基于场级协同的风电机组安全控制技术

文章提出了一种基于场级协同的风电机组安全控制技术,该技术主要基于风电场场级控制平台,该平台支持通过多种通信接口对风电机组主控和传感器数据进行采集,实现各设备之间信息互联互通,并凭借其强大的数据分析和科学计算能力,实现各种智能控制算法的实时运行。风电场部署场级控制平台后,可通过智能算法识别机组是否存在风险,对风险机组进行机舱航向校准,并计算该机组所处位置的绝对风向及前后排位置分布情况,风电场前排机组遭遇极端外部条件时,后排机组提前动作,降低极端外部条件给机组带来的风险,提升风电机组运行稳定性,降低风电场整体载荷水平,从而控制风电机组故障率。海上风电运维环境恶劣、条件复杂,带来了极高的运维成本,通过该技术降低故障率可减少海上风电运维成本。     

甲板风对舰船空气尾流影响的数值研究

利用CFD仿真方法对不同甲板风风速和风向角条件下的SFS2、LHA-1及CVN-73空气尾流场进行数值模拟。研究表明,舰船空气尾流场随甲板风风速的变化符合雷诺数独立性原则,这一规律表明,对于感兴趣的风向角,只需要计算一个风速即可,因此可有效减少舰船空气尾流场研究中的工作量。但是,随着风向角的变化,舰船空气尾流场会发生剧烈改变,对于感兴趣的风向角工况必须逐一进行计算。对比分析结果显示,算例中0°~15°的风向角范围是适合舰载直升机起降操作的较理想风向角。研究结果明确了甲板风对舰船空气尾流场特性的影响,可为后续舰船空气尾流场的研究提供参考,为直升机安全操作包线的制定和固定翼飞机的安全着舰提供理论依据。     

面向风帆助航的海洋风力资源分析方法

为分析风帆助航条件下海洋风力资源对远洋船舶的辅助推力,将风场与航线数据在电子海图上叠加显示.通过设计算法,建立任意航线上风向变化与色彩变化的映射关系,以色彩的变化直观显示航迹带内的风向分布特征,利用矩阵实验室(MATLAB)对海洋风场数据进行读取和可视化,并对风速进行统计分析.研究结果表明,海上风速、风向在一定海域内保持稳定,为航行船舶风帆助航的可行性以及最优航线设计提供了理论依据和数据支持.     

风力助航船的风速监测技术

风力助航船作为一种新型船舶种类,可以利用海上丰富的风能资源补充自身动力系统,提高能源利用率。本文的研究重点是风力助航船的风速、风向监测技术,作为风力助航船的关键信号输入,风速和风向信息是船舶进行船帆控制的关键,因此提高海上风速、风向的监测水平十分重要。本文介绍风力助航船的风速监测原理,搭建风力助航船的风速监测平台,对平台原理和工作流程做了详细阐述。     

变速变桨风力发电机组的阵风控制策略

针对双馈式变速变桨风力发电机组在实际运行中出现的发电机超速故障频发等问题,从发电机的超速故障分析入手,提出了一种在超速过程中变桨距控制方法的阵风控制策略。该策略旨在有效减少机组在遭遇强阵风时发生超速故障停机的次数。通过仿真计算的结果验证了该策略在减少超速故障停机次数方面的有效性,并运用软件优化技术对控制算法进行改进,进一步提升阵风控制的性能和可靠性,可以有效应对风况快速变化、特别是风速降低后又快速上升的阵风风况。该研究对于提高机组的可靠性、延长使用寿命以及最大程度地利用风能具有重要意义。     

海上风电机组转速振荡状态识别技术

文章介绍了风电机组转速振荡状态,持续在转速振荡状态下运行,可能会导致机组触发故障停机,严重的甚至导致机组零部件损伤,威胁到风电机组的运行安全性;为提高尤其是海上风电机组的安全可靠性,提出一种在风电机组PLC可实现的转速振荡状态识别技术。先通过对应方法寻找局部极值点,分别线性插值出转速包络线,求取转速包络差值平均值,该过程稳定可靠、易实现;通过二次包络求取风场机组发电机转速的实际包络差值,再根据一定时间段内包络差值超过包络差值条件的次数,从而来判定当前状态是否处于转速振荡状态,并通过在风场机组测试的方式,验证了风电机组转速振荡状态识别技术功能的有效性,并开始应用于海上风电。     

