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水电能源科学

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  • 国内刊号/CN：42-1231/TK
    国际刊号/ISSN：1000-7709
  • 发行周期：月刊
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  • 主管单位：中国水力发电工程学会;华中科技大学
    主办单位：中华人民共和国教育部
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水电能源科学 >2023年第12期

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共4384条结果
  • 摘要：为确定淮北平原小麦生长期的适宜地下水位控制埋深,以2011-2013年淮北平原五道沟试验站实测资料为例,选取控制埋深为0.2、0.4、0.6、0.8、1.0、1.5、2.0m的全部装有砂礓黑土的测筒21只,每个埋深处理重复三次,分两期进行不同地下水位控制埋深对小麦产量影响的试验,通过控制测筒内地下水位埋深,比较不同地下水位埋深对小麦产量和构成的影响。结果表明,2.0m埋深以内,地下水位埋深与小麦产量显著相关,且用二次曲线可很好地拟合,小麦产量最高处对应的地下水位埋深约为1.3m。从产量构成的角度来看,小麦的株高、穗长和亩穗数均随地下水位埋深变化而差异显著,且2.0m埋深以内地下水位埋深与小麦产量之间呈现先增大后减小的关系。
  • 摘要：阐述了空间统计分析方法的基本原理及其在水质分析中的应用方法,介绍了判断空间关联显著性的相关指标及其计算方法,并以2000年3月太湖水质监测数据为例进行了分析。结果表明,从全局Moran’s I指标看,太湖水质状况在整体上存在显著的空间自相关和聚集模式;从局部Moran’s I指标和局部G系数看,数据在空间上存在3个统计显著性较高的聚集区。
  • 摘要：鉴于三维全景成像声呐系统的技术优势,介绍了其组成部分、工作原理、技术要点和应用范围,并将其应用于泵站、码头桩柱、崩岸岸坡等典型实例的现场检测中。结果表明,该系统成像速度快、图像清晰、监测效率高,能准确展示探测目标的水下三维结构,可有效规避采用潜水员探摸的安全风险和传统声呐扫描效果差的缺陷。同时,该系统还能够在含沙量大、能见度低的水域环境中工作,具有较好的适用性和推广性。
  • 摘要：鉴于无压明渠的水力特性直接影响含明渠引水式水电站的过渡过程和运行控制,结合有压输水系统的特征线法,采用明渠瞬变流分析的特征隐式格式和相应的边界条件,构建含非自动调节引水明渠、压力前池、尾水池和尾水明渠的引水式水电站的过渡过程分析模型,研究了明渠流水力特性对水电站过渡过程和稳定性的影响。结果表明,在大波动过渡过程中,明渠流水力特性对机组蜗壳进口内水压力和转速极值的影响很小,而尾水渠水力特性及尾水池最低涌波水位决定了尾水管进口的最小内水压力;考虑明渠瞬变流特性的影响,水力干扰下受扰机组的调节品质变化较为明显,而水力-机械系统小波动调节品质变化较小。
  • 摘要：风力提水机在我国经过严格的生产考核运行和多年的实际应用,产品质量基本可靠,有些机组的水平达到或处于国际领先地位。针对风力提水机的应用,在来流风速3~14m/s、攻角4°~14°范围内,对装有不同高度襟翼的风轮采用Fluent软件进行模拟计算,比较分析其气动性能和叶片周围流场分布的差异,研究Gurney襟翼的增升原理。结果表明,Gurney襟翼有效增加了风轮的输出功率,特别是在大攻角、较高风速情况下,其中2%弦长高度的襟翼增升效果最好,并分析获得风轮输出功率增大的主要原因为襟翼后方出现的卡门涡街和襟翼前面的角涡。
  • 摘要：复杂配电网进行可靠性评估时,通常采取对网络进行分区分块或等值法简化网络,但对不同配电网中的多种类型开关处理较为复杂。为快速准确地评估复杂配电网络的可靠性,提出一种基于索引搜索算法的配电网可靠性评估方法,无需网络化简,通过设计高效率的搜索方法实现了复杂的故障模式后果分析。算例结果表明,该法计算量小,可靠性指标准确度较高,且对多种配电网结构具有通用性。
