调压井底孔对水轮机调节系统过渡过程的影响

调压井是水电站建设的重要工程措施,本文在对带调压井的水轮机调节系统开展的计算分析中,采用流量、力矩的特征矩阵法描述水轮机特性、详细考虑了水轮机调速器非线性特性(如主配压阀速度特性、接力器开关时间整定引起的严重的非线性特性等),用实际甩负荷过渡过程算例说明调压井底孔阻尼对水轮机调节系统振荡特性的衰减、调压井内水位涌升的重要影响。

一洞三机条件下带调压阀的混流式水轮机调节系统过渡过程计算

为编制有关技术标准和推广采用调压阀代替调压井工程措施,开展了水轮机调节系统通用仿真程序的开发:研发了描述水轮机的非线性特性的数据文件;考虑了水击模型对水轮机调节系统过渡过程的影响;计算分析时认真考虑了水轮机调速器主配压阀非线性特性的影响;特别给出了一有压隧洞向三台水轮发电机供水时的水压力数学模型。通过计算证明:水轮发电机组自动启动、空载扰动自动调节、带负荷自动调节、甩负荷自动调节工况下,只要能满足水轮机发电机组稳定运行要求,就可以采用调压阀替代调压井。

水轮机调节系统过渡过程计算通用软件包

水轮机调节系统过渡过程计算通用软件包集数据录入及计算结果显示、输出为一体的,是一个适用于各种型式水轮机和不同调压措施的通用软件包。

马马崖一级水电站水轮机调节系统大波动过渡过程分析

马马崖一级水电站发电引水系统中的流量瞬间变化较大,致使水轮机调节系统产生大波动过程,从而引起机组转速升高、蜗壳压力升高、转轮出口压力降低,对于机组及过水建筑物影响很大。根据施工图纸、机组及调速系统资料,对水轮机调节系统大波动过渡过程进行复核计算,分析蜗壳最大压力升高值、机组转速最大升高值和转轮出口最低压力值的发生工况及其影响,为该水电站的启动调试和后期运行提供了依据。

具有长引水系统的转桨式水轮机过渡过程计算

在水电站设计中,以新型调压阀及其控制系统替代传统调压井具有显著经济效益。基于自行研制的带调压阀的水轮机调速器实时仿真系统和包含水轮机、发电机、引水系统、水轮机调速器等环节在内的水轮机调节系统过渡过程计算软件,采用水轮机流量、力矩特性矩阵法表征水轮机动态特性,建立了刚性水击条件下一洞多机输水系统的数学模型;对带有主配压阀非线性特性的PID调速器,建立了带调压阀的转桨式水轮机调节系统数学模型。研究表明:通过计算只要保证水轮发电机组启动、空载扰动、带负荷、甩负荷自动调节工况下,水轮机调节系统过渡过程满足稳定运行要求,水电站就可以采用调压阀而不设调压井。最后,计算了某具有长引水系统的转桨式水轮机过渡过程,该电站水流惯性时间常数高达27 s,装有2台转桨水轮机、1台定桨式水轮机。计算结果表明,以调压阀代替调压井后,该水轮机调节系统稳定,满足调节保证要求。

基于MATLAB的水轮机过渡过程的仿真研究

介绍了当今先进的科学计算软件MATLAB软件的特点,并通过实践论述了MATLAB软件在水轮机调节系统大波动过渡过程仿真中的应用方法。仿真结果可以用来指导实际水轮机调节系统的设计。

水轮机调速系统过渡过程时间t_P与引水钢管水流惯性时间常数T_W关系的研究

通过对现场实测数据的统计分析和理论分析证明,空载工况下,阶跃扰动时,过渡过程时间t_p与引水钢管水流惯性时间常数T_w无关;在满载工况下,阶跃扰动时,调速系统的过渡过程时间t_p与引水钢管水流惯性时间常数T_w呈线性关系。

水轮机调节系统可视化仿真模型研究

由于水力机组数学模型包含有非线性等因素,所以在实际计算及仿真时难于表示。运用仿真软件SIM-ULINK,建立了一种进行水轮机调节保证计算的可视化仿真模型,在建立模型时,利用水轮机的全特性建立其非线性数学模型,并考虑了调速器的限幅非线性因素,从而使计算结果要比采用近似计算公式的计算结果更精确。所建立的模型具有很强的开放性和可移植性,模型的结构易于修改和重构,能适应水电站个性强的特点,给水轮机调节保证计算提供了一种非常简便易行的方法。

水轮机调节系统计算机仿真研究发展综述

综合介绍近年来水轮机调节系统计算机仿真研究的发展状况。分别对水轮机过渡过程中的数值算法、水轮机调节系统控制策略以及MATLAB在水轮机调节系统计算机仿真中的应用进行了介绍。

水轮机过渡过程计算中CSSTF程序应用与调压阀选择

水轮机过渡过程计算的各种方法里，连续系统仿真方法具有物理概念清晰，仿真对象易于描述，计算过程可操作性强等特点。本文结合一实例讨论连续系统仿真方法进行水轮机过渡过程计算时值得注意的若干问题，主要有压力水道数学模型的建立、积分步长的确定、计算初值的校正等。

