用于稳定计算的水轮机调速系统原动机模型

水轮机调速系统模型中,水轮机原动机（包括水轮机和过水系统）的强非线性对稳定计算结果有着重要影响。水轮机原动机的主要特点是强非线性以及水击,尤其在导叶开度大于50%的区间,在该区间范围内增大相同的导叶开度导致增加的功率小。通过水轮机原动机理论建模研究,并以现场试验修正理论模型,建立了适用于电力系统稳定计算的水轮机调速系统原动机模型,即“机组导叶开度与出力关系曲线加理想水轮机”的非线性模型;根据水轮机真机与模型机组的相似性,进一步提出了利用水轮机模型综合特性曲线和现场试验得出最大水头和最小水头下该曲线的方法,以满足电力系统稳定计算的不同需要。     

抽水蓄能机组原动机及调节系统参数实测与建模研究

水轮机及其调节系统参数实测的目的是建立机组并网运行的数学模型,为电力系统的稳定性仿真分析提供真实可靠的数据。广州蓄能水电厂通过静态、动态试验完成机组参数实测,建立水轮机及其调节系统模型。根据实测数据,对水轮机及其调节系统模型进行仿真校验,并与电网BPA暂态稳定程序中的水轮机调速器和原动机模型进行对比,获取所需的该机组原...     

某300 MW机组水轮机调节系统参数实测及建模分析

为提高电力系统稳定分析计算的准确性和电网调度对试验机组生产调度的科学性,对某300 MW混流式水电机组进行水轮机调节系统控制参数测试和建模分析。以试验机组水力机械特性和调速系统实际控制逻辑为依据,兼顾调节控制的死区、限幅、延时、非线性函数等因素导致的非线性特性和仿真计算的方便简约性,在MatLab/Simulink中对水轮机调节系统的电气控制、液压系统和原动机3个环节进行建模;针对原动机环节分别建立了电力系统分析综合程序通用模型和自定义模型;对模型参数进行了现场实测和仿真辨识,并对电力系统分析综合程序通用模型和自定义模型进行比较分析。结果表明自定义模型参数能更好地反映机组设备本身的动态响应特性。该模型的建立为水电机组电力稳定计算分析领域的完善和发展提供了参考。     

灯泡贯流式双调节水轮发电机组调速系统建模与仿真

以灯泡贯流式双调节水轮发电机组为例,首先进行调速系统参数现场测试,并经分析、整理后得出了水轮机调节系统各环节的重要参数,之后分别采用最小二乘法(LS)和基因遗传算法(GA)对原动机及调节系统建模和参数辨识,得到非线性"自定义"模型,并与电网稳定计算通用模型PSASP进行了比较分析,从而建立了水轮机调节系统在并网状态下的模型和数据,为电力系统仿真研究提供与实际系统状况相吻合的水轮机调节系统模型,满足了电力系统稳定计算的要求。     

抽水蓄能机组调速系统实测建模与仿真研究

基于清远抽水蓄能电站2号机调速器频差扰动试验,对水轮机及其调节系统模型进行仿真校验,并对原动机模型进行修正,用导叶与功率对应关系拟合方程替代原模型中线性关系,与电网BPA暂态稳定程序中的水轮机调速器和原动机模型进行对比,验证相同导叶开度变化下,改进的刚性水击模型仿真的功率响应过程更贴近实际,从而为电力系统仿真研究提供与实际系统状况相吻合的调节系统模型,满足了电力系统稳定计算的要求。     

丹江电厂4号机组调速系统建模与仿真

以丹江电厂4号机组为例,进行了调速系统参数现场测试,得出了水轮机调节系统各环节的重要参数,建立了水轮机调节系统在并网状态下的模型,满足了电力系统稳定计算的要求。     

基于Simulink的水电机组模块化建模与仿真

采用MATLAB/Simulink作为仿真平台,重点建立了引水系统和水轮机模型,构建了水电机组整体动态仿真模型.通过仿真实验与现场试验相比较,分别推导出适用于大波动和小波动过渡过程仿真的水轮机调节系统模型,验证了仿真模型和算法的正确性,体现了模块化建模在水电站仿真计算中的优势.     

