2021年第37卷第2期目录
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    封面和目录
  • 2021,37(2):0 doi:
    摘要:
  • 清洁安全发电
  • 钱虹,陈传奇,张凯文
    2021,37(2):105-108,114 doi: 10.3969/j.issn.2096-8299.2021.02.001
    摘要:
    基于稳压器压力系统具有时变性、非线性及稳压器实际运行过程中数据往往含有噪声干扰的特点,提出了一种针对稳压器控制闭环含噪声的虚拟参考反馈整定(NVRFT)方法。首先,在不需要求出被控对象数学模型的情况下,根据控制性能的要求,运用递推最小二乘法在线辨识控制器参数;然后,利用辅助变量法,进一步改善其性能指标以消除噪声干扰的影响;最后,对某核电厂稳压器压力控制系统进行仿真。仿真结果表明:基于NVRFT方法的压力控制系统比传统PID控制器具有更好的控制效果和抗干扰能力。
  • 张扬扬,吕学勤,王敏,顾冬霞
    2021,37(2):109-114 doi: 10.3969/j.issn.2096-8299.2021.02.002
    摘要:
    为提高燃料电池混合动力系统功率输出的动态特性,并提高其经济性,在基于DC/DC变换器微分平坦控制的基础上提出了基于高效率功率跟随的混合能量管理策略,建立了包括燃料电池、锂电池、DC/DC变换器和负载等部件的数学模型,并进行了仿真实验。研究结果表明:基于微分平坦控制的DC/DC变换器控制方法能够改善系统的动态响应,修正后的电池的荷电状态(SOC)维持且接近期望SOC值;燃料电池的高效率功率跟随控制策略可以实现系统功率的合理分配,使得混合动力系统可以更安全、高效地运行。
  • 胡晓杰,杨婷,钱虹
    2021,37(2):115-120 doi: 10.3969/j.issn.2096-8299.2021.02.003
    摘要:
    为了同时控制一体化反应堆直流蒸汽发生器(OTSG)的蒸汽压力和过热度,分析了OTSG的工作机理,建立了OTSG模型。采用三冲量控制方法控制主给水阀门,并采用单回路加前馈控制方法来控制主蒸汽阀门,提出了OTSG蒸汽压力和过热度控制策略。在MATLAB/Simulink中构建仿真系统,通过OPC与一体化反应堆仿真平台链接,同时把OTSG模型嵌入到一体化反应堆仿真平台,构成OTSG蒸汽压力和过热度控制仿真研究平台。仿真结果表明,该控制策略可行,可以很好地满足控制性能要求,同时提高了对一体化反应堆的控制性能。
  • 常志,鲍克勤,傅望安
    2021,37(2):121-126 doi: 10.3969/j.issn.2096-8299.2021.02.004
    摘要:
    为提高电厂引风机故障预警的准确性,提出了一种基于多元状态估计技术(MSET)和偏离度函数法的引风机故障预警方法。通过引风机正常运行状态下的多变量数据,建立了MSET模型,得到了模型运算的最优估计值。利用偏离度函数判断出实际值与最优估计值之间的偏离度,较直观地反映出故障发展过程。应用该方法对华能浙江某热电厂引风机的故障问题进行了验证,结果表明,该方法能够及时发现引风机的异常,实现引风机的故障预警。
  • 张悦,崔承刚,周崇波,杨宁
    2021,37(2):127-132,137 doi: 10.3969/j.issn.2096-8299.2021.02.005
    摘要:
    煤粉锅炉受热面在故障演化过程中具有不确定性,难以准确地评估故障风险。针对上述问题,采用了一种基于故障树分析(FTA)与贝叶斯网络(BN)的方法研究煤粉锅炉受热面故障风险。此方法结合了故障树易于梳理事件之间因果关系和贝叶斯网络不确定性分析的优势。首先,建立煤粉锅炉受热面4层故障树模型;然后,映射成BN模型并进行不确定性修正,通过与某电厂煤粉锅炉故障数据对比,验证所提方法可以提高故障风险评估的准确性;最后,根据BN的反向诊断推理,找出故障风险关键因素,提升锅炉受热面的安全性。
  • 陆永卿,涂雷,茅大钧
    2021,37(2):133-137 doi: 10.3969/j.issn.2096-8299.2021.02.006
    摘要:
    为了解决压气机故障预警问题,通过对压气机典型运行特性进行分析,提出了一种基于多元状态估计技术(MSET)和偏离度的故障预警方法,并利用MSET建立了压气机正常运行状态下的非参数模型。对观测向量进行最优估计并得到估计向量,观测向量与估计向量之间的差异可以定性反映压气机是否异常。引入偏离度定量衡量观测向量与估计向量之间的偏离程度,然后利用滑动窗口法确定故障预警阈值,当平均偏离度超过预警阈值时,发出预警信息。实验结果表明,该方法有较高的预测精度,可以及时发现压气机的异常,从而实现对压气机运行状态的预警监测,减少经济损失。
  • 翁建明,虞儒新,刘宏芳,鲍丽娟,戴超超,沈忠明,刘刚,宋满
    2021,37(2):138-142 doi: 10.3969/j.issn.2096-8299.2021.02.007
    摘要:
    针对定子绕组绝缘材料满足炉水循环泵湿定子结构的要求,介绍了亚临界火电锅炉的炉水循环泵国产化研究进程。首先,量化炉水循环泵运行中的内环境,分析内环境对材料的要求和环境参数与时间的变化关系;然后,针对国产化材料的特征进行选型分析。研究成果在投入运行后,取得与设计预期一致的效果。
  • 周硕,钱玉良,王丹
    2021,37(2):143-148,153 doi: 10.3969/j.issn.2096-8299.2021.02.008
    摘要:
    常规PID对时变、时滞的选择性催化还原脱硝技术(SCR)脱硝系统控制效果不佳,难以满足环保排放要求,因此提出了一种基于长短期记忆(LSTM)神经网络滚动预测的串级预测控制策略。将LSTM网络预测输出作为下一时刻输入数据,建立能自动微调的SCR系统模型;将LSTM网络与预测控制方法相结合应用于SCR喷氨优化控制中,并在此优化控制方案基础上加入PID控制,建立喷氨量串级预测控制系统。仿真结果表明:该控制策略对于SCR系统具有调节速度快、动态控制性能好等优点,且能克服模型失配的影响。
  • 马昕霞,孙德明,周小锋,宋明中,李永光
    2021,37(2):149-153 doi: 10.3969/j.issn.2096-8299.2021.02.009
    摘要:
    SO2和NOx是导致酸雨、雾霾以及造成温室效应的主要污染物之一。有效控制煤燃烧产生的SO2和NOx等污染物是绿色发展的必然要求。设计了脱硫脱硝一体化的工艺。利用臭氧将烟气中的NO氧化为易溶于水的NO2;然后通过催化激活的双氧水,将残余的NO氧化为NO2;最后引入吸收塔内同时完成脱硫脱硝。脱硫剂采用MgO代替常规的CaO。该一体化工艺的脱硫效率可达98%以上,NOx排放值控制在50 mg/m3以下,脱硫产物采用温差结晶的方式,生成的产物可作为农肥的原材料。
  • 田明华,李巧霞,罗莎莎,刘峰
    2021,37(2):154-157,164 doi: 10.3969/j.issn.2096-8299.2021.02.010
    摘要:
    阳极催化剂是燃料电池的重要组成部分之一,而阳极催化剂的成本、催化活性和稳定性一直是限制燃料电池商业化的重要因素。对催化剂合成方法以及阳极催化剂合金化和改性催化剂载体两方面的研究现状进行了综述,并对未来燃料电池阳极催化剂发展方向进行了展望。
  • 郑红艾,刘月,周艺恒,赵冬玲,姜思婕,迟旭升
    2021,37(2):158-164 doi: 10.3969/j.issn.2096-8299.2021.02.011
    摘要:
    光催化技术和膜分离技术是两种新的水处理技术,二者耦合后形成的光催化膜不仅可以起到固定催化剂、缓解膜污染的作用,还可产生协同效应、提高水中污染物的降解效率。综述了光催化剂和负载膜的种类,以及光催化负载膜的研究现状。
  • 智能电网技术
  • 薛亮,张赫,朱岳岳
    2021,37(2):165-168,175 doi: 10.3969/j.issn.2096-8299.2021.02.012
    摘要:
    电气设备在社会生活生产中的大量使用及工业中日益增长的电力电能需求,使得针对电气设备运行可靠性的要求逐步提高。基于Ansoft Maxwell 3D仿真功能,设计了脉冲发生电路,建立了多种电场模型和暂态电场环境,对不同情况下脉冲激发的暂态电场进行了仿真计算。暂态电场中各电场参数的数值以及变化规律可为实际工作中电场设备的故障检测、判断、维护,以及介质材料的选择提供定量参考。
  • 牛庆松,陈静,亓富军,满丽,肖利武,苏超
    2021,37(2):169-175 doi: 10.3969/j.issn.2096-8299.2021.02.013
    摘要:
    为提升配电网运行决策和服务水平,提出了基于大数据、智能采集终端等技术的配电网智能调控辅助决策平台。结合供电服务指挥中心的作用,阐述了配电网辅助决策平台建设的体系构架、关键技术和应用功能,深入研究了平台在多源数据整合、信息通信及边缘计算过程中所涉及的关键技术,实现配电网状态实时感知、设备主动运检、用户友好互动,并给出了平台应用案例。
  • 智慧能源管理
  • 殷闯
    2021,37(2):176-178,184 doi: 10.3969/j.issn.2096-8299.2021.02.014
    摘要:
    随着火电行业超低排放改造的实施,其他非电行业的超低排放改造也已陆续启动。对火电行业与水泥行业国家颁布的大气环境污染物排放标准进行了对比分析。根据火电行业实施超低排放的技术与成功经验,结合水泥行业的特点,探讨了水泥行业实施超低排放的可行性,以期为推进水泥行业的超低排放改造提供参考。
  • 杨德坤,白力
    2021,37(2):179-184 doi: 10.3969/j.issn.2096-8299.2021.02.015
    摘要:
    以广西某静脉产业园内餐厨垃圾处理厂为例,介绍了以"预处理+油脂提取+厌氧发酵+沼气净化利用"为主体的餐厨垃圾处理工艺,并对该厂与生活垃圾焚烧厂协同处理进行了经济性分析。结果表明,与餐厨厂独立运营相比,与焚烧厂协同处理年节省成本达94.83万元。
