水轮机非线性特性作用下的水电站调速系统稳定性研究

针对水轮机非线性特性,采用Hopf分岔理论研究了水电站调速系统稳定性。即建立了考虑水轮机非线性特性的水电站调速系统数学模型,基于Hopf分岔和临界稳定判据分析了系统的稳定性,通过对比分析揭示了水轮机非线性特性对调速系统稳定性的作用机理。结果表明,考虑水轮机非线性特性的水电站调速系统Hopf分岔是超临界的,系统的稳定域位于分岔线下方。水轮机非线性特性对调速系统稳定性和调节品质的影响由水头非线性和转速非线性两种因素引起,水头非线性起主要作用,转速非线性几乎无影响。减负荷工况下水头非线性对系统稳定性有利,系统具有较好的调节品质;增负荷工况则相反。

调速器配压阀非线性特性对水轮机调节系统动态特性的影响

在引水系统中具有调压井、计入水轮机非线性特性、缓冲型PID调节器的条件下,对水轮机调节系统开展仿真特性分析,重点研究了表征配压阀-接力器非线性特性参数Ke的影响;明确提出调速器配压阀饱和特性Ke是一个表征配压阀-接力器特性的重要指标性参数,当配压阀位移超过此值时调速器就处于严重的非线性状态。