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水利学报 2024年第6期55卷 744-755页

作者：李想钱晶曾云昆明理工大学冶金与能源学院云南昆明650093 云南省高校水力机械智能测试工程研究中心云南昆明650093

水电机组振动信号的诊断对机组安全稳定运行至关重要。本文提出一种基于均匀相位经验模态分解(Uniform Phase EMD,UPEMD)融合精细复合多尺度余弦相似熵(Refined Composite Multiscale CSE,RCMCSE)和改进鲸鱼算法优化反向传播神经网络(AL... 详细信息

水电机组振动信号的诊断对机组安全稳定运行至关重要。本文提出一种基于均匀相位经验模态分解(Uniform Phase EMD,UPEMD)融合精细复合多尺度余弦相似熵(Refined Composite Multiscale CSE,RCMCSE)和改进鲸鱼算法优化反向传播神经网络(ALWOA-BP)的水电机组故障诊断方法。利用UPEMD对原始信号进行分解,然后建立WOA-BP故障诊断模型。针对WOA算法快速陷入局部最优和过早收敛的问题,采用自适应权重和莱维飞行对WOA算法进行优化。实验结果表明,该方法的准确率达到了100%。为探究所提模型的抗噪性能,引入信噪比为2 dB的噪声进行再次分析,诊断结果为94.44%,明显优于其他未优化模型。该项研究可以对现有水电机组故障诊断方法进行有价值的补充。

关键词：水电机组精细复合多尺度熵余弦相似熵 ALWOA-BP 故障诊断

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TSMSE结合IOOA-BiLSTM的水电机组轴系故障诊断方法

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水利学报 2024年第7期55卷 862-873页

作者：张兼博李想曾云唐跨纪昆明理工大学冶金与能源学院云南昆明650093 云南省高校水力机械智能测试工程研究中心云南昆明650093

为提高水电机组轴系振动故障诊断的准确率,本文提出了一种新的诊断方法。首先,基于完全自适应噪声集合经验模态分解(CEEMDAN)进行振动信号预处理;其次,基于时移多尺度思想,引入时移多尺度样本熵(TSMSE)模型,以克服传统多尺度样本熵鲁棒... 详细信息

为提高水电机组轴系振动故障诊断的准确率,本文提出了一种新的诊断方法。首先,基于完全自适应噪声集合经验模态分解(CEEMDAN)进行振动信号预处理;其次,基于时移多尺度思想,引入时移多尺度样本熵(TSMSE)模型,以克服传统多尺度样本熵鲁棒性差以及粗粒化不足的问题;最终,将TSMSE提取的故障特征集输入经过改进鱼鹰算法(IOOA)优化的双向长短时记忆网络(BiLSTM),进行故障特征分类。通过对原始信号添加SNR=5 dB噪声并引入两种特征熵与TSMSE对比,分析TSMSE的抗噪性能。仿真实验表明,在给定数据集下TSMSE特征提取能力明显优于另外两种方法。同时,所提故障诊断模型应用在原始信号和含噪信号两种情况下,分别取得了100%以及97.22%的准确率,验证了所提模型的良好性能,为水电机组故障诊断提供新的科学方法。

关键词：水电机组特征提取时移多尺度样本熵 IOOA-BiLSTM 故障诊断

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引入风电功率波动的水电机组迭代学习控制

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水电能源科学 2021年第9期39卷 177-180,214页

作者：郭雅卿钱晶邹屹东曾云吕顺利陈家焕昆明理工大学冶金与能源学院云南昆明650093 云南省高校水力机械智能测试工程研究中心云南昆明650093

风电机组输出功率随机波动性强影响电网安全稳定运行,为进一步提高电网稳定运行,设计了一种基于迭代学习控制策略(ILC)的水电机组控制方法,使其能够快速平衡由于风电和负荷变化而引起的功率偏差,从而实现系统频率稳定。在Matlab/Simulin... 详细信息

风电机组输出功率随机波动性强影响电网安全稳定运行,为进一步提高电网稳定运行,设计了一种基于迭代学习控制策略(ILC)的水电机组控制方法,使其能够快速平衡由于风电和负荷变化而引起的功率偏差,从而实现系统频率稳定。在Matlab/Simulink中建立了水电机组调节系统仿真模型,对三种不同的风电功率扰动工况进行了仿真研究,并将控制效果与传统PID控制进行对比。仿真结果表明,基于ILC建立的控制器能使系统频率在风电功率扰动下具有较好的动态性能。

关键词：迭代学习控制(ILC) 水电机组风电机组频率功率

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基于不同转轮缺陷的水轮机流道水沙两相分布规律研究

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水动力学研究与进展（A辑） 2023年第5期38卷 766-773页

作者：潘泓江于凤荣刘宇晨曾云丁文华昆明理工大学冶金与能源工程学院昆明650093 云南省高校水力机械智能测试工程研究中心昆明650041 华能澜沧江水电股份有限公司糯扎渡水电厂普洱F665000