  • 摘要：为了发挥水资源综合利用的最大效益,实现水库发电和供水效益双赢的优化调度需求,以水库发电量最大和水库下游用水区域总缺水量最小为目标建立了多目标优化调度模型。同时,提出改进多目标蝙蝠算法(IMOBA)用于求解多目标优化调度模型,该算法引入外部精英蝙蝠集EBS()来存储算法寻优过程中的非劣解,设计一种基于混沌原理的脉冲发射率生成机制来增强算法的搜索能力,并加入变异操作以提高算法的种群多样性。将改进多目标蝙蝠算法应用在洛河流域故县水库,得到丰、平、枯三种典型年下的故县水库调度方案集。结果表明,IMOBA算法合理有效且优于多目标蝙蝠算法(MOBA),能较好地反映洛河流域故县水库的发电和供水要求。同时验证了多目标优化调度模型的可行性,为流域水库多目标优化调度方案的制定提供了新途径。
  • 摘要：为预测灌浆工程的单位注入量,基于Spark大数据平台,构建了部署于Hadoop Yarn(资源管理器)架构上的Spark集群,针对灌浆工程所处地质条件具有复杂性、各向异性、不可预知性等特点,利用其SparkR编程接口采用随机森林数据挖掘算法建立灌浆工程单位注入量预测模型,并基于Spark大数据平台进行模型验证,主要包括数据清洗和转换、特征选择、模型建立、Spark集群提交及运行、模型验证等步骤。结果证明,利用Spark大数据平台对灌浆大数据进行分布式存储和并行处理,具有较好的预测精度和效率,通过数据挖掘和分析可从大规模数据集中发现隐含的知识,挖掘更多潜在的价值。研究可为灌浆工程领域大数据平台的建设和研究提供参考。
  • 摘要：为探寻北京市工业用水变化机理,采用对数平均迪氏指数技术(LMDI)构建了工业用水的影响因素分解模型,分析了北京市1996～2008年工业用水状况,并将其影响因素分解为产出效应、结构效应和技术效应。结果表明,产出效应对水资源利用有明显的拉动作用;技术效应对水资源利用有明显的抑制作用,是取水量下降的主要因素;而产业结构效应对节水贡献不明显。可见加强节水技术创新与应用,深入优化产业结构是未来北京市保障工业用水安全的关键。
  • 摘要：为探究特定细沟自身的空间形态差异及其形成机制,采用室内模拟试验,研究了沿程冲刷与溯源侵蚀共同作用条件下细沟断面形态的分异特征。结果表明,沟宽与宽深比沿坡长方向呈先减小后增大的非线性规律,沟深则呈沿程减小的线性规律;沟宽与流量、坡度指数关系中的流量指数、坡度指数沿坡长方向分别由0.95、0.79降至0.47、0.31,沟深关系中流量与坡度指数也呈类似的沿程递减规律,宽深比指数关系中的两个指数在坡面下方均接近于0;沿程冲刷对细沟断面的塑造作用体现为沟宽与沟深的同时增加,作用强度沿坡长方向降低;溯源侵蚀的塑造作用体现为沟宽增大速率大于沟深,断面向宽浅方向发展,作用强度逆坡长方向降低;沿程冲刷与溯源侵蚀在空间上的叠加效应导致了细沟断面形态的分异特征。因此,在沟蚀防治过程中,可在一定汇流范围内布置截排水设施,以避免形成较大股流导致沿程冲刷与溯源侵蚀。
  • 摘要：地应力高、岩石强度应力比低和中间主应力偏高是猴子岩水电站地下厂房的主要地质环境特征,且施工期高边墙围岩稳定性问题普遍、突出。结合开挖揭示的高地应力、围岩坚硬较完整和局部节理裂隙较发育等工程地质环境条件,在总结施工期围岩变形破坏特征和分析监测资料的基础上,研究了高中间主应力条件下地下厂房高边墙围岩补强支护措施,并对其效果进行评价。结果表明,补强支护处的边墙围岩变形速率减小,位移得到了收敛,说明支护合理、有效,为类似工程的围岩补强支护和安全控制提供了借鉴。
  • 摘要：针对漓江流域农业面源污染日益突出,提出了包含源头减量的田间水肥管理模式、生态沟渠过程阻拦、湿地营养物质再利用及生态骨干沟渠植物修复"四道防线"的面源污染综合治理体系,并以漓江支流桃花江流域的定江镇苔塘村典型小流域为例,综合评价了2014~2016年期间农田排水经过"四道防线"后污染物的削减率。结果表明,源头减量中,节水减排综合调控技术灌溉效果最佳;农田排水经过源头减量、过程拦截、养分再利用、生态修复"四道防线"处理后,水体中总氮、氨氮、硝氮、总磷的综合削减率分别达到78.44%、55.20%、74.54%、75.72%,大大缓解了漓江流域的农业面源污染现状。研究结果可为类似典型小流域的农田面源污染的治理提供借鉴。
