- 2017年
- 建立精确的水轮机模型是水轮机调节系统有效建模仿真的关键。运用基于遗传算法改进反向传播神经网络的GA-BP神经网络对水轮机工作特性进行非线性拟合建模。详细介绍了利用水轮机模型综合特性曲线与飞逸特性曲线获取水轮机流量特性与力矩特性样本数据的方法,并对基本样本数据进行补充延伸。结合BP神经网络与遗传算法两者优点构建了GA-BP神经网络,利用所得样本数据进行训练,获得了基于GA-BP神经网络的水轮机非线性模型,并与传统BP神经网络在水轮机流量特性和力矩特性拟合效果上进行对比试验。仿真结果验证了论文提出方法的可行性和优越性。
- 彭利鸿宋媛刘冬孟岁利肖志怀
- 关键词：水轮机GA-BP神经网络
- 适用于水电机组的改进滑模控制策略研究被引量：15
- 2020年
- 近年来,随着风、光等可再生能源在能源供应中的比例日益增加,其间歇性和难以预测性使电网的稳定性面临更多挑战。水电机组是电网中具有重要调节作用的机组,其调速器广泛采用传统的比例-积分-微分(PID)控制。然而,PID控制对机组复杂工况的适应性较差,作为重要的鲁棒控制策略,滑模控制在实现水电机组优化运行方面具有巨大潜力。因此,为实现滑模控制在水电机组中的应用,本文将滑模控制引入水轮机调节系统,分析"假稳定"现象的原因并提出改进的滑模控制器。同时,基于自适应模糊粒子群算法(AFPSO)和时间乘误差绝对值积分(ITAE)指标,对改进滑模控制器的参数进行优化。通过仿真证明了所提出的滑模控制策略的有效性。
- 吴道平鄢波刘冬刘冬
- 关键词：水电机组滑模控制参数优化
- 基于生物地理学算法的水电机组PID参数优化被引量：3
- 2020年
- 水轮机调节系统是复杂非线性系统,其运行工况会经常发生大的变化。水电机组并网后一般采用一组PID控制参数,而采用固定的控制参数难以保证不同工况下均具有良好的动态品质。此时,需要针对不同工况对机组的控制参数进行寻优,使调速器的控制性能满足期望的要求。基于生物地理学算法对水电机组某工况下的PID参数进行了优化,并与其他算法进行了对比。仿真结果表明由新算法得到的最优PID参数具有更好的调节品质,对机组的优化运行具有重要意义。
- 高菘杨虎付恩狄刘冬黄一冲肖志怀
- 关键词：水电机组参数优化PID控制
- 特征线法及其变体在水轮机及引水系统非线性建模中的对比研究被引量：5
- 2020年
- 建立引水系统的水力变化模型是水电机组非线性建模和仿真中的重要内容,同时水力因素对水轮机调节系统过渡过程的影响也是研究机组和电网稳定性时需要系统性考虑的主要问题。本文提出了一种改进的特征线法,针对水轮机及引水系统建立了包含基本特征线法的联合非线性模型,以及包含可选水击模型的模块化非线性模型,以开展特征线法及其变体的对比研究,为今后水轮机调节系统的大小波动仿真提供一定的理论指导。在此基础上,以国内某大型水电站机组孤网运行模式为例,在频率和负载的大、小扰动作用下,研究了刚性和弹性水击、特征线法及其变体模型的仿真结果,分析了各模型计算的瞬时水头的差别,得出了不同模型参数的调节规律和影响效果。结果表明,在大小波动条件下不同引水系统模型对于机组水头变化趋势的描述基本一致,仅在局部极值附近的计算结果有所差别,且在大波动条件下较为明显,但可通过调整具体的模型参数减小这种差别。
- 刘冬刘冬张辉丁萁琦陈上肖志怀
- 关键词：重采样引水系统
- 基于改进不变矩与概率神经网络的水电机组轴心轨迹特征提取研究被引量：2
- 2019年
- 在水电机组状态监测与故障诊断中,轴心轨迹是反映机组运行状态的重要特征。提出了将图形改进不变矩算法与概率神经网络相结合的方法,运用改进不变矩算法对水电机组几种不同运行状态下的转子轴心轨迹进行特征提取,得到相应的特征矩向量,构建概率神经网络进行训练分类,并结合电站实测数据进行了验证。结果表明,该特征提取与分类方法简单稳定,对不同形状的轴心轨迹具有较高的区分度和较好的识别率,可以为水电机组故障诊断提供有效依据。
- 袁喜来刘东胡晓刘冬
- 关键词：水电机组不变矩概率神经网络轴心轨迹特征提取
