专题栏目——分布式能源

• 基于CNN-GRU-Attention的多步超短期风电功率预测

  孙圣博;高阳;谷彩连;许傲然;

  针对当前预测模型在预测过程中信息缺失与准确性不高的问题，提出了一种以GRU网络为基础的预测模型。首先，建立了CNN-GRU-Attention预测模型结构，该模型具有预测精度高的优势，解决了在预测过程中大量序列信息损失的问题；其次，采用擅长处理时间序列数据并且能解决简单神经网络长期依赖问题的GRU模型，提出了利用CNN网络和Attention层分别对输入数据和模型网络中间数据进行深度挖掘和处理；再次，为了提高预测模型在训练时的稳定性与精确性，利用Adam优化器优化模型参数；最后，通过某风电场的历史运行数据进行预测。预测结果表明：基于CNN-GRU-Attention的风电功率预测模型进一步提高了预测精度，验证了此模型的适用性。

  2024年03期 v.20;No.79 1-6页 [查看摘要][在线阅读][下载 1821K]
  

• 基于MWKCNN与迁移学习融合的风机轴承故障诊断方法

  宁兆秋;张东;方文墨;孙志强;孙明;徐继文;杨巍;郑伟;单春海;

  针对实际风电场的风机运行工况多变、数据完备性缺失导致的风机轴承故障诊断精度降低的问题，提出一种基于多重宽核卷积神经网络（multiple wide kernel convolutional neural networks,MWKCNN）与迁移学习融合的风机轴承故障诊断方法。首先，在源域训练MWKCNN风机轴承故障诊断模型；其次，根据3个目标域与源域的相似度，利用基于模型微调的迁移学习方法对源域的MWKCNN模型结构进行调整，并且用实际的轴承数据集进行验证；最后，通过仿真实验进行验证。结果表明：MWKCNN模型对源域的风机轴承故障诊断的精度达到了99.48%；在3种数据完备性缺失的目标域，对风机轴承故障诊断的精度均达到了94%以上；相比于其他模型的迁移效果，MWKCNN模型对轴承振动信号故障特征的挖掘能力更强。

  2024年03期 v.20;No.79 7-14页 [查看摘要][在线阅读][下载 1679K]
  

热力过程与发电

• 生物质燃烧对锅炉结渣影响的实验研究

  白宏磊;傅玉栋;曹福毅;

  为了解决生物质燃烧所产生的积灰和结渣对锅炉的影响，利用一维炉试验台，以稻壳和秸秆为试验原料，探究了稻壳与秸秆燃烧时产生的积灰和结渣的特性并据此进行分析，结果表明：从灰样中发现了稻壳与秸秆燃烧后所产生的灰共有5种形态；通过XRD物相分析可知球状颗粒是影响积灰和结渣特性的主要因素；中温区（750℃～850℃）的碱金属含量高，在中温区取样更合适。

  2024年03期 v.20;No.79 15-20页 [查看摘要][在线阅读][下载 2248K]
  

• 基于氢能催化生物质富氧气化预条件研究

  师文尚;曹福毅;

  探究催化剂和气化剂的使用条件，有利于生物质气化生成高品质燃气，这对生物质气化技术的进一步发展具有推动作用。因此，通过分析生物质气化研究的现状，对比空气当量比、燃气组分、燃气热值、气化效率和燃气焦油含量等参数，了解布朗气（HHO）催化对相应反应的影响规律，最后确定了采用下吸式固定床对生物质进行富氧气化的预条件：布朗气的流量为气化剂流量的1%,富氧浓度为90%±5%，炉内温度为1 100℃。

  2024年03期 v.20;No.79 21-26页 [查看摘要][在线阅读][下载 1857K]
  

• 不同负荷下汽轮机末级叶片疲劳寿命研究

  赵帅;潘宏刚;张野;杨嘉森;

  新能源发电技术受气候影响，导致其发电量不稳定，需要火电厂配合调整发电量，造成火电机组时常深度调峰运行。深度调峰运行方式对机组有很大影响，使末级叶片的运行环境变得更加复杂，尤其是末级流场情况的改变对叶片寿命的影响非常大。因此，为了研究在深度调峰运行方式下末级流场情况的改变对末级叶片疲劳寿命的影响，以某火电机组低压缸50%叶高处的末级叶片为研究对象，采用数值模拟的方法，对比了汽轮机分别在100%THA、50%THA、20%THA工况下运行时低压缸末级叶片的疲劳寿命。结果表明：随着汽轮机组负荷降低，叶片的疲劳寿命也随之减小。

  2024年03期 v.20;No.79 27-31页 [查看摘要][在线阅读][下载 2080K]
  

• 基于三菱燃机机组满负荷状态下NO_x排放量的计算方法研究

  黄思佳;徐有宁;谢智远;范宏涛;

