遗传算法在水轮机非固定模式导叶关闭规律中的应用

水轮机非固定模式导叶关闭规律是指按水轮机初始工况参数适时地确定最佳导叶关闭方式。这种适时的水轮机导叶关闭方式对于水电站大波动过渡过程具有较好的参数控制作用,能在不改变任何基础设施的前提下降低水电站过水系统最高水锤压力和机组转速,给水电站的运行带来较大的经济效益。在对非固定模式导叶关闭规律的优化中遗传算法有较高的优化效率,其中主要表现在算法简单、全局搜索性好、收敛性高、优化结果稳定。     

轴流式水轮机抬车力的计算方法

轴流式水轮机过渡过程中出现三种转换工况,即水轮机工况、制动工况和水泵工况。从图1可见导叶开启时,机组不带负荷其转速上升过程和导叶在大开度运行时突然甩负荷而迅速关闭的转速变化过程线是不一致的。导叶在突然全关闭瞬间,由于机组惯量使暂持较高的转速旋转,而不会立刻停止。这时水轮机处于暂态水泵工况。当导叶迅速关闭过程,同时出现惯性力,严重时还会出现反水锤现象。1973年在长湖电站的甩负荷试验时,发生了反水锤,     

惠州抽水蓄能机组甩负荷后的球阀与导叶联动关闭规律优化

根据惠州抽水蓄能电厂机组引水系统的特点、转轮特性及机组调试情况,提出采用合理、优化的球阀与导叶联动关闭规律来降低水锤压力和限制机组最大转速。为此,详细介绍球阀先快后慢关闭和导叶三段折线关闭的实现方法和调试效果,大大保证了压力隧道的安全和机组安全。     

导叶关闭规律自动优化研究

本文简述水轮机导叶关闭规律对机组过渡过程主要参数的影响以及目前电站常用的导叶关闭规律。国内外对导叶关闭规律优化进行了大量的研究,但难以应用于工程实际,特别对于抽水蓄能电站存在"反S型"以及过渡过程计算工况复杂,更难优化出合适的关闭规律。本文采用穷举法结合SIMSEN软件进行自动优化软件开发。该软件可在高性能计算平台上采用一段、两段甚至三段折线关闭规律对电站进行快速高效的关闭规律自动优化,可极大的提高工作效率。     

设置调压阀水电站的机组转速升高率分析

对于设置调压阀以控制水锤升压的水电站,调压阀拒动工况的导叶慢关闭时间较长,作为调节保证计算关键参数的机组转速升高率可能随着慢关闭时间的延长而减小.本文基于考虑机组飞逸特性的解析计算公式分析了机组转速升高率在宽时间域内的变化规律,并且结合设置调压阀的水电站算例进行了进一步的验证分析.分析结果有助于全面了解和掌握各类水电站的机组转速瞬变特性.     

东圳水电站增容后的两段关闭装置和微机调速器的试验研究

本介绍了东圳水电站装机容量增加一倍后，在无阀无井长引水系统的慢关机试验研究基础上，优化导叶接力器关闭规律和改善调节特性，仅在３＾＃机ＣＴ－４０型调速器上加导叶两段关闭装置，并将其调节系统改为双微机调节系统，进而将电站安全满发稳定运行的库水位由７４ｍ提高到正常水位８０．５ｍ，解决了电站在高库水库调节保证的水压的转速的极值问题和动态稳定问题。     

水轮机导叶关闭过程的探讨研究

为了充分揭示水轮机导叶不同关闭过程对水轮机甩负荷过渡过程的影响,选择导叶两段关闭规律,针对第一段关闭时间、第二段关闭时间和导叶位置拐点开度,探讨这3个关键参数对机组转速变化和蜗壳水压力变化的影响,对工程实例进行计算分析,得出了导叶两段关闭过程的规律并进行了优化。合理的水轮机导叶两段关闭过程可以有效的解决机组甩负荷时转速升高和蜗壳水压上升这一矛盾,从而更有利于提高水电站运行的稳定性和安全性。     

天荒坪机组突甩负荷试验工况蜗壳进口压力的统计特性剖析

本文从天荒坪抽水蓄能电站水轮机突甩负荷工况蜗壳进口压力的真机测试资料统计结果着手，利用特征线原理对其双峰特性进行分析和理论上的延伸，最终得出如下结论：(1)当机组采用先快后慢的两段折线式导叶关闭规律，且其拐点位置没有进入机组特性曲线的反“s”区域，蜗壳进口压力将呈双峰现象：第一峰对应于导叶关闭规律的拐点位置，第二峰出现在当机组单位转速为反水泵区域内的第一个最小值的瞬时，且其值大于第一个峰值。若机组关闭规律不变而拐点位置已经进入反“s”区域，蜗壳进口压力将呈现为单峰形态。(2)当机组采用先慢后快的两段折线式导叶关闭规律时，蜗壳进口压力只有单峰。     

基于动网格技术的混流式水轮机转轮内部瞬态流动数值模拟

水电站过渡过程常常引起水力机组压力脉动、振动和水锤等现象,严重影响电站的安全稳定运行。为了准确捕捉水轮机在过渡过程中的动态特性,本文区别于常规的稳态分析方法,采用CFD计算软件Fluent14.0,利用基于有限体积法的动网格技术对某混流式水轮机的活动导叶和转轮组成的单流道进行了三维瞬态流动数值模拟。真实模拟了在大波动过渡过程中转轮内部流态的变化,分析了导叶关闭过程中转轮内部压力场和速度场的变化过程。计算结果表明:动网格技术能够较好地模拟水轮机转轮内部流场的动态变化,其计算结果为三维过渡过程的研究提供了理论依据。     

