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基于人工神经网络预测虚拟注入电流的暂态稳定快速算法

朱翎; 童伟林; 王建全 浙江大学电气工程学院; 浙江杭州310027
  • 人工神经网络  
  • 虚拟注入电流  
  • 并行计算  
  • 暂态稳定数值积分算法  

摘要:提出了一种基于神经网络预测虚拟注入电流的暂态稳定快速算法,使用并行计算的方法可提高该算法的执行效率。该算法通过使用人工神经网络来预测虚拟注入电流,可以有效减少暂态稳定数值积分中网络方程与微分方程的交替求解次数,减少暂态稳定计算时间。在3机9节点算例和新英格兰10机39节点算例上进行了验证,证明了该方法的可靠性与有效性。由于神经网络的训练能够离线完成,因此本算法有利于实现暂态稳定计算的在线化应用。

  • 喷油嘴喷孔结构参数对雾化特性的影响研究

    作者:岳义帅; 陈国金; 陈昌; 孙海龙; 朱凌俊; 余芳 期刊:《能源工程》 2019年第04期

    采用VOF计算模型对喷嘴内部流动进行数值模拟,分析喷孔直径、喷孔入口处倒角等结构参数以及背压对雾化特性的影响。结果表明:喷孔直径增大,喷孔内负压区所占体积增大,气穴强度相应减弱,喷孔的流量系数相对减小,燃油的喷射速度随之降低,但其油束射程却随之变大;喷孔入口处倒角增大,喷孔内负压区所占体积减小,气穴强度相对减弱,但燃油的喷射速度均匀性提高,喷孔的流量系数增大,燃油的平均喷射速度增大,燃油的油束射程也将变大;背压增大,喷孔内压力随之增大,但背压对雾化特性的影响较小。

  • 基于整体法的深水钻井隔水管-导管系统静态性能分析

    作者:邓嵩; 耿浩然; 赵虹宇; 朱硕; 纪梦楠; 夏一程 期刊:《能源工程》 2019年第04期

    提出了一种深水钻井隔水管-导管系统静态力学性能分析的新方法。将深水隔水管-导管视为整体,通过简化力学模型,建立了管柱系统整体的静态力学微分方程,分别确定各段管柱的有效轴向力和水平外载,研究了系统顶端和底端、泥线附近管柱端等薄弱部分的横向变形、弯矩和转角等静态力学性能。同时对一口深水井进行数值模拟分析,利用ABAQUS软件进行数值求解,得到系统整体的静力学分析结果,并将整体法与解耦法的结果相对比,可以看出解耦法的结果更加保守。同时进一步分析了顶张力、钻井平台横向偏移和海流流速、波浪高度以及导管尺寸对系统静态力学性能等因素的影响,研究发现各个因素对系统静态力学性能影响不一样,需要在海洋石油工程中进一步关注。

  • 基于人工神经网络预测虚拟注入电流的暂态稳定快速算法

    作者:朱翎; 童伟林; 王建全 期刊:《能源工程》 2019年第04期

    提出了一种基于神经网络预测虚拟注入电流的暂态稳定快速算法,使用并行计算的方法可提高该算法的执行效率。该算法通过使用人工神经网络来预测虚拟注入电流,可以有效减少暂态稳定数值积分中网络方程与微分方程的交替求解次数,减少暂态稳定计算时间。在3机9节点算例和新英格兰10机39节点算例上进行了验证,证明了该方法的可靠性与有效性。由于神经网络的训练能够离线完成,因此本算法有利于实现暂态稳定计算的在线化应用。

  • 两个达里厄型风力机间流场的相互干扰对其风能利用率的影响

    作者:戴自强 期刊:《能源工程》 2019年第04期

    采用CFD商业软件ANSYS Fluent 17.0,对两个共同旋转的升力型垂直轴风力机的流场进行了数值模拟,主要研究了中心距以及旋转方向的变化对风能利用率的影响。研究结果表明两个并排安装的升力型转子共同旋转时,由于流场间的相互干扰,转子的风能利用率在高尖速比下与单个旋转的转子相比有较大幅度的提高,并且随着两个转子间距离的增大,这种干扰作用逐渐减弱。

  • 低碳背景下的电力系统多时间尺度联合优化调度

    作者:陆春良; 方江晓; 郭超; 叶承晋; 龙厚印; 吴俊利; 黄金波 期刊:《能源工程》 2019年第04期

    随着小火电关停以及大规模可再生能源的接入,机组整体启停速度下降且运行不确定性增强,传统的日前与实时两级调度模式下,电网在极端环境下失负荷以及弃风、弃光风险较高。为解决这一问题,提出电能与备用多时间尺度联合优化调度方法,在日前计划基础上,补充设计了周前和日内调度计划,周前计划用于解决极端情况下,大机组启动时间不充裕问题;日内计划用于应对风电等可再生能源的随机性与波动性。并且在联合调度模型中考虑了需求侧响应因素,提升电力系统整体调节能力。最后,通过IEEE-RTS 39节点系统验证了所提方法的有效性。

