长距离明渠输水工程突发水污染事件的应急调控

以南水北调中线总干渠典型明渠段为例,开展长距离明渠输水工程突发水污染事件应急调控研究.采取数值模拟手段分析了不同闭闸调控方式和闭闸时间条件下渠段水流运动和污染物输移扩散规律,探讨了污染云团峰值输移距离和纵向长度计算方法,推导得出了将污染云团控制在事故渠段内的应急闭闸时间计算公式.在此基础上,提出了长距离明渠输水工程突发水污染事件的应急调控方案,并结合案例验证了方案的可行性.结果表明：针对突发水污染事件,应通过对比明渠输水工程各渠段的最大水流传播时间和将污染云团控制在事故渠段内的闭闸时间来确定闭闸调控时间,从而同步实现降低工程运行安全风险和控制污染物范围的目的.     

大型输水渠道运行仿真系统控制周期选取

为了提高大型输水渠道运行仿真计算的精度、稳定性及速度,建立了大型输水渠道自动化运行仿真模型,研究了PID控制器参数及控制周期变化对渠道系统动态响应的影响,并对实际工程等体积及下游常水位运行方式下的系列工况进行了仿真计算.结果表明:为了获得较好的系统控制效果,PID控制器比例系数需随控制周期的增加而增大,并通过PID参数寻优给出了两者之间的定量关系;控制周期增加后,渠道的响应时间增长,而模型的计算时间缩短,控制设备的操作减少.综合考虑渠道系统的控制效果及闸门设备的控制操作,取仿真模型的控制周期为15～30min较适宜.     

节制闸联合调度控制下明渠输水系统水力控制研究

本文对明渠输水系统下节制闸联合控制中的同步控制法和顺序控制法进行研究,对不同控制方法下长距离明渠输水系统在增流量和减流量工况下的各闸闸前水位、闸后水位、水力过渡时间等水力特性进行了分析比较。研究结果显示,当流量增大时,易采用提前顺序控制方法;当下游渠段流量因意外情况需要立即减少时,易采用同步控制方法。     

新疆古尔班通古特沙漠输水明渠风沙防护工程措施

新疆北水南调工程输水明渠在由北向南横穿古尔班通古特沙漠,全长170.38km,是目前世界上最长的沙漠输水工程。沙漠明渠风沙防护无疑是保证沙漠明渠正常运行的关键问题,即通过防护措施达到固沙、阻沙、导沙和输沙,以消除沙埋、沙蚀、沙割等危害。本文对该工程风沙防护措施结合试验、研究和分析及行了总结。     

无压输水系统水流过渡时间的影响因素探究

为探究进口闸门开启时间和无压引水隧洞长度对无压输水系统水流过渡时间的影响,基于一维明渠非恒定流特征线法,并结合隐式差分法,建立"水库+无压引水隧洞+沉沙池"数值仿真分析模型,对含有沉沙池的无压输水系统的瞬变流过程进行了数值模拟.结果表明,进口闸门开启时间与无压引水隧洞长度均为影响系统水流过渡时间的敏感性因素.     

闸群调控下的输水系统水力响应过程

采用具有模拟复杂内边界功能的明渠一维非恒定流数学模型,以大型输水系统为研究对象,在渠首流量和闸群同步快速变化的极端情形下,对输水渠道的输水响应过程进行了模拟.计算得到了总干渠渠首流量增大和减小两种情况下渠道内水位变化过程,其特征表现为:在渠首流量快速变化、闸群全线同时响应的情况下,渠道水位波动十分剧烈,多数节制闸相邻断面的水位变化速率均大于一般的水位变化速率要求,对渠道的安全运行可能产生十分不利的影响,应尽可能避免此类工况的出现,采用合理有效的闸群控制操作来保障输水系统的安全有效运行.     

低压管灌——我省农业节灌的重要措施

根据我省的自然条件和经济条件，以当前实际出发，在现有的农田水利基础上搞好维修配套，更新改造，挖掘潜力，与低压管道输水技术结合运用，则是一条重要的技术措施和经济措施。１低压管道输水灌溉的特点１．１节约用水低压管道输水与明渠输水相比，减少了水量沿程渗漏和蒸发损失，提高水的利用率达２０％左右。１．２节约耕地由于管道埋于地下，省去了地面灌溉系统中的渠道等其它渠系建筑物，其所占地还原为耕地，扩大了总的耕地面积。１．３省工管道输水系统便于集中管理，而且输水速度快，灌溉效率高，灌水周期短，从而大大减少了田间灌…     

基于PLC的水位模糊控制器设计

水位控制广泛应用于工农业生产与民用生活.针对水位控制类变频调速控制系统的实际运行情况,本文运用模糊控制理论与最优控制方法,以系统效率最大为目标,提出了一种基于PLC的水位模糊控制器,它能够把控制系统用水要求与系统效率优化有效的结合起来,改善了这类系统的控制策略与运行方式,从而较大的提高系统的运行效率.文中同时提出采用PLC控制程序来实现该水位模糊控制器的功能,对PLC控制程序进行调试验证了该水位模糊控制器的节能效果.     