导叶关闭规律的优化及对水力过渡过程的影响

优化导叶关闭规律是解决水电站机组调节保证计算的一个重要的手段。然而面对实际工程问题时如何优化导叶关闭规律、不同的导叶关闭规律对水力过渡过程有何不同的影响、选取的导叶关闭规律能否安全有效地实现等,至今缺少明确的答案和恰如其分的评价,以致难以发挥导叶关闭规律应起的作用。本文从结合国内某些大型水电工程,对上述问题进行探讨和分析     

基于自适应遗传算法的水轮机导叶关闭规律优化计算

首先建立水轮机导叶关闭规律优化计算的数学模型,然后将自适应遗传算法和水电站过渡过程数值计算特征线法相结合,建立一种用于求解该模型的全局优化方法.该自适应遗传算法采用实数编码,并根据个体适应变不同对交叉概率和变异概率进行自适应调整,使群体中的优良个体不易被破坏,同时又保证了种群个体的多样性,从而提高了算法的优化效率.工程实例计算表明,应用自适应遗传算法优化水轮机导叶关闭规律是可行、高效的.     

长隧洞水力发电系统水机电耦联暂态分析

本文研究了长隧洞单机单管水力发电系统在水机电耦联条件下的建模及暂态分析方法。隧洞动态用传统的刚性水击理论描述,调压井作为连接隧洞和压力钢管的动态储能元件建模,压力钢管动态采用较为复杂的耦合水击4-方程模型描述。通过耦合水击的结合部耦合机制实现引水系统与水轮机系统的耦联,使用调速器控制方程和一阶发电机模型实现水轮机系统与电力系统的耦联。在此基础上建立了带长隧洞调压井引水系统水电站的水机电耦联非线性模型,提出了求解基于拉氏变换形成的状态方程的暂态耦联分析方法。算例表明,提出的理论模型和计算方法能较好地反映水力发电系统暂态过程中各子系统间的耦合动力学效应,并能有效预测暂态过程中各系统的参数变化量及变化规律。     

无穷大电网下带超长引水隧洞的水电站小波动过渡过程研究

超长引水隧洞水电站水流惯性巨大,导致调压室水位波动周期长、振幅大、衰减慢,孤网条件下,采用PI或PID调节,超长引水隧洞水电站的小波动调节品质较差,衰减较慢,常常需要增大调压室稳定断面面积来改善调节品质,工程代价较大。实际并网运行条件下水电站的小波动过渡过程的稳定性及调节品质,尚未见过这方面的研究报导,本文通过Matlab软件中的Simulink及Sim Power Systems工具箱构建超长引水隧洞水电站单机无穷大网的详细电力系统仿真模型,研究无穷大网条件下带超长引水隧洞水电站小波动稳定性及调节品质,为该类水电站的设计和运行控制提供参考和依据。     

基于水力学仿真的梯级水电站运行调度研究

针对级间调蓄容积较小的渠道梯级水电站,采用可视化软件仿真分析运行调度引起的非恒定流过程,以防调度不当导致渠池被抽空或大量溢流弃水等现象。仿真计算的数学模型中对明渠非恒定流和管道水锤分别采用显式蛙跳格式和特征线格式迭代求解,两种格式通过引水前池的水位边界条件和机组的流量边界条件衔接。对某两级渠道水电站,采用Visual Basic 6.0开发了可视化仿真软件来模拟甩负荷、起动和停运等工况下非恒定流过程,并调算得出了各级站相应的运行调度原则,为工程的设计和运行管理提供了有价值的建议。     

水轮机活动导叶的质量控制

主要以混流式水轮机直板型活动导叶为例,对活动导叶在加工制造过程中重要工序的质量控制点进行检测,值得类似质量检验工作借鉴。     

地下厂房机组安装高程的确定及影响

地下厂房机组安装高程不仅取决于水轮机的吸出高,而且取决于水电站水力过渡过程有关的参数,甚至对导叶关闭规律的优化,洞室间距的确定、以及调压井型式和尺寸的选取有着重要的影响。,本文在阐明上述关系的基础上,从水轮机的基本理论和工程实际出发,提出地下厂房机组安装高程设计的基本思路和具体步骤,并介绍该方法在两个大型水电站设计中的应用及分析。     

水电站压力管道系统较大比尺水击模型试验设计方法

理论上讲 ,按重力相似准则设计模型 ,并保证模型材料与原型材料的弹性相似 ,即能在模型上模拟原型的水击现象。但对于较大模型比尺 ,很难找到理想的模型材料。为此 ,本文提出了模拟水击的时间变态模型设计方法 ,通过图解法验证了其比尺关系。最后 ,结合糯扎渡水电站引水系统进行了模型设计和试验研究     

姚河坝水电站水轮机调节系统小波动稳定性分析

本文根据南桠河姚河坝水电站的设计方案,对水轮机调节系统,按复杂管道、弹性水锤、调速器为PID调节规律,建立其小波动数学模型。并据此编制了源程序进行仿真计算。通过对该电站水轮机调节系统各种不同工况及参数组合的计算,可得出调速器最优参数组及其调整范围,保证系统小波动调节稳定。     

具有分叉放水的水电站调节保证计算及其分析

本文建立了具有分叉管放水的水电站系统的数学模型,给出了这类电站进行调节保证计算的程序框图,并根据实际工程计算结果分析了这种放水方式对水电站调保计算的影响,着重分析了放水量变化对调节保证值的影响。