  • 多孔介质燃气热水炉的试验研究

    作者:王恩宇; 高攀; 沈家利; 刘联胜; 苟湘; 吴晋湘 期刊:《能源工程》 2019年第04期

    针对燃气热水炉热效率低,污染物排放高的问题,设计了一台冷凝式多孔介质燃气热水炉。在定水流量的条件下,研究了燃气热水炉的燃烧、换热和污染物排放特性。结果表明:在当量比为0.9的条件下,该燃气热水炉基于低位发热量的热效率均大于99.0%,最高可达106.8%;燃烧强度在403.9 kW/m~2的工况下,热水温升可达57℃;燃烧强度是影响燃气热水炉热效率和热水温升的主要因素;烟气出口CO浓度可控制在300 mL/m~3以下,NO_x浓度均低于45 mg/m~3;燃烧室压降随燃烧强度的增大而增大,随当量比的增大而减小。该多孔介质燃气热水炉具有高效、低污染物排放的特性,多孔介质填充造成的流动阻力增加可控制在1000 Pa以内。

  • 热水锅炉集箱系统水流量分配数值模拟分析

    作者:韩守鹏; 宋友立; 许金沙; 张蒲根; 徐洪涛 期刊:《能源工程》 2019年第04期

    以DZL14-1.25/115/70-AⅡ型热水锅炉集箱系统为研究对象,利用数值模拟方法,对集箱系统水流量分配进行研究,并与实际运行参数进行对比验证。研究发现:在工况一和工况二中,集箱系统中前后下降管与集箱连接处形成漩涡,导致第1~4和70~72根上升管中回水流量减少,使得整体集箱系统水流量分配不均匀;集箱系统中部压力较高、两端压力较低;漩涡的尺寸不会随着回水流量降低而变小。在改进工况下,上升管中水流量分配较为均匀,流量系数基本上保持在1左右。

  • 能源工程2020年度征订启事

    作者: 期刊:《能源工程》 2019年第04期

    《能源工程》创刊于1981年,是国内外公开发行的能源技术类科技期刊,由浙江省科学技术厅主管,浙江省能源与核技术应用研究院及浙江省能源研究会主办。《能源工程》国际标准连续出版物号ISSN1004 -3950、中国标准连续出版物号CN33 - 1113/TK,双月刊,双月下旬出版,四封与内页全彩印刷。

  • 汽源内切换状态下流动诱导的汽轮机振动特性数值模拟

    作者:唐敏; 南国防; 孙旺; 陈光 期刊:《能源工程》 2019年第03期

    针对工业给水泵汽轮机汽源内切换状态下,周向非均匀蒸汽引起机组振动问题,应用ABAQUS软件进行了数值模拟。采用模态瞬态动力学分析方法,得到了转子系统的主要模态,对比了在不同调节方式、运行工况下调节级动叶及转子系统的瞬态响应。计算结果表明:调节方式与运行工况对调节级动叶的响应频率影响较小,且主要表现为低频响应;相比于低压蒸汽单独进汽VWO工况、低压蒸汽单独进汽30%THA工况和高低压蒸汽混合进汽30%THA工况,高低压混合进汽VWO工况三个方向振幅均最大;调节级轮盘受整圈调节级叶片气流力作用时,调节级轮盘与转轴的 X向(轴向)响应频率不同,Y、Z 方向的振动响应曲线基本相同;同一调节方式下,VWO工况监测点 Y 向振动峰值是30%THA工况的3.7~3.8倍。

  • 方形开口腔内双扩散自然对流数值模拟

    作者:孔昭文; 王治云; 杨茉 期刊:《能源工程》 2019年第03期

    对Soret和Dufour效应作用下的开口腔内双扩散自然对流进行了数值模拟。研究了在不同瑞利数 Ra(10 ^3≤Ra≤10^ 7)、刘易斯数Le(0.5≤Le≤8)、浮升力比 N(-5≤N≤5)、Soret数和Dufour数(0≤Sr=Df≤ 0.5 )下,开口正方腔内温度场、浓度场、流场的影响及平均努塞尔数 Nu 和平均舍伍德数 Sh 的变化。结果表明,当 N =-1时, Nu 和 Sh 都达到最小值,腔内传热、传质效果最弱。当Ra较小时,改变Le对 Nu 、 Sh 影响不大;当Ra不变时,增大Le使得 Nu 逐渐降低、 Sh 逐渐升高,腔内传质增强,传热被削弱。另外,Le=1时,Soret和Dufour效应的变化对开口方腔内传热传质影响并不明显。 Nu 和 Sh 随着Soret和Dufour效应影响增强而增大,与Sr、Df为0时对比,Sr、Df从0.1增大到0.5时, Nu 增加了10.4%到58.0%, Sh 增加了3.4%到13.1%。