核电应急柴油发电机组监控系统设计

为了检测柴油发电机组的冷态状态、运行参数,控制柴油发电机的运行以及励磁,并进行故障保护,本文设计了由机旁速度控制柜、柴油发电机状态监控台以及发电机电压转速测验台组成的监控系统,配合现场操作人员实现对核电应急柴油发电机组的检验,实现了机组的自动化操作,控制、检测到的数据精确,故障保护措施齐全。     

基于大数据分析技术的船舶航行环境感知信息实时分类研究

为提高船舶航行环境感知信息分类速度,研究基于大数据分析技术的船舶航行环境感知信息实时分类方法。采用工具层中的激光雷达传感器、风速/风向传感器、温湿度传感器,感知的船舶航行环境中障碍物、风速与风向、温湿度信息,在处理层中的Hadoop分布式大数据计算引擎中,由MapReduce并行大数据计算技术,将感知信息分块后,由map启动基于小波阈值的环境感知信息去噪方法,去除分块感知信息中噪声信息后,再启动K-最邻近分类器,计算去噪后分块感知信息样本与已知类型的感知信息隶属度,依据感知信息隶属度完成感知信息分类,最终通过reduce整合分类结果。经测试,本文方法对航行环境中感知信息分类时延仅2 s,延迟短,可实时分类船舶航行环境感知信息,且分类结果不存在信息混乱问题。     

风传感器数据融合算法研究

对于风速风向的实时测定是海上船舶安全系统重要功能之一,在船舶各位置部署风传感并采集风速风向数据,通过无线传感网络将采集数据传输至安全信息中心,由于数据采集传输过程中较易受到海上环境的影响,定位精度较低,本文对风传感器位置部署进行了优化,引入平均数据传输跳数方式,对风传感器数据进行融合,提高计算精度。     

大型船舶空气尾流场特性的综合分析

大型船舶空气尾流场对飞机海上降落安全有重要的影响,研究空气尾流场特性对保障飞机安全、大型船舶海上活动有重要的意义。本文分别从数值模拟和实验2种角度综合分析大型船舶空气尾流场特性。研究中根据实际情况将甲板风风向风速差异分为9种工况条件,结果表明:甲板风风向角为-7°时空气尾流场气流扰动相对最弱,对飞机海上降落影响最小;上层建筑后部气流扰动对空气尾流场有明显的影响,而这是以往研究中忽略的因素。研究发现飞机海上降落所经过的下滑道气流场中存在气流转换区和下沉气流显著区,是飞机海上安全降落及空气尾流场防治中需重点关注的区域。     

排烟烟流影响下的海洋平台气流场形态仿真

海洋平台的气流场特性与平台露天作业和直升机起降作业区域安全密切相关。随着现代海洋平台向深水化、大型化发展,海洋平台的气流场及烟流特性应受到充分重视。使用标准k-ε湍流模型对海洋平台周边空气来流和排烟烟流进行多风向角仿真计算,初步考虑烟流随定常空气来流的扩散作用,以45°风向角间隔确定工况展开仿真计算。获得定常来流条件下的海洋平台周边气流场及烟流扩散形态,以及各工况下排烟烟流随来流变化的仿真形态,分析烟流分布的定性特征,初步形成海洋平台气流场形态仿真的可行性流程方法。     

气体FPSO上部模块火灾场景数值分析

针对火灾情况下的温度变化问题，以气体FPSO平台为例，选取该海域常见海况，研究不同风速、风向下的喷射火模拟。采用基于流体动力学（CFD）的火灾动态模拟（FDS）软件进行喷射火模拟，研究喷射火场景下平台上部模块的火场及温度场分布规律，并探寻不同风速、风向对火场的分布规律影响。对火焰形态进行研究发现，火焰沿风向飘移，当喷射火为垂直喷射火时，火焰作用于甲板上的面积与风速大小成反比。对温度场进行研究发现，温度场的分布与火焰的分布规则基本一致，甲板上的高温区域位于泄漏口上方甲板顺风向的位置，且风速越大，高温区域距离泄漏口在甲板投影的位置越远。由于风速大会加快结构与外界的热交换，因此，风速越大，甲板上的温度场面积越小，最高温度越低。模拟结果对于气体FPSO上部模块发生喷射火灾时的消防与救灾抢险具有指导意义。     