  • 吕政权,陈怡君,陈京
    2021,37(2):185-190 doi: 10.3969/j.issn.2096-8299.2021.02.016
    摘要:
    为了进一步提高各职能部门对大面积停电事件的应急处理能力,同时增强电力安全突发事件应急响应培训和演练的效果,采用了一种情景构建方法。基于相关案例、相关书籍收集整理出大面积停电事件中的重要情景;设计了情景库编码规则、分类方法和跳转关系。结合上海市电网实际情况,构建了大面积停电事件的具体情景,并基于"情景-应对"方式设计了大面积停电事件推演方案。
  • 姚文卓,周涛,刘建全,杨已颢
    2021,37(2):191-194,199 doi: 10.3969/j.issn.2096-8299.2021.02.017
    摘要:
    蒸汽发生器作为核电站一、二回路的换热枢纽,对于核电站的安全高效运行至关重要。为此,以某AP1000机组蒸汽发生器二次侧为研究对象,根据成本理论和经济学理论,建立了AP1000机组蒸汽发生器二次侧热经济学成本数学函数模型,对其热经济性进行计算分析。结果表明:负荷降低会加速热经济学成本增加;改善压强条件对二次侧热经济学成本影响不大,但会增加泵功耗,影响整体经济性;改善二次侧换热条件,更容易降低热经济学成本。
  • 计算机与信息科学
  • 廉杰,吕学勤,顾冬霞,王敏
    2021,37(2):195-199 doi: 10.3969/j.issn.2096-8299.2021.02.018
    摘要:
    为准确快速提取不同坡口的焊缝特征信息,采用改进Steger算法在滤波去噪后的二值图像中提取出光条纹中心线。首先,将原图像与Otsu法相结合得到包含所有结构光条纹的矩形区域,利用高斯函数的可分离性将图像的二维高斯卷积进行简化,用一次高斯行卷积和一次高斯列卷积进行替代,从而减少运算量。由实验结果可知,改进后的算法不仅能更加准确地提取焊缝光条纹中心线,而且能够提升运行速度,满足实时性的要求。
  • 袁三男,吴立新,刘虹
    2021,37(2):200-204 doi: 10.3969/j.issn.2096-8299.2021.02.019
    摘要:
    调频广播中,黑广播出现前会出现一段似高斯噪声,一些人的声音和这些噪声极为相似,若使用傅里叶变换等频域方法很难将这些噪声和语音区分开来。针对上述问题,提出了基于相关函数最大值的方差和基于短时能零比的方差两种方法来区分调频广播中的噪声和语音,通过计算每秒内语音信号的相关函数的最大值和短时能零比的方差,设定合适的阈值。实验结果表明,提出的方法能够有效地区分调频广播中的噪声和语音,同时还有利于提升广播或其他声音处理中声音的清晰度以及监测黑广播的出现。
  • 王勇,武津园,陈雪鸿,程彦喆,刘丽丽
    2021,37(2):205-210 doi: 10.3969/j.issn.2096-8299.2021.02.020
    摘要:
    能源互联网的主体是基于状态估计下的电力系统。虚假数据注入攻击(FDIA)通过恶意篡改或注入电力数据,进而引发错误的状态估计结果。这种攻击方式存在引发大面积停电事故的风险,严重影响能源互联网的正常运行。在matpower 4.0中的IEEE-14节点系统上,利用以残差方程为基础的标准残差检测法和目标函数极值法,对FDIA进行了检测实验。提出了一种基于卡尔曼滤波的FDIA检测方法,并在MATLAB上进行了验证。实验结果表明,该方法可以在短时间内发现FDIA的发生。
    封面和目录
  • 2021,37(2):0 doi:
    摘要:
  • 清洁安全发电
  • 钱虹,陈传奇,张凯文
    2021,37(2):105-108,114 doi: 10.3969/j.issn.2096-8299.2021.02.001
    摘要:
    基于稳压器压力系统具有时变性、非线性及稳压器实际运行过程中数据往往含有噪声干扰的特点,提出了一种针对稳压器控制闭环含噪声的虚拟参考反馈整定(NVRFT)方法。首先,在不需要求出被控对象数学模型的情况下,根据控制性能的要求,运用递推最小二乘法在线辨识控制器参数;然后,利用辅助变量法,进一步改善其性能指标以消除噪声干扰的影响;最后,对某核电厂稳压器压力控制系统进行仿真。仿真结果表明:基于NVRFT方法的压力控制系统比传统PID控制器具有更好的控制效果和抗干扰能力。
  • 张扬扬,吕学勤,王敏,顾冬霞
    2021,37(2):109-114 doi: 10.3969/j.issn.2096-8299.2021.02.002
    摘要:
    为提高燃料电池混合动力系统功率输出的动态特性,并提高其经济性,在基于DC/DC变换器微分平坦控制的基础上提出了基于高效率功率跟随的混合能量管理策略,建立了包括燃料电池、锂电池、DC/DC变换器和负载等部件的数学模型,并进行了仿真实验。研究结果表明:基于微分平坦控制的DC/DC变换器控制方法能够改善系统的动态响应,修正后的电池的荷电状态(SOC)维持且接近期望SOC值;燃料电池的高效率功率跟随控制策略可以实现系统功率的合理分配,使得混合动力系统可以更安全、高效地运行。