  为了准确、快速地预测燃气轮机燃烧室稳定运行时污染物的排放情况，提出了一个采用数值模拟的计算方法预估NO_x排放的设计流程。首先，根据燃气轮机燃烧室的类型和控制部件确定相关设计参数；其次，采取拉丁超立方方法优化燃烧室进口压力P、燃烧室出口温度T、主空气质量流量q和当量比φ的取值，形成主要参数样本空间；再次，根据计算流体力学的数值模拟结果为燃烧室化学分区提供依据，并通过化学反应器网络方法计算污染物的排放值；最后，在影响污染物排放的参数中选择主要参数，拟合出多参数影响的NO_x预估公式并分析4个显著参数对NO_x排放的影响关系。结果表明：在满负荷状态时，燃烧室压力增大，NO_x排放量增多；燃烧室温度上升，NO_x排放量增多；当主空气质量流量变大时，NO_x排放量呈减小的趋势；当量比增加时，NO_x排放量减少；模拟情况和经典模型在所研究的范围内的相关关系一致，说明了预估公式的适用性。

  2024年03期 v.20;No.79 32-38页 [查看摘要][在线阅读][下载 2093K]
  

电气与电子工程

• 基于改进的EWT+小波阈值的齿轮振动信号去噪研究

  张鹏镇;王琳;刘雨轩;徐鑫;尹晓伟;陈冀驰;

  针对采集到的齿轮振动信号含有较多噪声，严重影响后续齿轮故障诊断准确性的问题，提出一种改进的经验小波变换（EWT）结合小波阈值的去噪方法。该方法对传统的EWT频谱分割方法进行了改进，首先使用寻峰算法对频谱寻峰，然后采用平滑算法对峰值曲线进行平滑处理，取平滑曲线的极小值点作为频谱分割边界，使得划分出的滤波器组更精确。模拟信号和实验信号的去噪结果表明：本文使用的方法的信噪比达到16.27，均方根误差达到7.54e-07，相较于小波阈值、经验模态分解和传统EWT具有更好的去噪效果和更高的鲁棒性。

  2024年03期 v.20;No.79 39-44页 [查看摘要][在线阅读][下载 3203K]
  

• 基于小波包能量熵-BP神经网络的核电站阀门远传机构故障诊断研究

  邓家利;刘劲涛;王永超;

  核电站阀门远传机构长期运行在恶劣工况下，当出现故障时会使核电站中关键阀门无法正常开闭，严重时导致设备停机检修，从而造成经济损失。针对这一问题，本文提出一种小波包能量熵-BP神经网络的阀门远传机构故障诊断方法。阀门远传机构样机搭建LabWindows/CVI振动信号采集试验平台，使用小波包算法对故障信号进行分解与重构，并提取小波包能量熵来构造故障特征向量，输入到BP神经网络训练后，经MATLAB仿真运行，验证了该方法的可行性和有效性。

  2024年03期 v.20;No.79 45-56+72页 [查看摘要][在线阅读][下载 9014K]
  

• 不平衡电网下Vienna整流器电流畸变抑制方法

  史兆成;武轶文;张弛;刘宁昕;

  Vienna整流器结构简单、功率密度高，被广泛应用于航空电源、电动汽车充电系统等工业中。当Vienna整流器在不平衡电网下运行时，采用传统的控制策略会导致输入电流过零畸变，影响电能质量。为解决这一问题，通过分析Vienna整流器输入电流畸变机理，提出一种调制波区间钳位控制策略。所提方法通过在钳位区间内叠加零序分量将参考电压钳位至零，避免输出错误的桥臂电压信号，从而抑制输入电流畸变，提高电能质量。最后通过实验验证了所提策略的有效性。

  2024年03期 v.20;No.79 57-65页 [查看摘要][在线阅读][下载 7407K]
  

• 考虑误差修正的MC-BP短期电力负荷预测方法

  安天瑜;刘思铭;刘艳;张连超;许君德;

  准确的短期负荷预测是电网日常调度的重要依据。针对目前短期电力负荷预测精度问题，提出了一种考虑误差滚动修正的MC-BP短期电力负荷预测方法。首先，建立了基于逐步试错法的BP负荷预测模型，分析了预测误差的概率密度分布，构建了基于蒙特卡洛（Monte Carlo,MC）的日负荷误差滚动修正策略；其次，选用了某地区2015-2019年的负荷数据进行预测，比较了CNN-BiLSTM、LSTM和BP模型的预测结果，3种预测模型的测试集NRMSE分别为5.97%、6.49%和5.5%；最后，对比了BP和LSTM预测方法修正误差、线性回归方法修正误差和误差滚动修正方法的误差修正策略的修正效果，对后一天的误差修正NRMSE的相对变化率分别为-26.68%、-28.81%、-43.90%、-88.64%。预测结果表明：所提出的考虑误差滚动修正的MC-BP短期电力负荷预测方法具有良好的预测效果。

  2024年03期 v.20;No.79 66-72页 [查看摘要][在线阅读][下载 2554K]
  

信息与自动化技术

• 基于霍夫圆算法的滚球控制系统设计

  龚明;徐涢基;徐子懿;杨锦鹏;齐志远;