为分析转轮叶片缺陷情况下的水轮机流道内水沙两相分布规律,该文根据HLA855a-LJ-250水轮机模型,对转轮叶片进行缺陷处理。分别建立了完整、空蚀凹坑及出水边磨蚀三种叶片模型,对应命名方案1、方案2和方案3,通过RNG k-?湍流模型和欧拉多... 详细信息

为分析转轮叶片缺陷情况下的水轮机流道内水沙两相分布规律,该文根据HLA855a-LJ-250水轮机模型,对转轮叶片进行缺陷处理。分别建立了完整、空蚀凹坑及出水边磨蚀三种叶片模型,对应命名方案1、方案2和方案3,通过RNG k-?湍流模型和欧拉多相流模型进行模拟计算。转轮流域采用滑移网格,入口泥沙体积分数设置为0.35%,水轮机额定工况下工作5s,模拟结果显示:(1)方案3转轮叶片压力面与吸力面的泥沙压力与体积分数,均高于方案1和方案2转轮叶片对应面的泥沙压力与体积分数,说明不同缺陷形式的转轮叶片直接影响了转轮叶面泥沙分布规律;(2)转轮叶片缺陷形式不同,呈现在转轮上下游流道内的泥沙分布规律差异性显著;(3)当转轮叶片无缺陷时,机组运行过程中受泥沙磨蚀影响较小,但是当转轮叶片发生磨蚀破坏时,流道内的泥沙体积分数会升高,需要重点关注蜗壳鼻端、转轮叶片压力面及尾水管扩散段部位。

关键词：水轮机转轮叶片滑移网格两相流泥沙磨蚀

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基于CPSOGSA的水轮机调速系统PID参数优化

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软件导刊 2022年第10期21卷 103-108页

作者：贾高杰钱晶邹屹东曾云昆明理工大学冶金与能源工程学院云南省高校水力机械智能测试工程研究中心云南昆明650093

为实现水轮机调速系统的智能控制,提出一种基于收敛因子粒子群优化算法(CPSO)与引力搜索优化算法(GSA)的CPSOGSA算法。首先建立水轮机的基本模型,然后利用CPSOGSA算法对PID控制器的参数进行优化并搭建Simulink仿真模型。仿真结果表明,利... 详细信息

为实现水轮机调速系统的智能控制,提出一种基于收敛因子粒子群优化算法(CPSO)与引力搜索优化算法(GSA)的CPSOGSA算法。首先建立水轮机的基本模型,然后利用CPSOGSA算法对PID控制器的参数进行优化并搭建Simulink仿真模型。仿真结果表明,利用CPSOGSA算法能快速得到PID控制器的最佳匹配初始参数,且在频率扰动和风电功率扰动下,基于CPSOGSA算法的PID控制系统相较于传统PID控制系统输出转速波动更小,稳定时间更短,动态响应速度更快。将基于CPSOGSA算法的PID控制策略应用于水轮机调速系统具有较佳的动态稳定性。

关键词：水轮机调速系统收敛因子粒子群引力搜索算法 PID参数优化 Simulink仿真水力机械智能

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面向分布式微电网的多智能体船艇机器人路径规划方法

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农业装备与车辆工程 2023年第10期61卷 18-21页

作者：赵甜钱晶曾云昆明理工大学冶金与能源学院云南省昆明市650093 云南省高校水力机械智能测试工程研究中心云南省昆明市650093

针对普通单智能体船艇机器人复杂场景下路径规划效率低等问题,提出一种基于深度强化神经网络的分布式微电网多智能体机器人路径规划方法,该复杂背景下的路径规划方法相比传统方法在避障过程中准确率更高。提出模型的每个智能体都有一个... 详细信息

针对普通单智能体船艇机器人复杂场景下路径规划效率低等问题,提出一种基于深度强化神经网络的分布式微电网多智能体机器人路径规划方法,该复杂背景下的路径规划方法相比传统方法在避障过程中准确率更高。提出模型的每个智能体都有一个独立的密集层来处理可伸缩性,为设定每个智能体具有相同的属性和能力,创建了一个奖励函数,用于惩罚非法行为(如碰撞)和奖励访问空闲单元格,提高了模型的鲁棒性。经实验验证,对比不同多智能体强化学习算法,多智能体策略的训练结果比基线方法准确率平均提高了14%,在训练速度方面,比基线算法快3倍,能够满足实时性的要求。

关键词：多智能体强化学习奖励函数路径规划

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光伏功率扰动下的水电机组海鸥优化模糊PID控制研究

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电机与控制应用 2022年第7期49卷 70-76页

作者：曹飞钱晶邹屹东曾云贾高杰李立胜昆明理工大学冶金与能源工程学院云南昆明650093 云南省高校水力机械智能测试工程研究中心云南昆明650093

光伏发电机组输出功率的随机性和波动性影响着供电系统的安全稳定运行。为了提高水光供电系统的频率稳定能力,根据水轮机调速系统的数学模型,结合海鸥算法的寻优能力和模糊控制的推理能力,提出基于海鸥优化模糊PID(SOAFPID)控制的水电... 详细信息