  • 端壁传热与气膜冷却的实验研究

    作者:叶创捷 期刊:《能源工程》 2019年第03期

    以某F级燃气轮机第一级动叶的叶根型线为实验叶型,设计并搭建了端壁换热特征测量实验台和气膜冷却有效度测量实验台。根据红外热像仪的拍摄结果,测量端壁的温度分布,获得端壁的换热分布和气膜冷却特征。受马蹄涡影响,前缘附近是端壁换热最强烈的区域。由于角涡的存在,压力面与端壁的角区有大面积的高换热区域。吹风比是影响气膜冷却效果的重要因素,随着吹风比的增大,端壁整体冷却效果增强。在实验中,鞍点处气膜孔对前缘端壁的冷却效果十分有限,受马蹄涡影响,前缘附近端壁的气膜被卷吸脱离壁面,难以形成覆盖端壁的气膜。

  • 周期性凹槽流道脉动流传热及流动特性的数值模拟

    作者:陈志刚; 樊曙光; 孙鸿燕; 尤俊荐 期刊:《能源工程》 2019年第03期

    以水为工质对三角槽道层流脉动流传热及流动特性进行模拟研究,分析平均雷诺数、斯特劳哈尔数、脉动振幅等参数对传热以及流阻的影响。以“多场协同”为视角,解析脉动流场各物理量之间的协同关系,研究三角槽道层流脉动流强化传热的本质并提出优化控制方式。研究表明,以增加Re数强化脉动传热的方式伴随着能耗的上升,综合传热性能持续下降;相较于流阻增量,传热过程对于脉动参数变化的敏感性更强;三角槽道层流脉动流强化传热的本质在于速度矢量、速度梯度、温度梯度以及压力梯度之间的协同性改善,对于传热优化而言也在于控制各个流场物理量参数之间的协同关系。

  • 柴油污染土壤的微生物修复研究进展

    作者:王迎; 何闪英; 吕黎; 杨春平 期刊:《能源工程》 2019年第03期

    近年来,具备修复成本低、绿色环保等优点的微生物修复技术越来越多地被应用于土壤柴油污染修复中。综述了柴油污染土壤的现状、柴油降解菌的种类和降解机理、微生物降解柴油的影响因素,并对土壤柴油污染的微生物修复技术发展进行了展望。

  • 电动汽车低温环境下采暖方式探讨

    作者:兰娇; 苏林; 方奕栋; 李康; 程恰; 唐启天 期刊:《能源工程》 2019年第03期

    传统汽车的采暖方式是利用发动机余热,电动汽车则大多采用PTC加热或热泵制热方式。PTC加热的能效比低,电能消耗大,续航里程削减严重;热泵制热在环境温度低于-10 ℃时,存在压缩机无法启动以及供热量不足的问题。为了保证热泵系统在低温环境下能高效稳定供热,提出了使用补气增焓涡旋式压缩机、局部调节、热储能制热系统和二次回路空调热泵系统四种采暖方案,并对其进行分析与说明。

  • 翼型选择对轴流风机性能影响的数值研究

    作者:董青山; 陈建; 张喜峰 期刊:《能源工程》 2019年第03期

    为了研究翼型对轴流风机气动性能的影响,采用数值模拟的方法首先研究了翼型的升阻比对风机性能的影响,然后选用较优的翼型来研究最大相对厚度和最大相对厚度位置对风机气动性能的影响。结果分析表明:当风机工作在设计流量及以上时,选用较大升阻比系数翼型的风机表现出较好的气动性能;轴流风机选用较薄翼型作为其叶片翼型时,其气动特性表现较优;当叶片翼型最大相对厚度位于距叶片前缘30%时,轴流风机的气动特性最优。研究结果可为轴流风机设计者设计高效的轴流风机提供参考。

  • 来稿须知

    作者: 期刊:《能源工程》 2019年第03期

    稿件内容力求理论联系实际,论点明确,文字简练,例举详实,数据可靠,条理清晰,采用中华人民共和国法定计量单位,字数一般为4000~10000字。

能源工程

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