  滚球控制系统在控制系统领域里具有较高研究价值，但是在实际使用过程中，存在因小球定位不准确而导致控制效果不佳等问题。为了解决这一问题，本系统采用具有处理器的摄像头模块——OpenMv4 Plus，获取整个平板的图像，使用小球图像处理算法进行处理，计算出小球球心坐标。控制板采用自适应双环PID算法计算出理想PWM波形，并通过定时器输出至数字舵机调节平板倾斜角度，使小球运动，完成用户设定的任务。小球图像算法包含霍夫圆算法和中心点算法。经过测试比较可知：相比于中心点算法，霍夫圆算法计算出的小球球心坐标准确率高，可抗外界光照干扰，几乎不受图像中噪点的影响，小球运动轨迹与理想轨迹大体拟合，控制效果良好。

  2024年03期 v.20;No.79 73-78页 [查看摘要][在线阅读][下载 4138K]
  

• 基于深度学习的分布式时空数据快速真值推理方法

  王康喆;

  针对移动群众分布式感知中真值推理缺乏有效的真值基准数据和参与者可信度信息的问题，提出了基于深度学习的分布式时空数据快速真值推理方法（DLFTI），构建了金牌真值数据（来自无人机）、银牌真值数据（来自高可信参与者）和铜牌真值数据（来自深度矩阵分解）三级真值基准数据框架，实现了对参与者的快速可信度计算，同时设计了三级估计真值数据并成功实现了移动群众感知的快速且精确的真值推理。仿真实验结果表明：本文方法与传统算法相比，在参与者识别和真值发现方面，性能得到显著提升。

  2024年03期 v.20;No.79 79-83页 [查看摘要][在线阅读][下载 2837K]
  

机械材料与环境工程

• 高速永磁电机复合转子多尺度强度数值分析

  杨璐铭;王天煜;汪泽润;白斌;宇秋红;

  传统高速永磁电机多采用块状永磁体结构，在高速旋转下极易导致烧结永磁体的破坏。为提高转子机械强度，提出一种新型复合转子结构，该结构使用磁粉胶膜/碳纤维复合磁性材料代替烧结永磁体，采用多尺度分析方法，对其性能进行研究。在细观尺度上，利用均匀化理论分析碳纤维单元的力学性能，再根据单胞结构理论分析磁粉胶膜单元的力学性能；在宏观尺度上，将各单元的性能作为多层复合磁性材料中各单层的有效性能，采用经典层合板理论计算复合磁性材料整体力学性能，并与拉伸试验对比，验证多尺度分析方法的正确性。最后，利用有限元软件对不同尺度转子模型进行强度数值模拟，研究不同尺度下模型的应力分布情况，研究结果证明了在细观尺度下的转子应力分析更加精确。

  2024年03期 v.20;No.79 84-90页 [查看摘要][在线阅读][下载 2314K]
  

• 风、冰联合作用下海上风力机结构动力响应分析

  李明洋;张小辉;关新;吴世玮;解雨琪;

  为研究海上风力机在不同环境载荷下的结构动力学特性，基于5 MW海上风电力机，采用Kaimal风速谱建立平均风速为12 m/s的湍流三维风场，在一体化分析软件OpenFAST中分别计算不同工况下海上风力机的动力学特性。仿真结果表明：在风、冰联合作用的工况下，风力机塔基横向、纵向的弯矩位移均大于单一载荷作用工况下的塔基位移。风力机纵向弯矩主要受到湍流风作用，使用DNV方法得到的风力机疲劳损伤值大于风、冰联合作用工况下的计算结果，以海上风力机结构动力响应为评价指标，对该结果的有效性进行了验证。

  2024年03期 v.20;No.79 91-96页 [查看摘要][在线阅读][下载 4412K]
  

• 征稿启事

  <正>一、稿件的基本要求1.文稿结构文稿构成必须完整,包括:题名(及基金项目简介)、作者署名(包括作者简介)、摘要、关键词、中图分类号、文献标识码、引言、正文、结论、参考文献和英文摘要。文后提供作者联系方式。2.题名题名应以恰当、简明的词语反映论文的中心内容,避免使用含义笼统和一般化的词语,不得使用非公知的符号、代号及缩略词。题名不宜超过25字,一般不设副标题。对基金项目,需在文稿首页左下方打印“基金项目”字样,并注明基金级别、基金编号和期限。3.作者署名作者署名在题名下方,并在作者署名下方打印工作单位及工作部门全称和所在省市名称及邮编。署名为多位作者且工作单位不同时,分别在作者名字右上角和工作单位名称前加注序号。在文稿首页左下方打印第一作者简介:姓名、出生年、性别、民族、籍贯、职称、学位、主要研究方向。4.摘要以第三人称对论文的重要内容作直接的简介性的陈述,包括研究目的、方法和结论,着重陈述结果和结论。一般在100～300字,摘要中不使用非公知的符号、代号及缩略词,不引用参考文献。

  2024年03期 v.20;No.79 97页 [查看摘要][在线阅读][下载 772K]
  
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