  • 胡晓杰,杨婷,钱虹
    2021,37(2):115-120 doi: 10.3969/j.issn.2096-8299.2021.02.003
    摘要:
    为了同时控制一体化反应堆直流蒸汽发生器(OTSG)的蒸汽压力和过热度,分析了OTSG的工作机理,建立了OTSG模型。采用三冲量控制方法控制主给水阀门,并采用单回路加前馈控制方法来控制主蒸汽阀门,提出了OTSG蒸汽压力和过热度控制策略。在MATLAB/Simulink中构建仿真系统,通过OPC与一体化反应堆仿真平台链接,同时把OTSG模型嵌入到一体化反应堆仿真平台,构成OTSG蒸汽压力和过热度控制仿真研究平台。仿真结果表明,该控制策略可行,可以很好地满足控制性能要求,同时提高了对一体化反应堆的控制性能。
  • 常志,鲍克勤,傅望安
    2021,37(2):121-126 doi: 10.3969/j.issn.2096-8299.2021.02.004
    摘要:
    为提高电厂引风机故障预警的准确性,提出了一种基于多元状态估计技术(MSET)和偏离度函数法的引风机故障预警方法。通过引风机正常运行状态下的多变量数据,建立了MSET模型,得到了模型运算的最优估计值。利用偏离度函数判断出实际值与最优估计值之间的偏离度,较直观地反映出故障发展过程。应用该方法对华能浙江某热电厂引风机的故障问题进行了验证,结果表明,该方法能够及时发现引风机的异常,实现引风机的故障预警。
  • 张悦,崔承刚,周崇波,杨宁
    2021,37(2):127-132,137 doi: 10.3969/j.issn.2096-8299.2021.02.005
    摘要:
    煤粉锅炉受热面在故障演化过程中具有不确定性,难以准确地评估故障风险。针对上述问题,采用了一种基于故障树分析(FTA)与贝叶斯网络(BN)的方法研究煤粉锅炉受热面故障风险。此方法结合了故障树易于梳理事件之间因果关系和贝叶斯网络不确定性分析的优势。首先,建立煤粉锅炉受热面4层故障树模型;然后,映射成BN模型并进行不确定性修正,通过与某电厂煤粉锅炉故障数据对比,验证所提方法可以提高故障风险评估的准确性;最后,根据BN的反向诊断推理,找出故障风险关键因素,提升锅炉受热面的安全性。
  • 陆永卿,涂雷,茅大钧
    2021,37(2):133-137 doi: 10.3969/j.issn.2096-8299.2021.02.006
    摘要:
    为了解决压气机故障预警问题,通过对压气机典型运行特性进行分析,提出了一种基于多元状态估计技术(MSET)和偏离度的故障预警方法,并利用MSET建立了压气机正常运行状态下的非参数模型。对观测向量进行最优估计并得到估计向量,观测向量与估计向量之间的差异可以定性反映压气机是否异常。引入偏离度定量衡量观测向量与估计向量之间的偏离程度,然后利用滑动窗口法确定故障预警阈值,当平均偏离度超过预警阈值时,发出预警信息。实验结果表明,该方法有较高的预测精度,可以及时发现压气机的异常,从而实现对压气机运行状态的预警监测,减少经济损失。
  • 翁建明,虞儒新,刘宏芳,鲍丽娟,戴超超,沈忠明,刘刚,宋满
    2021,37(2):138-142 doi: 10.3969/j.issn.2096-8299.2021.02.007
    摘要:
    针对定子绕组绝缘材料满足炉水循环泵湿定子结构的要求,介绍了亚临界火电锅炉的炉水循环泵国产化研究进程。首先,量化炉水循环泵运行中的内环境,分析内环境对材料的要求和环境参数与时间的变化关系;然后,针对国产化材料的特征进行选型分析。研究成果在投入运行后,取得与设计预期一致的效果。
  • 周硕,钱玉良,王丹
    2021,37(2):143-148,153 doi: 10.3969/j.issn.2096-8299.2021.02.008
    摘要:
    常规PID对时变、时滞的选择性催化还原脱硝技术(SCR)脱硝系统控制效果不佳,难以满足环保排放要求,因此提出了一种基于长短期记忆(LSTM)神经网络滚动预测的串级预测控制策略。将LSTM网络预测输出作为下一时刻输入数据,建立能自动微调的SCR系统模型;将LSTM网络与预测控制方法相结合应用于SCR喷氨优化控制中,并在此优化控制方案基础上加入PID控制,建立喷氨量串级预测控制系统。仿真结果表明:该控制策略对于SCR系统具有调节速度快、动态控制性能好等优点,且能克服模型失配的影响。
  • 马昕霞,孙德明,周小锋,宋明中,李永光
    2021,37(2):149-153 doi: 10.3969/j.issn.2096-8299.2021.02.009
    摘要:
    SO2和NOx是导致酸雨、雾霾以及造成温室效应的主要污染物之一。有效控制煤燃烧产生的SO2和NOx等污染物是绿色发展的必然要求。设计了脱硫脱硝一体化的工艺。利用臭氧将烟气中的NO氧化为易溶于水的NO2;然后通过催化激活的双氧水,将残余的NO氧化为NO2;最后引入吸收塔内同时完成脱硫脱硝。脱硫剂采用MgO代替常规的CaO。该一体化工艺的脱硫效率可达98%以上,NOx排放值控制在50 mg/m3以下,脱硫产物采用温差结晶的方式,生成的产物可作为农肥的原材料。