  • 摘要：为解决塔吉克格罗夫纳亚电站水轮机振动和出力不足等问题,针对电站尾水管深度不足,提出将转轮直径缩小的水轮机改造方案,并采用CFD分析方法,对水轮机全流道进行CFD模拟计算。结果表明,改造后水轮机的水力性能,包括能量指标、水力稳定性和空化性能等均满足电站改造要求。
  • 摘要：针对粒子群算法易出现"惰性"粒子的问题,提出新型混合粒子群算法,即首先利用混沌理论初始化粒子群,使生成的初始解遍历整个搜索空间,再融入交叉、变异、混沌扰动操作帮助"惰性"粒子跳出局部最优,进而以有功网络损耗最小为目标函数,应用新型混合粒子群算法对IEEE33节点配电系统中分布式电源的位置和容量进行规划。结果表明,新型混合粒子群算法应用于含分布式电源的配电网规划中具有可行性。
  • 摘要：针对小湾拱坝受力特点与地质条件,小湾拱坝上游防渗设计采用了柔性防渗体系与淤堵式防渗体系两种措施,解决了上游坝面与坝基岩体可能的开裂渗漏问题。工程实践表明,该方案有效,可供300 m级拱坝防渗设计参考。
  • 摘要：为研究挠力河流域土地利用变化下的水文要素变化特征，建立了适用于挠力河流域的SWAT模型，并基于该流域2000～2010年土地利用变化趋势，以2010年土地利用为参照组，设置三种土地利用情景，分析不同土地利用情景下水文要素的变化规律。结果表明，土地利用变化引起流域内径流量、蒸散发量和水源涵养量的相应变化，与耕地相比，草地、林地和湿地对流域的水量调节和涵养作用明显，将耕地转化为这三种土地利用类型对生态系统良性发展有利。
  • 摘要：不确定性分析对于识别、评估模型计算过程中主要误差来源及其对于计算结果的影响十分必要。为此,评估了广义似然不确定性估计(GLUE)在水动力模型中对大汶河下游大清河流域二维水动力模型计算结果不确定性的影响,并利用互信息法分析模型参数和边界条件对预测结果的敏感性。结果表明,糙率对于输出结果的敏感性最强,边界条件对于输出结果的敏感程度稍弱;GLUE方法可有效分析参数-边界条件的不确定性,其预测的不确定性区间对于实测值的覆盖率较高,但模拟精度有待进一步提升。
  • 摘要：为解决利用混凝土坝安全监测全序列数据建立的支持向量机(SVM)模型存在结构复杂、计算工作量大等问题,提出利用熵理论选择具有代表性样本代替全序列样本进行建模,即通过建立外部档案,根据外部档案更新算法选择具有代表性的样本,然后将外部档案的样本用作支持向量机的训练样本。将该方法用于某蓄水初期的混凝土坝变形模型的构建中,结果表明,该组合算法在保证模型精度的同时有效降低了模型的复杂程度,减少了模型的训练时间,且使模型的泛化能力得到一定的提升。
  • 摘要：为提高光伏系统的转换效率,基于七点法太阳定位器的结构与原理,分析了其精度,设计了七点法太阳定位器的自动跟踪系统,推导了自动跟踪系统的控制模型和传递函数,并阐明了控制策略。试验结果表明,该自动跟踪系统克服了主动式的误差累积和被动式易受天气影响的缺点,具有跟踪范围广、结构简单、控制方便等优点,提高了太阳能利用率。
  • 摘要：以黄河流域为例,针对水资源短缺、用水效率偏低、点源污染严重的现状,构建了2005年黄河流域水量-水质投入产出表,并应用分析技术获得了国民经济行业总体用水、耗水、排污特性,提出了不同行业的发展战略与建议。
  • 摘要：日益严峻的水问题使水安全成为近年来的研究热点之一,但对于目前水安全概念内涵和评价指标的认识尚不统一,给水安全评价和风险管控带来困难。在系统梳理有关研究成果的基础上,以问题为导向,基于水安全机理和"经济社会-水"复合系统视角,提出了水安全的概念内涵,构建了相应的评价指标体系,为我国水安全评估和监测预警提供了理论依据。
  • 摘要：为分析伞盘及绝缘长度对220 kV复合绝缘子电场强度分布的影响,采用有限元法计算了220 kV复合绝缘子在不同绝缘长度、不同伞盘距离和有无伞盘时沿面电场强度分布情况。结果表明,复合绝缘子长度小幅增加对电场强度分布有所改善,伞盘对电场强度分布影响不大,选用加长型绝缘子和改变伞盘结构对复合绝缘子电场强度分布影响不明显。
  • 摘要：虎渡溪枢纽位于岷江干流的青神县段,是岷江干流航电梯级开发规划中的第六级,枢纽坝址处原为分汊河道,左汊为主槽,右汊(冲天壕)为副槽,枢纽建成后将右汊河道封闭,造成下游沙河村岛出现防洪问题。通过建立几何比尺为λ_L=150、λ_h=100的小变率河工模型,对天然情况、无分洪道方案和设置分洪道方案进行了水位流速观测,计算了不同情况下左右两汊河道的分流比,并对分洪道方案进行优化,使枢纽建成前后的两汊道的分流比达到一致,解决了坝下游沙河村岛的防洪问题。