光伏发电机组输出功率的随机性和波动性影响着供电系统的安全稳定运行。为了提高水光供电系统的频率稳定能力,根据水轮机调速系统的数学模型,结合海鸥算法的寻优能力和模糊控制的推理能力,提出基于海鸥优化模糊PID(SOAFPID)控制的水电机组控制策略,使其能够快速调节光伏和负荷波动引起的系统频率偏差。通过搭建Simulink仿真模型,分析其在不同扰动工况下的频率稳定能力。仿真结果表明:与传统PID控制方法相比,采用SOAFPID控制的水电机组在光伏和负荷功率扰动下具有更小的超调量和更快的稳定速度,在水光供电系统中表现出了优越的动态调节性能。

关键词：水电机组模糊PID控制海鸥算法光伏功率频率调节

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基于SSA的微电网负荷频率鲁棒H_(2)/H_(∞)控制研究

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电机与控制应用 2023年第6期50卷 71-77页

作者：曹飞钱晶曾云李祥李立胜昆明理工大学冶金与能源工程学院云南昆明650093 云南省高校水力机械智能测试工程研究中心云南昆明650093

针对微电网中由可再生能源出力波动和负荷变化引起的频率振荡问题,提出了一种混合H_(2)/H_(∞)鲁棒策略的负荷频率控制器。首先建立了具有功率扰动信号的风光柴微电网负荷频率控制模型。然后基于鲁棒H_(∞)理论设计了鲁棒H_(2)/H_(∞)... 详细信息

针对微电网中由可再生能源出力波动和负荷变化引起的频率振荡问题,提出了一种混合H_(2)/H_(∞)鲁棒策略的负荷频率控制器。首先建立了具有功率扰动信号的风光柴微电网负荷频率控制模型。然后基于鲁棒H_(∞)理论设计了鲁棒H_(2)/H_(∞)控制器。在控制器的设计中,使用了樽海鞘群算法(SSA)对有关加权矩阵参数和范数权重进行寻优求解,使控制器的调整性能达到最好。最后仿真结果表明,相比于传统的鲁棒H_(∞)控制和PID控制,提出的H_(2)/H_(∞)鲁棒控制器在微电网的外界功率干扰以及系统的参数扰动工况下均有较好的控制效果。

关键词：微电网负荷频率控制鲁棒控制樽海鞘群算法(SSA)

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能源动力机器人系统建模仿真与实验研究

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软件 2023年第10期44卷 27-29页

作者：赵甜钱晶曾云昆明理工大学冶金与能源工程学院云南昆明650093 云南省高校水力机械智能测试工程研究中心云南昆明650093

估计能源动力机器人在不可预测环境中的碰撞安全距离对保障其安全性极为关键。然而,机器人运动距离的估计通常是个时间成本高的过程,且要求传感器必须具备高精度。为此,我们采用了一种结合高斯过程回归与正向运动学核方法的策略,此方法... 详细信息

估计能源动力机器人在不可预测环境中的碰撞安全距离对保障其安全性极为关键。然而,机器人运动距离的估计通常是个时间成本高的过程,且要求传感器必须具备高精度。为此,我们采用了一种结合高斯过程回归与正向运动学核方法的策略,此方法能够更有效且准确地估量碰撞距离。通过实验验证,此策略即便在噪声较多的复杂环境中训练,其性能相较于传统标准几何方法在距离估计方面的效率提高了近70倍,准确度也提升了13倍,证明了其显著的优势。

关键词：高斯过程距离计算运动学

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入口不同速度夹角对尾水管内湍动能的影响分析

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云南水力发电 2022年第6期38卷 41-46页

作者：李春乾浦锋杨杰吴才冉韩雪丽冯赵展杨怀荣于凤荣昆明理工大学冶金与能源工程学院云南昆明650093 云南省高校水力机械智能测试工程研究中心云南昆明650093 华能澜沧江水电股份有限公司小湾水电厂云南大理675702

以某水电站弯肘形尾水管为研究对象,应用ANSYS软件建立从尾水管进口到尾水管出口过流部件的流道模型,划分网格后导入Fluent进行模拟计算。分析结果表明,在入口速度垂直进入时,尾水管内部的湍流动能变化不大,流动较为平缓,湍流发展较充... 详细信息

以某水电站弯肘形尾水管为研究对象,应用ANSYS软件建立从尾水管进口到尾水管出口过流部件的流道模型,划分网格后导入Fluent进行模拟计算。分析结果表明,在入口速度垂直进入时,尾水管内部的湍流动能变化不大,流动较为平缓,湍流发展较充分。随着速度入口夹角的增大,弯肘段入口及水平扩散段入口的湍流动能越来越大,即说明随速度入口夹角的增大,尾水管在弯肘段及水平扩散段的流动越紊乱,对机组稳定不利。该方法可预估弯肘形尾水管内部的流动性能和湍流发展程度。

关键词：弯肘形尾水管湍流动能 Fluent CFD 数值模拟

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