调压室位置变化对非恒定流联合计算的影响

同一引水系统线路，调压室的位置不同，对水击压力，调压室水位波动，机组转速变化会带来多大的影响，这正是本文所研究的问题。     

含引水和尾水明渠输水的水电站过渡过程分析

鉴于无压明渠的水力特性直接影响含明渠引水式水电站的过渡过程和运行控制,结合有压输水系统的特征线法,采用明渠瞬变流分析的特征隐式格式和相应的边界条件,构建含非自动调节引水明渠、压力前池、尾水池和尾水明渠的引水式水电站的过渡过程分析模型,研究了明渠流水力特性对水电站过渡过程和稳定性的影响。结果表明,在大波动过渡过程中,明渠流水力特性对机组蜗壳进口内水压力和转速极值的影响很小,而尾水渠水力特性及尾水池最低涌波水位决定了尾水管进口的最小内水压力;考虑明渠瞬变流特性的影响,水力干扰下受扰机组的调节品质变化较为明显,而水力-机械系统小波动调节品质变化较小。     

球形气垫式调压室水位和压力波动计算方法

为促进球形气垫式调压室的工程应用,通过介绍球形气垫式调压室水位和压力波动计算原理和方法,给出了水位和压力波动方程及具体求解步骤。结合工程实例,计算分析了气体状态方程多方指数对水位波动、气室压力的影响及引水系统的小波动稳定。结果表明,多方指数越大,水位波幅越小,气室压力波幅越大。球内控制水深越小,气室压力越大,气体体积越大,水位波动衰减率越大,小波动稳定性越好。研究成果可为球形气垫式调压室的应用和运行提供参考。     

新疆下坂地电站水力过渡过程计算

介绍利用程序进行水电站水力过渡过程计算。通过对下坂地水电站的调压室涌波计算、调节保证计算以及调节系统的稳定分析,确定调压室的型式和尺寸、推荐调速器主要参数整定值、提出了调节保证计算成果,并得出结论电站即使孤立运行也能满足小波动稳定性要求,为电站及引水系统的设计提供了依据     

新疆下坂地电站水力过渡过程计算

介绍利用程序进行水电站水力过渡过程计算。通过对下坂地水电站的调压室涌波计算、调节保证计算以及调节系统的稳定分析．确定调压室的型式和尺寸、推荐调速器主要参数整定值、提出了调节保证计算成果,并得出结论电站即使孤立运行也能满足小波动稳定性要求,为电站及引水系统的设计提供了依据。     

尾水调压室与明渠水位波动的叠加

对尾水调压室和明渠结合的尾水系统,明渠水位波动对调压室的水位波动有着不可忽略的影响.通过理论分析和数值计算,证实了明渠重力波与调压室质量波存在叠加,并探讨了明渠长度对波动叠加的影响.结果表明,考虑两者水位波动叠加,对调压室及明渠水位波动均不利.     

不同类型调压室非恒定流联合分析的比较

对常用二种类型调压室引水系统的非恒定流进行计算，同时得出了每种类型指定断面的压力；水轮发电机组的转速变化；调压室水位波动过程，最后进行了定性分析比较。     

基于微可压缩流体的水力过渡过程研究

基于微可压缩流体理论建立了水力过渡过程的控制方程组,获得了水电站引水系统水力过渡过程计算的一维和二维模型,并应用于计算和模拟水电站引水系统过渡过程、调压室水位波动、流速场与压力场变化过程。结果表明,计算与试验结果基本吻合,误差小于3%,为调压室的结构设计提供了依据。     

长连接管和分流调压室的波动稳定和衰减特性

为研究长连接管和分流作用对调压室稳定断面和水位波动衰减特性的影响,推导了长连接管与分流调压室稳定断面计算公式,采用MathCAD数值验证理论推导结果,并分析了连接管和分流作用对调压室水位波动幅值、周期和衰减速度的影响规律,以实际水电站为例进行对比计算。结果表明,设置长连接管对调压室稳定断面无影响,但不利于调压室水位波动衰减,而分流作用可减小调压室稳定断面,使调压室水位波动迅速衰减。     