  • 摘要：研究了节能减排目标下电力系统的短期经济调度,提出了多时间尺度下短期经济调度的三种模式,构建了短期经济调度的数学模型,基于处理节能减排目标的方式将通用模型细分为三种不同的数学模型,并采用改进的遗传算法进行优化计算获得最优经济调度策略。实例验证结果表明,该算法有效,具有良好的优化性能,可供借鉴。
  • 摘要：对孤网运行风光互补微电网电压频率控制和混合储能功率分配问题提出了混合储能管理控制策略,该策略将混合储能中锂电池设定恒功率和压频电源两种模式,对超级电容器采用电压/频率控制。锂电池作恒功率电源时,根据发电预测和负荷预测结果平复系统波动;超级电容器则依据电压/频率控制补偿系统实时功率缺额,保障微电网稳定运行。为此在MATLAB/SIMULINK中搭建了仿真模型,进行了孤网运行、能量分析、模式切换三次仿真,结果表明该策略正确。
  • 摘要：为研究水库优化调度方案在水位、流量及出力控制模式下的实施效果,以发电量最大为目标建立优化调度模型并求解,选取发电效益、水位越限风险率及弃水量构建评价指标体系,对不同水库运行工况下的调度方案实施过程进行仿真计算,并评价其实施效果。小漩水电站的实例应用结果表明,水位控制模式对应的水位越限风险率最低,但弃水量最大导致其发电效益最差;流量控制模式与出力控制模式对应的水位越限风险率相差不大,但出力控制模式弃水量更少,发电效益更高。因此,出力控制模式可作为调度方案实施过程中的首选模式。
  • 摘要：自密实混凝土工作性能对原材料的波动较为敏感,工程应用中往往需要对实验室给出的自密实混凝土配合比进行优化设计。通过试验研究了砂率、石子掺量、粉煤灰掺量对自密实混凝土工作性能的影响。试验结果表明,过大或过小的砂率都会对自密实混凝土的工作性能产生不利影响;当石子粒径较小时,可考虑增大石子用量;在变换粉煤灰掺量时,应根据原材料情况调整水的用量及减水剂的掺用量。在保持满足工作性能要求的基础上,通过调整石子和粉煤灰掺量对自密实混凝土的配合比进行优化设计,为自密实混凝土配合比优化设计提供参考和建议。
  • 摘要：针对风电场高压电缆局部放电在线监测中脉冲型干扰难以抑制的技术难题,分析了风电场高压电缆局部放电脉冲及各类干扰脉冲的分布特征,并在此基础上,提出了基于无监督聚类算法的风电场局部放电脉冲识别策略。首先对现场多个工频周期的原始脉冲群依次进行自适应、自学习聚类,然后根据聚类结果计算不同脉冲群的三维分布谱图,最后根据不同类脉冲的分布差异有效地识别出局部放电脉冲。该策略不需要脉冲样本知识,面向复杂的电磁干扰环境具有很强的适应性与实用性,某风电场工程应用实践证明了该策略能准确地实现脉冲识别。
  • 摘要：为提高低压配电系统潮流计算的计算效率,在原有的配电网前推回代法的基础上,将低压配电系统中低压配电变压器、馈线分支点、用户接入点分别看作系统节点,提出了一种基于支路电流且与节点编号无关的新型前推回代法,并对可能出现的环网情况,利用一对极性相反、大小相等的电压源将原系统拆分为一个纯辐射状网和一个纯环网分别计算再进行叠加。结果表明,与传统的牛顿—拉夫逊算法及并行中断等待法相比,本方法计算效率更高,适用范围更广。
  • 摘要：第Ⅲ承压含水层作为江苏沿海地区的主开采层,超采问题普遍存在,已形成若干区域性地下水位降落漏斗,甚至引发淡水咸化、地面沉降等环境地质问题。为保证当地经济的可持续发展,在充分了解研究区水文地质条件的基础上,利用区域第Ⅲ承压含水层观测孔的多年水位监测资料,重点分析江苏沿海地区第Ⅲ承压含水层开发利用的2个阶段(超采阶段、控制开采和压缩开采阶段)地下水动力场的演变,从各水文地质区间界线的迁移、区域性降落漏斗及地下水水位动态等方面系统阐述了水动力场时空演化的6个发展过程(1990、1995、2000、2005、2010、2015年),发现主采层地下水动力场对开采活动的响应机制十分积极,地下水位对限采的响应机制多为滞后响应,滞后时间与水文地质参数、距漏斗中心距离有关。

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