梯级泵站输水系统优化运行及控制综述

综述国内外梯级泵站输水系统的研究现状,指出研究中存在的宏观优化运行与微观控制脱节等问题。对梯级泵站输水系统实际运行中面临的复杂性和动态性难题进行解析,将梯级泵站输水系统优化分解为优化运行和动态控制两个相互关联的部分,初步提出梯级泵站输水系统优化运行及控制理论体系。对该领域未来研究方向进行分析和展望:智能控制算法和先进的水力控制方法将逐步应用于梯级泵站优化运行及控制领域,开发优化运行及控制仿真系统是实现理论成果应用的关键,随着水资源调度工程运行实践的深入开展,该研究具有较强的理论和实践意义。     

基于多指标非线性控制的单级倒立摆控制

针对单级倒立摆的稳定性问题,建立了单级倒立摆系统的四阶非线性数学模型,运用多指标非线性控制方法,设计了一个多指标的非线性控制器,并借助于系统特征根配置的方法,整定了该控制器中的c、k参数,实现了小车的水平位置和摆杆角度的稳定控制．最后,同时对线性最优二次型调节器和多指标非线性控制进行仿真对比,仿真表明：与线性最优二次型调节器相比,多指标非线性控制方法在控制效果上更为令人满意．     

冷端系统运行经济性诊断方法的理论研究

针对现有的冷端系统经济性诊断的不足,提出了一种新的诊断方法－－基准值诊断方法,将冷端系统内的众多因素划归为相关设备的性能指标和子系统的系统参数,通过三阶指标体系逐层分解,建立起每一个影响因素与供电煤耗率之间的联系,解决了系统和设备的性能评价标准问题,为冷端系统经济性诊断和节能提供了定量分析的方法,并通过实例验 证了诊断方法的正确性和可行性。     

一种改进的进化回归神经网络系统

对基本进化回归神经网络系统作了改进．首先提出一种可切换的适应度评估函数,使得适应度函数能够始终保持对训练误差的敏感性,保证选择机制正确而有效地复制优良个体;然后针对均匀变异对个体变异力度不够的问题,引入一种变邻接长度的集中变异方式,提高系统维持种群多样性和发现优良个体的能力。结合个体适应度同种群平均适应度的关系,给出了变异步长自适应调整策略;最后利用个体之间的汉明距离,对最优个体保留策略进行了改进,限制最优个体在种群中的重复复制。仿真结果表明综合上述改进后的进化回归神经网络系统有更好的性能。     

低品位余热源新型双喷射式制冷系统研究

提出了用气-液喷射器代替机械泵,有效回收低品位余热能源的新型双喷射式制冷系统.该制冷循环本身不需要消耗电能.研究了气-液喷射器的运行特性和喷射系数与工作参数的关系,发现在一定范围内系统效率随工作压力提高而提高,然后下降.分析了双喷射式制冷系统COP与发生器温度、冷凝器温度的关系,模拟了不同余热温度条件下双喷射式制冷系统的运行性能,结果表明制冷剂R123制冷性能优于R134a.系统COP可达0.3.     

核电厂运行安全性能指标体系

为实现对核电厂运行安全性能有效的监督管理,探讨建立了一套性能指标体系。该体系从核电厂运行安全的基本概念出发,由4个基本方面细化成8个基本点,各基本点内的性能利用性能指标的数据信息进行监督。性能指标的数据信息采用直方图法分析处理,即:建立性能指标信息数据库,编制专门软件处理这些信息,绘制反映各种安全属性的直方图,为核电厂营运单位和监督管理人员分析研究核电厂运行安全性能提供便利。使用该体系,并利用直方图分析法有助于实施对核电厂运行安全性能的有效监督管理和进一步提高核电厂运行安全计算机化管理的水平。     

2步法改善长距离渠系结冰盖期的水力响应

针对长距离渠系结冰盖期控制仿真模型中,在采用普通PID控制器和下游常水位运行时水位、流量波动幅度和变化率大的问题,提出了2步法的闸门控制运行方法.该方法利用了变步长步进式控制法和改进的PID控制器的优点,分离了结冰盖期冰盖糙率和控制器对渠系水力响应的影响,使用该方法对南水北调中线工程总干渠京石段进行模拟,结果表明此方法明显减小了渠系结冰盖期的水位流量波动幅度和变化率,有利于渠系冬季冰盖生成的稳定性和避免发生冰灾.     