大型混流式水轮机组的数学模型及仿真

在水力机组暂态过程中的数值解法可分为两类：一类是以水轮机模型静态全特性或完整综合特性曲线为基础的边界条件的数值解法，简称为外特性数值解法；另一类是以水轮机内特性解析为基础的数值解法，简称为内特性数值解法。因为以水轮机静态全特性或完整综合特性曲线是以模犁水轮机实验得到的，是在一定范围内的，通常为30％-115％，对于低负荷工况精度不好。所以外特性数值解法建立的模型不宜适用于全工况。而本文采用的内特性数值解法基于水轮机本身的物理原理建立数学模型，解决了以往拟合法不考虑动态附加量而造成的不准确性，由于对象模型是严格按照物理原则建立的，所以适用于各种运行工况和事故过程，且精度高。通过计算机仿真试验说明本文建立的数学模型可以用于水电仿真机的开发。     

一种用于电力系统仿真的水轮机非线性模型

通过拟合的方法得到一种非线性的动态水轮机模型，仿真结果表明，水轮机的非线性对电力系统的稳定计算具有较大的影响。     

基于BP神经网络的水轮机调节系统建模与仿真

采用BP神经网络对水轮机综合特性曲线进行处理,将水轮机非线性特性转换为可用于实时仿真的力矩和流量神经网络,可避免建立水轮机特性变量间复杂的函数关系式。将其应用于水轮机调节系统的大波动过渡过程计算,可使计算更为简洁,且由于曲面是光滑的且导数连续,更容易保证计算过程的收敛。建立的机组非线性模型更贴近实际情况,仿真试验表明应用效果良好。     

洪家渡水电站机组运行稳定性分析与保证措施

洪家渡水电站最高水头164m，水头变幅高达74m。电站在系统中担任调频、调峰及事故备用任务，运行工况复杂，机组运行稳定性至关重要。洪家渡水电站的机组从参数选择、水轮机流道设计、结构设计、水轮机的模型验收及运行方式等各方面进行了分析研究，并提出了保证稳定性的措施。     

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浆式水轮机过渡过程,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。     

小型水电站励磁系统对水轮机组运行的影响分析

针对小型水电站普遍存在的无功不足及功率送出困难等问题,分析探讨了励磁系统对水轮机组运行的影响。分析成果表明,励磁系统通过改造励磁绕组、提高温升限制、选择三相全控桥以及采用功能齐全的励磁调节器,可充分提高水轮机组的励磁电流,改善水轮机组的无功调节及功率外送功能,保障机组安全运行。     

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。     

秘鲁霍扎水电站水轮机机型选择

秘鲁霍扎（Huanza）水电站属于高水头电站,在此水头段适合的水轮机机型有混流式和水斗式两种。通过对两种机型在设计制造难度、运行稳定性、灵活性以及运行维护等方面的分析比较,同时参考国内外厂家的选型意见,针对该电站的地形条件、压力管道长等具体情况,选定霍扎水电站水轮机机型为水斗式水轮机。     

三里坪水利枢纽发电机组选型设计

三里坪电站水轮机在某些运行条件下的运行稳定性将受到影响,因此,在水轮机设计参数选择时,应将水轮机运行稳定性放在首位。在分析影响水轮机运行稳定性参数的基础上,比较了几种水轮机不同运行工况下的运行指标,并考虑电站厂房结构及机组造价等因素,最终确定了最适合三里坪水利枢纽的水轮机型号。针对所选的水轮机型号,提出了改善水轮机运行稳定性的措施。     

三峡梯级和清江梯级水电站群联合调度研究

为了计算三峡和清江两梯级水库群联合调度的补偿效益，为流域管理模式提供决策依据，本文以发电量最大和保证出力最大为目标，建立了梯级单独调度和系统联合调度二个数学模型。在相同计算条件下，采用一维、二维离散微分动态规划法，以及大系统分解协调法分别进行求解。计算结果表明，系统联合调度后增加电量1.826×106kW·h，增加保证电力440MW，补偿效益很显著。     

上墅阮水电站的技术改造

针对上墅阮水电站水轮发电机组设备老化、效率低、输出功率不足等问题,经分析评价确定电站技术改造方案为更换水轮机转轮和发电机线圈,并考虑汛期弃水适当增加机组容量.通过技改,1#机组水轮机效率提高约10%,机组容量从160kW提高到200kW;2#机组水轮机效率提高约2%,机组容量从90kW提高到100kW.电站改造后运行效果良好,1#水轮发电机组输出功率可达到210kW,2#水轮发电机组输出功率可达到115kW,发电量比改造前增加了20%.     

极限海况下三种漂浮式风力机平台的动态响应对比

平台结构的稳定性是漂浮式海上风力机安全运行的基础保障。为对比几种漂浮式风力机平台结构的稳定性,分别建立基于张力腿式、桅杆式、驳船浮式平台的漂浮式风力机模型,采用有限元方法并结合多体动力学方法,研究了3种平台结构在风、浪、流载荷作用下的时域和频域动态响应,得到了各波浪力随波浪频率的变化趋势及其对比情况。结果表明:运动幅值和平台所受波浪力均在低频波浪作用下出现较大响应;极限海况下,驳船式平台动态响应较之Spar和张力腿更为剧烈。