适用于水轮机调节系统的Fuzzy控制器

Fuzzy控制是一种新型的控制技术,在难以获得精确数学模型的一类对象的控制中得到了不少有成效的应用,但在水轮机调节系统方面的Fuzzy控制尚缺乏有使用价值的研究成果。我们在通过理论分析和大量计算的基础上,设计出了适用于水轮机调节系统的Fuzzy控制器决策表。为了论证Fuzzy控制器的可行性和鲁棒性,做了两方面的仿真试验研究:首先,针对不同电站水头、不同机型在设计工况下运行时,作在阶跃负荷扰动下的过程响应;

水轮机调节系统动态特性的计算

主要研究了水轮机调节系统动态特性计算核心问题,如带调压井的水轮机调节系统稳定性;过渡过程极点分布;品质分析;给出了建议的计算分析方法。明确指出调压井时间常数对水轮机调节系统动态特性影响的重要性。

带引水调压室水轮机调节系统稳定性及动态品质研究

为了研究小波动过渡过程中,调压室水位波动对水力发电系统动态稳定性及调节品质的影响,从水力耦合的角度,确定了调压室水位与机组流量之间的函数关系,建立了带引水调压室的水力发电系统数学模型,并基于Simulink对系统进行仿真研究。结果表明,调压室水位波动对机组转速的主波影响较小,对机组转速的尾波影响显著;调压室时间常数及引水系统的水力阻尼是影响调压室水位波动稳定的重要因素,机组转速的主波稳定不能表明系统稳定,还必须考虑调压室水位波动稳定性。

抽蓄系统抽水快转发电过渡过程的水力不稳定性

为满足电力系统动态服务需求,要求抽蓄系统快速完成工况转换,抽水快转发电过渡过程是抽蓄系统在工况转换过程中最为复杂和危险的工况之一,但目前相关研究较少。为明确该过程的水力不稳定性,建立抽蓄电站全过流系统三维模型,开展抽蓄系统抽水快转发电过渡过程的数值模拟计算,探究水泵水轮机组的外特性参数变化、压力脉动特性和内部流态演变。研究表明:抽蓄机组抽水快转发电过程中,流量、力矩及受力的变化皆随着活动导叶动作呈现出阶梯式变化;水泵制动运行工况及转轮转速发生转向期间为机组易产生较大摆动、力矩易发生剧烈波动的时段,且尤以无叶区的压力波动最为剧烈;导叶开度的快速变化以及流量和转速的变向成为机组内部危险流动的主要来源。研究结果可为提高抽水快转发电过渡过程中的稳定性和优化控制策略提供理论支撑。

装有轴流式机组的水电站调节系统过渡过程研究

本文介绍了装有轴流式机组的水电站调节系统过渡过程的数学模型,并基于该数学模型开发了过渡过程仿真软件。该软件可以对电站开环和闭环调节系统进行数字仿真,并得到满意的仿真结果。为了解系统的动态特性,考察系统的稳定性提供了一种经济、实用的手段。

水轮机调速器测试及仿真系统离线数据处理软件

离线数据处理软件利用VC++实现仿真及测试数据的处理,根据数据文件显示曲线,可实现图形的定点显示及进行过渡过程指标计算,使用户能直观了解水电站的过渡过程及调速器性能,减少实验过程中的工作量,从而降低实验成本.

水力系统模型对水电站过渡过程影响研究

根据有压管道的非恒定流方程建立了压力管道出流和入流两个断面的流量-水头压力的传递函数矩阵,推出了有压引水系统的弹性水击方程和刚性水击方程,同时还导出了水轮机的线性模型和非线性模型。基于压力管道和水轮机的模型建立了水力系统模型,该模型可以用于研究水力系统之间水力量的关系及对电站过渡过程的影响。最后对水电站几种过渡过程进行了仿真,比较了水力系统模型对过渡过程的影响,并对结果进行了分析。

改善水轮发电机组大波动过渡过程

改善水轮发电机大波动过渡过程是水电站设计和研究的一项重要课题,本文介绍了解决这一课题的另一途径——设置速轮。通过设想计算对调速轮的可行性作了初步论述,认为在一定条件下设置调速轮以代替调压室或调压阀等,节约了投资,缩短了工期。

“以阀代井”水电站水轮机控制策略改进研究

近几年来,水电开发量与日俱增,众多具有长引水道的中小型水电站为了节省投资,选择使用调压阀代替调压井以应对大波动过渡过程,但设置调压阀并不能减少机组的水流惯性时间常数,会导致小波动过渡过程的动态特性较差。为了探寻改善“以阀代井”水电站水轮机调节系统小波动过渡过程动态特性的方法,对具有长有压引水道的常规水电站进行小波动扰动仿真,分析调节系统在小波动过渡过程中的动态响应。调节系统的动态响应结果表明,具有长有压引水道的常规水电站,其水轮机调节系统小波动过渡过程动态特性较差的原因是调速器动作过快导致接力器的响应速度和动作幅度过大。提出一种将接力器位移信号反馈至调速器的比例和微分环节的新型水轮机控制策略,通过抑制接力器动作的速度和幅度从而达到改善“以阀代井”水电站小波动过渡过程的动态性能。通过仿真对比,该方法确实能有效改善“以阀代井”水电站水轮机调节系统小波动过渡过程的动态性能。

柴油机调速系统变参数过渡过程的计算和分析

本文导出了普遍适用的过渡过程数学表达式，在Ｚ１２Ｖ１９０Ｂ柴油机上进行了变参数计算分析，得出了调速系统参数对过渡过程的独立影响。