  • 田明华,李巧霞,罗莎莎,刘峰
    2021,37(2):154-157,164 doi: 10.3969/j.issn.2096-8299.2021.02.010
    摘要:
    阳极催化剂是燃料电池的重要组成部分之一,而阳极催化剂的成本、催化活性和稳定性一直是限制燃料电池商业化的重要因素。对催化剂合成方法以及阳极催化剂合金化和改性催化剂载体两方面的研究现状进行了综述,并对未来燃料电池阳极催化剂发展方向进行了展望。
  • 郑红艾,刘月,周艺恒,赵冬玲,姜思婕,迟旭升
    2021,37(2):158-164 doi: 10.3969/j.issn.2096-8299.2021.02.011
    摘要:
    光催化技术和膜分离技术是两种新的水处理技术,二者耦合后形成的光催化膜不仅可以起到固定催化剂、缓解膜污染的作用,还可产生协同效应、提高水中污染物的降解效率。综述了光催化剂和负载膜的种类,以及光催化负载膜的研究现状。
  • 智能电网技术
  • 薛亮,张赫,朱岳岳
    2021,37(2):165-168,175 doi: 10.3969/j.issn.2096-8299.2021.02.012
    摘要:
    电气设备在社会生活生产中的大量使用及工业中日益增长的电力电能需求,使得针对电气设备运行可靠性的要求逐步提高。基于Ansoft Maxwell 3D仿真功能,设计了脉冲发生电路,建立了多种电场模型和暂态电场环境,对不同情况下脉冲激发的暂态电场进行了仿真计算。暂态电场中各电场参数的数值以及变化规律可为实际工作中电场设备的故障检测、判断、维护,以及介质材料的选择提供定量参考。
  • 牛庆松,陈静,亓富军,满丽,肖利武,苏超
    2021,37(2):169-175 doi: 10.3969/j.issn.2096-8299.2021.02.013
    摘要:
    为提升配电网运行决策和服务水平,提出了基于大数据、智能采集终端等技术的配电网智能调控辅助决策平台。结合供电服务指挥中心的作用,阐述了配电网辅助决策平台建设的体系构架、关键技术和应用功能,深入研究了平台在多源数据整合、信息通信及边缘计算过程中所涉及的关键技术,实现配电网状态实时感知、设备主动运检、用户友好互动,并给出了平台应用案例。
  • 智慧能源管理
  • 殷闯
    2021,37(2):176-178,184 doi: 10.3969/j.issn.2096-8299.2021.02.014
    摘要:
    随着火电行业超低排放改造的实施,其他非电行业的超低排放改造也已陆续启动。对火电行业与水泥行业国家颁布的大气环境污染物排放标准进行了对比分析。根据火电行业实施超低排放的技术与成功经验,结合水泥行业的特点,探讨了水泥行业实施超低排放的可行性,以期为推进水泥行业的超低排放改造提供参考。
  • 杨德坤,白力
    2021,37(2):179-184 doi: 10.3969/j.issn.2096-8299.2021.02.015
    摘要:
    以广西某静脉产业园内餐厨垃圾处理厂为例,介绍了以"预处理+油脂提取+厌氧发酵+沼气净化利用"为主体的餐厨垃圾处理工艺,并对该厂与生活垃圾焚烧厂协同处理进行了经济性分析。结果表明,与餐厨厂独立运营相比,与焚烧厂协同处理年节省成本达94.83万元。
  • 吕政权,陈怡君,陈京
    2021,37(2):185-190 doi: 10.3969/j.issn.2096-8299.2021.02.016
    摘要:
    为了进一步提高各职能部门对大面积停电事件的应急处理能力,同时增强电力安全突发事件应急响应培训和演练的效果,采用了一种情景构建方法。基于相关案例、相关书籍收集整理出大面积停电事件中的重要情景;设计了情景库编码规则、分类方法和跳转关系。结合上海市电网实际情况,构建了大面积停电事件的具体情景,并基于"情景-应对"方式设计了大面积停电事件推演方案。
  • 姚文卓,周涛,刘建全,杨已颢
    2021,37(2):191-194,199 doi: 10.3969/j.issn.2096-8299.2021.02.017
    摘要:
    蒸汽发生器作为核电站一、二回路的换热枢纽,对于核电站的安全高效运行至关重要。为此,以某AP1000机组蒸汽发生器二次侧为研究对象,根据成本理论和经济学理论,建立了AP1000机组蒸汽发生器二次侧热经济学成本数学函数模型,对其热经济性进行计算分析。结果表明:负荷降低会加速热经济学成本增加;改善压强条件对二次侧热经济学成本影响不大,但会增加泵功耗,影响整体经济性;改善二次侧换热条件,更容易降低热经济学成本。
  • 计算机与信息科学
  • 廉杰,吕学勤,顾冬霞,王敏
    2021,37(2):195-199 doi: 10.3969/j.issn.2096-8299.2021.02.018
    摘要:
    为准确快速提取不同坡口的焊缝特征信息,采用改进Steger算法在滤波去噪后的二值图像中提取出光条纹中心线。首先,将原图像与Otsu法相结合得到包含所有结构光条纹的矩形区域,利用高斯函数的可分离性将图像的二维高斯卷积进行简化,用一次高斯行卷积和一次高斯列卷积进行替代,从而减少运算量。由实验结果可知,改进后的算法不仅能更加准确地提取焊缝光条纹中心线,而且能够提升运行速度,满足实时性的要求。
  • 袁三男,吴立新,刘虹
    2021,37(2):200-204 doi: 10.3969/j.issn.2096-8299.2021.02.019
    摘要:
    调频广播中,黑广播出现前会出现一段似高斯噪声,一些人的声音和这些噪声极为相似,若使用傅里叶变换等频域方法很难将这些噪声和语音区分开来。针对上述问题,提出了基于相关函数最大值的方差和基于短时能零比的方差两种方法来区分调频广播中的噪声和语音,通过计算每秒内语音信号的相关函数的最大值和短时能零比的方差,设定合适的阈值。实验结果表明,提出的方法能够有效地区分调频广播中的噪声和语音,同时还有利于提升广播或其他声音处理中声音的清晰度以及监测黑广播的出现。
  • 王勇,武津园,陈雪鸿,程彦喆,刘丽丽
    2021,37(2):205-210 doi: 10.3969/j.issn.2096-8299.2021.02.020
    摘要:
    能源互联网的主体是基于状态估计下的电力系统。虚假数据注入攻击(FDIA)通过恶意篡改或注入电力数据,进而引发错误的状态估计结果。这种攻击方式存在引发大面积停电事故的风险,严重影响能源互联网的正常运行。在matpower 4.0中的IEEE-14节点系统上,利用以残差方程为基础的标准残差检测法和目标函数极值法,对FDIA进行了检测实验。提出了一种基于卡尔曼滤波的FDIA检测方法,并在MATLAB上进行了验证。实验结果表明,该方法可以在短时间内发现FDIA的发生。
    封面和目录
  • 2021,37(2):0 doi:
    摘要:
  • 清洁安全发电
  • 钱虹,陈传奇,张凯文
    2021,37(2):105-108,114 doi: 10.3969/j.issn.2096-8299.2021.02.001
    摘要:
    基于稳压器压力系统具有时变性、非线性及稳压器实际运行过程中数据往往含有噪声干扰的特点,提出了一种针对稳压器控制闭环含噪声的虚拟参考反馈整定(NVRFT)方法。首先,在不需要求出被控对象数学模型的情况下,根据控制性能的要求,运用递推最小二乘法在线辨识控制器参数;然后,利用辅助变量法,进一步改善其性能指标以消除噪声干扰的影响;最后,对某核电厂稳压器压力控制系统进行仿真。仿真结果表明:基于NVRFT方法的压力控制系统比传统PID控制器具有更好的控制效果和抗干扰能力。
  • 张扬扬,吕学勤,王敏,顾冬霞
    2021,37(2):109-114 doi: 10.3969/j.issn.2096-8299.2021.02.002
    摘要:
    为提高燃料电池混合动力系统功率输出的动态特性,并提高其经济性,在基于DC/DC变换器微分平坦控制的基础上提出了基于高效率功率跟随的混合能量管理策略,建立了包括燃料电池、锂电池、DC/DC变换器和负载等部件的数学模型,并进行了仿真实验。研究结果表明:基于微分平坦控制的DC/DC变换器控制方法能够改善系统的动态响应,修正后的电池的荷电状态(SOC)维持且接近期望SOC值;燃料电池的高效率功率跟随控制策略可以实现系统功率的合理分配,使得混合动力系统可以更安全、高效地运行。
  • 胡晓杰,杨婷,钱虹
    2021,37(2):115-120 doi: 10.3969/j.issn.2096-8299.2021.02.003
    摘要:
    为了同时控制一体化反应堆直流蒸汽发生器(OTSG)的蒸汽压力和过热度,分析了OTSG的工作机理,建立了OTSG模型。采用三冲量控制方法控制主给水阀门,并采用单回路加前馈控制方法来控制主蒸汽阀门,提出了OTSG蒸汽压力和过热度控制策略。在MATLAB/Simulink中构建仿真系统,通过OPC与一体化反应堆仿真平台链接,同时把OTSG模型嵌入到一体化反应堆仿真平台,构成OTSG蒸汽压力和过热度控制仿真研究平台。仿真结果表明,该控制策略可行,可以很好地满足控制性能要求,同时提高了对一体化反应堆的控制性能。
  • 常志,鲍克勤,傅望安
    2021,37(2):121-126 doi: 10.3969/j.issn.2096-8299.2021.02.004
    摘要:
    为提高电厂引风机故障预警的准确性,提出了一种基于多元状态估计技术(MSET)和偏离度函数法的引风机故障预警方法。通过引风机正常运行状态下的多变量数据,建立了MSET模型,得到了模型运算的最优估计值。利用偏离度函数判断出实际值与最优估计值之间的偏离度,较直观地反映出故障发展过程。应用该方法对华能浙江某热电厂引风机的故障问题进行了验证,结果表明,该方法能够及时发现引风机的异常,实现引风机的故障预警。
  • 张悦,崔承刚,周崇波,杨宁
    2021,37(2):127-132,137 doi: 10.3969/j.issn.2096-8299.2021.02.005
    摘要:
    煤粉锅炉受热面在故障演化过程中具有不确定性,难以准确地评估故障风险。针对上述问题,采用了一种基于故障树分析(FTA)与贝叶斯网络(BN)的方法研究煤粉锅炉受热面故障风险。此方法结合了故障树易于梳理事件之间因果关系和贝叶斯网络不确定性分析的优势。首先,建立煤粉锅炉受热面4层故障树模型;然后,映射成BN模型并进行不确定性修正,通过与某电厂煤粉锅炉故障数据对比,验证所提方法可以提高故障风险评估的准确性;最后,根据BN的反向诊断推理,找出故障风险关键因素,提升锅炉受热面的安全性。
  • 陆永卿,涂雷,茅大钧
    2021,37(2):133-137 doi: 10.3969/j.issn.2096-8299.2021.02.006
    摘要:
    为了解决压气机故障预警问题,通过对压气机典型运行特性进行分析,提出了一种基于多元状态估计技术(MSET)和偏离度的故障预警方法,并利用MSET建立了压气机正常运行状态下的非参数模型。对观测向量进行最优估计并得到估计向量,观测向量与估计向量之间的差异可以定性反映压气机是否异常。引入偏离度定量衡量观测向量与估计向量之间的偏离程度,然后利用滑动窗口法确定故障预警阈值,当平均偏离度超过预警阈值时,发出预警信息。实验结果表明,该方法有较高的预测精度,可以及时发现压气机的异常,从而实现对压气机运行状态的预警监测,减少经济损失。
  • 翁建明,虞儒新,刘宏芳,鲍丽娟,戴超超,沈忠明,刘刚,宋满
    2021,37(2):138-142 doi: 10.3969/j.issn.2096-8299.2021.02.007
    摘要:
    针对定子绕组绝缘材料满足炉水循环泵湿定子结构的要求,介绍了亚临界火电锅炉的炉水循环泵国产化研究进程。首先,量化炉水循环泵运行中的内环境,分析内环境对材料的要求和环境参数与时间的变化关系;然后,针对国产化材料的特征进行选型分析。研究成果在投入运行后,取得与设计预期一致的效果。
  • 周硕,钱玉良,王丹
    2021,37(2):143-148,153 doi: 10.3969/j.issn.2096-8299.2021.02.008
    摘要:
    常规PID对时变、时滞的选择性催化还原脱硝技术(SCR)脱硝系统控制效果不佳,难以满足环保排放要求,因此提出了一种基于长短期记忆(LSTM)神经网络滚动预测的串级预测控制策略。将LSTM网络预测输出作为下一时刻输入数据,建立能自动微调的SCR系统模型;将LSTM网络与预测控制方法相结合应用于SCR喷氨优化控制中,并在此优化控制方案基础上加入PID控制,建立喷氨量串级预测控制系统。仿真结果表明:该控制策略对于SCR系统具有调节速度快、动态控制性能好等优点,且能克服模型失配的影响。
  • 马昕霞,孙德明,周小锋,宋明中,李永光
    2021,37(2):149-153 doi: 10.3969/j.issn.2096-8299.2021.02.009
    摘要:
    SO2和NOx是导致酸雨、雾霾以及造成温室效应的主要污染物之一。有效控制煤燃烧产生的SO2和NOx等污染物是绿色发展的必然要求。设计了脱硫脱硝一体化的工艺。利用臭氧将烟气中的NO氧化为易溶于水的NO2;然后通过催化激活的双氧水,将残余的NO氧化为NO2;最后引入吸收塔内同时完成脱硫脱硝。脱硫剂采用MgO代替常规的CaO。该一体化工艺的脱硫效率可达98%以上,NOx排放值控制在50 mg/m3以下,脱硫产物采用温差结晶的方式,生成的产物可作为农肥的原材料。
  • 田明华,李巧霞,罗莎莎,刘峰
    2021,37(2):154-157,164 doi: 10.3969/j.issn.2096-8299.2021.02.010
    摘要:
    阳极催化剂是燃料电池的重要组成部分之一,而阳极催化剂的成本、催化活性和稳定性一直是限制燃料电池商业化的重要因素。对催化剂合成方法以及阳极催化剂合金化和改性催化剂载体两方面的研究现状进行了综述,并对未来燃料电池阳极催化剂发展方向进行了展望。
  • 郑红艾,刘月,周艺恒,赵冬玲,姜思婕,迟旭升
    2021,37(2):158-164 doi: 10.3969/j.issn.2096-8299.2021.02.011
    摘要:
    光催化技术和膜分离技术是两种新的水处理技术,二者耦合后形成的光催化膜不仅可以起到固定催化剂、缓解膜污染的作用,还可产生协同效应、提高水中污染物的降解效率。综述了光催化剂和负载膜的种类,以及光催化负载膜的研究现状。
  • 智能电网技术
  • 薛亮,张赫,朱岳岳
    2021,37(2):165-168,175 doi: 10.3969/j.issn.2096-8299.2021.02.012
    摘要:
    电气设备在社会生活生产中的大量使用及工业中日益增长的电力电能需求,使得针对电气设备运行可靠性的要求逐步提高。基于Ansoft Maxwell 3D仿真功能,设计了脉冲发生电路,建立了多种电场模型和暂态电场环境,对不同情况下脉冲激发的暂态电场进行了仿真计算。暂态电场中各电场参数的数值以及变化规律可为实际工作中电场设备的故障检测、判断、维护,以及介质材料的选择提供定量参考。
