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“大型水电站泄洪闸门振动特性与开度优化控制策略综合研究与应用”项目通过科技成果评价

2025-04-21 浏览次数:38

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  2025年4月18日,中科合创(北京)科技成果评价中心组织专家,在昆明召开了由云南华电金沙江中游水电开发有限公司阿海发电分公司完成的“大型水电站泄洪闸门振动特性与开度优化控制策略综合研究与应用”项目科技成果评价会。专家审阅了项目方提供的资料,听取了技术总结报告,经质询、答疑和讨论,形成如下意见:

  一、项目成果资料齐全规范、数据翔实,符合科技成果评价要求。

  二、项目针对大型水电站泄洪闸门在复杂工况下因流固耦合振动引发的结构安全风险及传统控制策略适应性不足的难题,开展基于振动与坝体有限元分析及闸门开度控制策略等多维度研究。基于实时频率偏差的分级响应机制、智能避频策略、多闸门联合控制模型及泄洪闸门开度控制系统,精准识别闸门高风险开度区间,构建“监测-分析-控制”闭环系统。解决了传统控制的局限性,有效抑制了闸门振动,提升闸门及坝体运行安全性与泄洪控制系统灵活性,提升了水利设施智能化水平,为同类工程提供了可借鉴的安全控制新范式。主要创新点如下:

  1、构建了基于大型水电站泄洪弧形闸门振动机理的共振风险全链条解析体系。通过部署闸门关键振动传感器网络,在复杂工况下,不同开度下的闸门实时振动特性,结合有限元模态分析确定坝体固有频率,揭示闸门开度与振动特性的内在关联,明确共振发生机理及高风险开度区间,为振动机制解析提供系统性体系。

  2、开发了基于在线分级预警机制的多工况自适应开度控制系统。在汛期、非汛期、极端天气等复杂多变工况条件下,基于实时闸门多模态状态数据,综合确定安全、警戒、紧急动态三级预警阈值,快速形成自适应配套开度调整、流量补偿及备用闸门切换策略,在保障泄洪效率的同时最大化降低结构振动风险。

  3、构建了基于MPC的多闸门协同优化控制模型。在水力学特性与振动安全等约束条件下,通过多目标优化算法动态分配泄洪荷载,形成多闸门控制判别逻辑,实现开度组合与启闭时序的协同优化;结合参数实时校准技术,平衡泄洪效能与结构安全性,为极端工况下多闸门开度控制提供技术支撑。

  4、提出了基于固有频率偏差的弧形闸门共振风险定量评估方法。通过流量需求、振动风险等级、水库安全状态等多级条件动态联合决策,精准选择单一或多闸门控制模式,有效规避了共振与快速通过高风险开度区间。通过固有频率偏差实时评估闸门共振风险等级,最小化泄洪结构损伤风险。

  项目获实用新型专利3件,发表论文9篇,成果已应用于阿海、梨园和鲁地拉等水电站,产生了良好的经济、社会和生态效益。

  综上所述,专家组一致认为该项目总体达到国内领先水平。

专家组成员

  杨津听 昆明电器科学研究所教授级高级工程师

  周宇波 云南省电力设计院有限公司教授级高级工程师

  董鸿魁 云南电力试验研究院(集团)有限公司高级工程师

  王之海 昆明理工大学副教授

  和**  云南****副研究员