一种基于控制图的燃气轮机压气机性能评价方法

介绍了对象燃气轮机的结构、状态临测系统,并存MATLAB软件仿真平台上开发了基于喻测参数的燃机性能计算程序,发现随着机组工作时间的累积,燃气轮机压气机效率有着明显的降级。为了科学有效地评价降级,将工程管理中的控制图法运用剑压气机性能的评价工作中,分析了机组某次停机水洗前后的性能变化。以压气机效率为控制图特征值,发现水洗前压气机效率处于“失控状态”,水洗后爪气机效率重新回到“受控状态”。结果表明：控制图法可以反映燃气轮机运行过程中的性能变化情况,依据控制图法判断机组工作过程是否异常,可为燃气轮机的维护工作提供帮助。     

深水定位系泊系统集成及控制系统研究

采用集中检测及控制技术将深水定位系泊系统集成为一个整体并加以控制,集成及控制系统模拟采样平台的运动坐标数据（采用仿真信号）,检测定位锚机锚索张力及长度,通过传感器检测风向、风速、海流和波浪,并实时显示和信息分析处理,建立适应复杂海洋环境下的多点系泊控制数学模型和算法演算,通过仿真实现深水定位系泊系统的自动定位控制功能。     

半潜式钻井平台上燃烧臂燃烧热辐射性研究

针对半潜式钻井平台上燃烧臂锁定位置相对于风向,形成对平台热辐射最恶劣的情况进行分析,利用KFX软件进行燃烧热流体进行CFD模拟。在无水幕和设计水幕的情况下,对低、中、高风速对热辐射的影响进行了研究和对比。根据分析结果对水幕进行了优化,并对优化的设计重新进行热辐射模拟,结果显示,优化的水幕设计能够有效削弱燃烧臂燃烧热辐射对平台的影响,提高平台的生存能力。     

最大风速半径对台风浪计算效果的比较研究

依据联合台风警报中心(JTWC)发布的2001~2015年西北太平洋热带气旋最佳路径数据集,分析给出西北太平洋热带气旋最大风速半径之于地理纬度和中心低压的参数化公式。采用5种最大风速半径公式计算最大风速半径,并基于Myers气压场模型和第三代海浪模型SWAN,对发生于东中国海的5场台风浪个例过程进行数值模拟研究,将模拟结果与实测资料进行对比分析。结果表明:台风浪大浪区持续时间和分布的范围与最大风速半径正相关;采用文章拟合公式的台风浪数值模拟结果较实测值的线性回归斜率、平均偏差和最大值偏差均较小,文章拟合公式关于个例台风浪的计算效果较好。     

基于故障树分析和贝叶斯网络方法的半潜式钻井平台系统多状态可靠性分析

半潜式钻井平台的系统可靠性对平台的生产和安全起着重要作用。传统的可靠性分析方法仅关注系统正常和故障的两种状态,而忽略了系统故障的程度。以D90半潜式钻井平台为工程背景,将系统的故障树转换成贝叶斯网络模型,并考虑了节点的正常、一般故障和严重故障3种状态,通过专家评分确定非根节点的条件概率表;应用贝叶斯网络的推理和诊断能力,计算系统可靠度,并诊断系统在不同故障状态下的最薄弱环节为E7顶驱系统。     

金属叠片挠性联轴器的选型

联轴器虽然在整个机组的成本中仅占很小一部分 ,但它的失灵与故障会导致长时间停机 ,给用户造成很大的损失。正确选择、安装、使用联轴器对确保机组长期、可靠、无故障运行有特别重要的意义     

三峡升船机运行控制中闭锁的运用及优化

为减少三峡升船机因闭锁入口条件不满足而引发的停机,对三峡升船机常见的闭锁故障进行分析,形成一套科学的应对闭锁停机影响的操作方法。从集控操作、调度方式、流程优化等方面研究降低闭锁停机故障率的方法,减小闭锁停机带来的影响,提高运行效率。     

基于数值仿真和TOPSIS的舰船甲板流场质量分析

为了能够较便捷的对舰船甲板气流场进行评价,本文在数值仿真的基础上采用基于改进优劣解距离法(TOPSIS)对甲板流场进行排序。此外,评估了不同风向和风速条件下的流场,并与数值结果进行比较。结果表明,运用TOPSIS方法对SFS2舰船在不同工况下的流场质量进行优劣排序,可以得到与数值仿真相同的规律;在相同的相对风速下,关键点的侧风风速越大,流场质量越差;TOPSIS法的评估结果与研究关键点位置的选取有关。