Stability analysis on automatic control methods of open canal

The relationship between the automatic control method and the stability of the open canal is studied by means of numerical simulation of unsteady flow in an open canal under different methods of control. It is found the Proportional-Proportional plus Reset (P+PR) control is more reliable than the Linear Quadratic Regulator (LQR) control. Moreover, for the P+PR control, the hydraulic response of the constant volume method of operation is better than that of the constant downstream depth method in the type of centrally controlled canal. Therefore, an appropriate flow change rate should be chosen instead of shortening the pool length to reach an acceptable drawdown rate. For the canal with a bottom width of 40 m, side slope of 3, Manning n of 0.015, bottom slope of 0.000 04, and design flow of 600 m3/s, the pool length of more than 30 km can provide acceptable drawdown rates of 0.2 m/h when a proper flow change rate is chosen.     

一种基于系统安全工作区的变换器保护策略

为了解决电力电子装置的可持续运行能力和可靠性之间的矛盾,提出了一种基于系统安全工作区的变换器保护策略,通过对半导体器件特性、主电路结构参数、控制信号延迟和系统温度的量化分析推导了系统安全工作区的数学模型。该策略在量化考虑变换器中的各系统元素之间关系的基础上,不仅能够保障变换器不受损伤或损坏,还能够准确计算系统的保护阈值,提高半导体器件的利用率和变换器的可持续运行能力,成为能够保障变换器可靠性的重要工具。该方法同样适用于其他类型变换器的保护设计。给出了应用该方法设计变换器保护策略的实例,采用实验的方法验证了该方法的有效性。     

软件Rejuvenation周期的优化

软件Rejuvenation技术通过定期对软件系统执行Rejuvenation操作来有效改善软件系统性能,执行Rejuvenation操作的周期直接关系到软件系统性能的改善.目前,主要通过单个指标的优化对软件Rejuvenation周期进行研究,这并不能整体提高性能.鉴于此,提出了综合考虑整体性能指标的方法来优化软件Rejuvenation周期,将所关心的指标综合考虑,在适当降低某个指标性能的同时有效提高其他指标性能,起到整体提高软件系统性能的目的.以综合考虑系统可用性、系统停机时间以及系统损失3个指标为例进行探讨,并寻找到了2个可以用之对软件Rejuvenation周期进行优化的目标函数.实验结果表明,通过该目标函数得到的周期可以很好地改善软件系统的整体性能.     

单轴转向架跨座式单轨车辆悬挂系统参数优化分析

为了改善单轴转向架跨座式单轨车辆的曲线通过性能,对单轴转向架跨座式单轨车辆的结构及运行机理进行分析;运用SIMPACK动力学仿真软件,建立单轴式单轨车辆动力学仿真模型;然后,通过Isight多目标优化软件对单轴式单轨车辆悬挂系统参数进行灵敏度分析,得到车辆过弯时对导向力矩和走行轮侧偏力影响较大的参数;最后,以导向力矩与走行轮侧偏力为目标,采用改进型遗传算法进行多目标优化研究.结果表明:优化后单轴式单轨车辆的导向力矩比优化前减少了3.67%,走行轮侧偏力比优化前减少了6.30%,在一定程度上改善了单轴转向架跨座式单轨车辆的曲线通过性能.     

渠系蓄量补偿下游常水位运行方式研究

把蓄量补偿原理应用到常规下游常水位运行方式中,根据已知的初始和最终需求流量之间的蓄量变化,以及对水流传播到渠道下游所需时间的估计,来安排各渠段入流的变化过程,并把该流量变化过程作为控制器的前馈输入,同时利用渠段实时目标水位进行反馈控制,使渠系在蓄量补偿作用下实现了下游常水位运行.结合渠道运行控制系统的基本结构,建立了该运行方式下的长距离输水渠系运行控制仿真模型.通过对实际工程进行仿真计算,结果表明,蓄量补偿下游常水位运行方式无论在渠道运行控制性能指标上,还是渠道的响应时间上,都明显优于常规下游常水位运行方式及流量主动补偿下游常水位运行方式.