  • 牛庆松,陈静,亓富军,满丽,肖利武,苏超
    2021,37(2):169-175 doi: 10.3969/j.issn.2096-8299.2021.02.013
    摘要:
    为提升配电网运行决策和服务水平,提出了基于大数据、智能采集终端等技术的配电网智能调控辅助决策平台。结合供电服务指挥中心的作用,阐述了配电网辅助决策平台建设的体系构架、关键技术和应用功能,深入研究了平台在多源数据整合、信息通信及边缘计算过程中所涉及的关键技术,实现配电网状态实时感知、设备主动运检、用户友好互动,并给出了平台应用案例。
  • 智慧能源管理
  • 殷闯
    2021,37(2):176-178,184 doi: 10.3969/j.issn.2096-8299.2021.02.014
    摘要:
    随着火电行业超低排放改造的实施,其他非电行业的超低排放改造也已陆续启动。对火电行业与水泥行业国家颁布的大气环境污染物排放标准进行了对比分析。根据火电行业实施超低排放的技术与成功经验,结合水泥行业的特点,探讨了水泥行业实施超低排放的可行性,以期为推进水泥行业的超低排放改造提供参考。
  • 杨德坤,白力
    2021,37(2):179-184 doi: 10.3969/j.issn.2096-8299.2021.02.015
    摘要:
    以广西某静脉产业园内餐厨垃圾处理厂为例,介绍了以"预处理+油脂提取+厌氧发酵+沼气净化利用"为主体的餐厨垃圾处理工艺,并对该厂与生活垃圾焚烧厂协同处理进行了经济性分析。结果表明,与餐厨厂独立运营相比,与焚烧厂协同处理年节省成本达94.83万元。
  • 吕政权,陈怡君,陈京
    2021,37(2):185-190 doi: 10.3969/j.issn.2096-8299.2021.02.016
    摘要:
    为了进一步提高各职能部门对大面积停电事件的应急处理能力,同时增强电力安全突发事件应急响应培训和演练的效果,采用了一种情景构建方法。基于相关案例、相关书籍收集整理出大面积停电事件中的重要情景;设计了情景库编码规则、分类方法和跳转关系。结合上海市电网实际情况,构建了大面积停电事件的具体情景,并基于"情景-应对"方式设计了大面积停电事件推演方案。
  • 姚文卓,周涛,刘建全,杨已颢
    2021,37(2):191-194,199 doi: 10.3969/j.issn.2096-8299.2021.02.017
    摘要:
    蒸汽发生器作为核电站一、二回路的换热枢纽,对于核电站的安全高效运行至关重要。为此,以某AP1000机组蒸汽发生器二次侧为研究对象,根据成本理论和经济学理论,建立了AP1000机组蒸汽发生器二次侧热经济学成本数学函数模型,对其热经济性进行计算分析。结果表明:负荷降低会加速热经济学成本增加;改善压强条件对二次侧热经济学成本影响不大,但会增加泵功耗,影响整体经济性;改善二次侧换热条件,更容易降低热经济学成本。
  • 计算机与信息科学
  • 廉杰,吕学勤,顾冬霞,王敏
    2021,37(2):195-199 doi: 10.3969/j.issn.2096-8299.2021.02.018
    摘要:
    为准确快速提取不同坡口的焊缝特征信息,采用改进Steger算法在滤波去噪后的二值图像中提取出光条纹中心线。首先,将原图像与Otsu法相结合得到包含所有结构光条纹的矩形区域,利用高斯函数的可分离性将图像的二维高斯卷积进行简化,用一次高斯行卷积和一次高斯列卷积进行替代,从而减少运算量。由实验结果可知,改进后的算法不仅能更加准确地提取焊缝光条纹中心线,而且能够提升运行速度,满足实时性的要求。
  • 袁三男,吴立新,刘虹
    2021,37(2):200-204 doi: 10.3969/j.issn.2096-8299.2021.02.019
    摘要:
    调频广播中,黑广播出现前会出现一段似高斯噪声,一些人的声音和这些噪声极为相似,若使用傅里叶变换等频域方法很难将这些噪声和语音区分开来。针对上述问题,提出了基于相关函数最大值的方差和基于短时能零比的方差两种方法来区分调频广播中的噪声和语音,通过计算每秒内语音信号的相关函数的最大值和短时能零比的方差,设定合适的阈值。实验结果表明,提出的方法能够有效地区分调频广播中的噪声和语音,同时还有利于提升广播或其他声音处理中声音的清晰度以及监测黑广播的出现。
  • 王勇,武津园,陈雪鸿,程彦喆,刘丽丽
    2021,37(2):205-210 doi: 10.3969/j.issn.2096-8299.2021.02.020
    摘要:
    能源互联网的主体是基于状态估计下的电力系统。虚假数据注入攻击(FDIA)通过恶意篡改或注入电力数据,进而引发错误的状态估计结果。这种攻击方式存在引发大面积停电事故的风险,严重影响能源互联网的正常运行。在matpower 4.0中的IEEE-14节点系统上,利用以残差方程为基础的标准残差检测法和目标函数极值法,对FDIA进行了检测实验。提出了一种基于卡尔曼滤波的FDIA检测方法,并在MATLAB上进行了验证。实验结果表明,该方法可以在短时间内发现FDIA的发生。