摘要
众所周知，水电站在电网系统有适应负荷变化范围广的能力，为了满足变负荷的要求，水轮机需在非设计工况运行。在这种情况下，流出混流式水轮机转轮的涡流在给定的条件下可能成为整个水力系统的激振源。在高负荷运行条件下，涡带可能成为引起系统自激振动的内部能量源。本文的目的是从特征模态形态角度辨别满负荷激振源位置对系统稳定性的影响。为此，在SIMSEN中以非线性微分方程组的特征值和特征矢量计算为基础，开发了一种新的特征分析工具。首先详细地介绍了非线性微分方程组的线性化及模态分析方法。之后仿照等效电路图介绍了水力部件的非线性水声模型并对其线性化。最后，对一简化的水电站水声SIMSEN模型进行模态分析，展示了水轮机位置对系统稳定性的影响。通过本次研究可以得出，粘弹阻尼管路的建模对找出稳定边界及不稳定的特征频率至关重要。