非对称过水系统抽蓄机组调速系统稳定性分析

为研究非对称过水系统抽蓄电站的稳定性,基于Hopf分岔理论,先建立了带上游调压室的一管双机非对称过水系统抽蓄机组调速系统数学模型,在此基础上进行了Hopf分岔分析获得了调速系统的理论稳定域,并分析了不同控制参数下机组的动态响应特性,验证其理论稳定域;再揭示了一管双机式抽蓄机组动态响应的多尺度振荡特性及其产生机理;最后,探究了水流惯性时间常数、水轮机惯性时间常数和调压室时间常数对系统稳定性的影响规律。结果表明,带上游调压室的一管双机非对称过水系统抽蓄机组调速系统的Hopf分岔是超临界的,其稳定域由两条分岔线共同决定;调压室及机组间的水力干扰使得机组的响应特性呈现明显的多尺度振荡特性;较大的水流惯性时间常数和较小的水轮机惯性时间常数对系统稳定性有利,调压室时间常数对系统的稳定性影响呈现饱和特性。研究结果对抽蓄机组的智能控制和电站过水系统设计优化具有重要的指导意义。     

白鹤滩水电站输水发电系统水工模型试验研究

白鹤滩水电站单机容量目前居世界之首,输水发电系统规模巨大,尾水隧洞存在明满流现象,尾水调压室存在上室明流,水力学条件复杂,有必要深入研究输水系统水力学问题。采用整体模型试验方法,研究尾水隧洞出口结构布置形式的影响和输水系统整体布置的合理性。结果表明,尾水隧洞出口设置逆坡堰,可明显改善尾水隧洞明满流流态,减小尾水连接管进口负压,抬高尾水调压室最低涌浪水位,水力学条件更优。大波动工况下,输水系统各部位压力和涌浪极值满足设计要求,输水系统布置合理。研究结果可为白鹤滩工程设计提供技术支撑,也可为类似工程提供借鉴。     

励磁调节对水力发电机组过渡过程的影响分析

为深入研究励磁调节对水力发电机组过渡过程的影响,在Matlab/Simulink平台上,采用面向对象的程序设计技术,建立了包括水力、机械及电气部分的联合计算模型,研究了机组并入不同容量的电力系统时,励磁调节和电力系统稳定器(PSS)对机组频率波动特性和水力过渡过程的影响。计算结果表明,在有限容量的电力系统中,机组安装励磁调节和PSS除了能有效地对无功功率和电压进行调节之外,对机组频率波动也有良好的改善作用,对调压室水位波动有一定的抑制作用,有利于提高电能质量。     

小波动状况下简单式调压室水位波动分析

计算电站微小负荷变化导致水位小幅波动时,由于调压室水位波动情况复杂,需编制相应体型非恒定流计算程序来解决。根据简单式调压室基本方程推导出了解析法,应用泰勒展开式将引水道和调压室的动量方程的摩阻损失线性简化,通过求解常微分方程即可得出流量瞬时改变或流量随时间改变时调压室中的水位波动方程,进而可分析水位波动振幅的衰减并验证了调压室的稳定性。     

Sensitivity analysis of transient flow of two parallel pump-turbines operating at runaway

Transient flow analysis in hydroelectric power plants is one of the most important issues for the prevention of undesirable pressure fluctuations in waterways. In this paper sensitivity analysis of hydraulic transient for two parallel pump-turbine units operating at runaway (unstable S-shaped zone of pump-turbine hill-chart) have been numerically investigated. The characteristics of Siah Bishe power plant located at the north of Iran, has been considered. Firstly, simultaneous operation of two units at runaway is simulated. For this purpose, the governing equations of transient flow are solved along the waterways using the method of characteristics and modified Suter transformations. Then, the sensitivity of pressure rise at the spiral case, water level oscillating at surge tank, rotational speed and flow rate and torque oscillation at unstable zone of hill-chart to moment of inertia, head loss coefficient of connection tunnel of surge tank, connection tunnel diameter and acoustic wave velocity has been performed. The results show that the moment of inertia has considerable effect on the maximum torque at unstable condition of runaway. Also, more moment of inertia can well postpone the peak of pressure and rotational speed. The maximum water level of surge tank and the maximum torque at unstable condition of runaway are strongly affected by head loss coefficient of connection tunnel of surge tank and connection tunnel diameter. By using different values for acoustic wave velocity, output conditions don't show any clear trend.     

小水电增效扩容改造过渡过程调节保证建模仿真分析

为掌握水轮机调节特性并优选调节保证措施,基于有压输水系统瞬变流特征线求解法,联合Matlab仿真模型库,构建机组甩负荷过渡过程数字仿真模型,对蜗壳末端压力上升值和机组转速上升率进行数值模拟。仿真结果表明,增设调压阀可有效约束水压和转速上升趋势,改善机组过渡过程调节条件,实现与导叶的协联启闭。建立的非线性数字仿真模型,经学习训练生成能反映机组过渡过程调节特性的瞬变值及波动曲线,可为机组调节保证设计及控制决策提供数据支撑。