基于MATLAB的水力过渡过程数字仿真

水力过渡过程,尤其是甩负荷过渡过程的计算,是水电站和水力机组设计不可或缺的一项工作,也是保证水电站安全稳定运行的前提。为了确保水电站甩负荷过渡过程的安全,基于MATLAB,采用以有压管道非恒定流微分方程组为基础的特征线法,对某个具有上游调压室,且为一洞三机布置的复杂引水管路系统进行了甩负荷过渡过程数字仿真。根据仿真结果,最终确定了合理的导叶关闭规律,给出了瞬态参量随时间变化的历程线,并计算了调压井的最高、最低涌浪,为该水电站的设计及安全稳定运行提供了技术依据,同时对类似工程也具有一定的参考价值。     

复杂引水系统水电站甩负荷过渡过程数值计算

为了确保某电站机组甩负荷的安全,对具有上游调压室、一管三机布置的复杂引水管路系统进行了机组甩负荷过渡过程数值模拟计算,确定了合理的导叶关闭规律,并将其作为机组设计和运行的依据。     

巴基斯坦玛尔水电站水力过渡过程计算研究

根据玛尔水电站引水系统的特性和选定的机组参数进行了大波动及小波动的过渡过程计算,经计算分析后提出的机组及调速器参数既能满足引水系统在极端工况下甩负荷的要求,也能满足机组负荷调整时转速的稳定性要求,确保电站安全稳定运行。     

超长引水明渠水电站的过渡过程和运行调度

过渡过程计算分析对水电站安全运行极为重要。基于一维明渠和有压管道的非恒定流基本理论,针对某具有超长引水明渠的水电站,构建了"长引水明渠+压力前池+压力管道+机组"的过渡过程数学模型。根据边界条件,分别利用特征线法计算有压管道的瞬变过程和Preissmann隐式差分法计算明渠的瞬变过程。重点分析了本电站在机组甩负荷工况和增负荷工况下,引水明渠和压力前池中水位和流量的变化过程。并根据明渠浅水波传播慢的特点,针对电站增负荷工况,提出了该电站合理的运行调度方式,既保证了引水明渠及前池的最低水位满足安全运行要求,又保证了电站运行时一定的经济效益,可对类似的工程运行提供参考。     

长隧洞“一洞双机”电站水力波动负荷稳定控制

为了研究大型水电站2台发电机组共用一条长引水隧洞的特殊运行方式,保证机组在负荷波动较大的工况下仍能安全运行,且不对电网系统造成较大冲击,以锦屏“一洞双机”电站为例,提出了保证引水系统安全下的机组运行限制条件,同时对甩负荷情况及水力单元的隐患进行了分析和排查。阐述了应对“一洞双机”电站机组水力波动问题的解决思路,并从机组运行方式、调速器程序、监控系统负荷控制逻辑以及安控切机策略等方面提出了优化措施建议。可为制订类似长引水隧洞式“一洞双机”电站机组的负荷稳定控制策略提供实例参考。     

有关水电站小开度甩负荷工况水击压力骤升问题的探讨

在引水发电系统中，为了找出机组负荷变化所产生的水击压力最大升高值，一般要进行水力机械过渡过程计算。用以指导机组和压力管道设计。通过若干座水电站的水力过渡过程计算机仿真计算实践，论证了在小开度甩负荷工况、高水头电站发生第1相水击时，会出现水击压力随导叶初始开度减小而增大现象的原因和理论依据。提出了解决在小开度甩负荷工况下水击压力骤升的措施。     

长引水隧洞机组运行方式限制因素分析与解决措施

某大型水电站引水隧洞长,机组容量大、运行水头高,机组开机空载并网,增、减负荷以及关机过程中,引水系统巨大的水流惯性,不可避免地将对机组的运行产生影响。结合电站的过渡过程分析成果和电网的实际情况,在对相关电站调研的基础上,根据引水隧洞超长,引用流量大,引水隧洞末端布置巨型差动式调压室结构较为复杂,过渡过程工况压差较大等特点,在保证安全裕度的情况下,分析电站的运行控制因素,并结合机组增加负荷和甩负荷等两种工况进行了详细研究,制定了机组运行方案,以保证电站安全。     

二滩电站6号机甩负荷试验实测值与计算值对比

二滩水电站是我国本世纪建成发电的最大的水电站，也是我国利用世界银行贷款进行水电建设的成功典范，电站引水发电系统布置具有一定的典型性，其6号机组由国外进口，水轮机特性采用数据表的形式给出。采用特征的线法进行了机组甩负荷过渡过程计算给出了计算采用的边界方程并与实测结果进行了对比分析，所得结果对相似电站的设计计算具有一定的参考价值。     

盖孜水电站引水系统水力过渡过程分析

盖孜水电站采用接上游电站尾水"清水不下河"的布置方式,在系统中承担与上一级电站同步调峰任务,该引水系统具有高水头、长距离及非恒定流的特点。本文通过不同控制工况下的水力过渡过程对机组关闭规律进行比较计算,确定出机组最短关闭时间为13s。小波动过渡过程计算分析系统的小波动过程总是稳定。水力干扰计算采用频率调节运行时,正常运行的机组轴力矩发生水力干扰,但未超过控制标准。分析结果可为引水系统布置、机组参数选取等提供设计依据。     

太平驿水电站水力过渡过程计算与实测

太平驿水电站引水系统为长隧洞、差动式调压室、２管４机，尾水隧洞按无压明流设计。本文介绍了电站水力系统的特点、水力过渡过程计算的数学模型要点、计算结果及分析，且引述了１、２号机组同时甩负荷试验调压室涌浪和机组转速、蜗壳压力的实测结果与计算结果的对比。     

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。     

基于过渡过程数值模拟的引水系统方案比选

调压室的设置位置是水电站引水系统设计的重点内容,不仅关系到工程造价,而且会对电站过渡过程调节保证参数产生影响。基于水力过渡过程的数学模型,对某电站引水系统三种布置方案进行了数值模拟,结果表明:在引水系统不是很长的情况下,适当增大引水隧洞以及压力管道的直径来改善调节保证参数是可行的;调压室越趋近于临界位置,对调节保证参数越有利,但调压室涌浪会有所增加。     

设置气压式调压室的输水系统中缓闭止回阀作用的研究

由于设计、施工安装和运行操作等方面的缺陷和失误，意外地发生管路系统水锤事故的例子已经屡见不鲜。文中对水泵扬水的压力输水系统中设置气压式调压室和缓闭止回阀，建立了试验模型和相应的数学模型；进行了理论分析研究、数值模拟和试验研究；通过试验，验证了数值模拟的数学模型和计算程序，指出了缓闭止回阀使用的范围，为复杂管路系统流体过渡过程分析及研究提供了合理的试验和计算分析方法，为电站和泵站的优化设计提供了可靠的理论依据，对提高压力水系统的运行安全及降低工程成本具有现实意义。     

气垫式调压室参数选择及涌波计算

气垫式调压室是用于控制水电站水力过渡过程的新型调压室，具有布置灵活，适应水位变幅大和电站负荷变化后调压室水位波动小的优点，国外已应用于控制水电站引水系统和火电站供水系统水力地渡过程。本文介绍了气垫式调压室的工作原理，参数选择及涌波计算方法。     

某低水头大流量长引水式电站调压室设计

调压室的设置是减小水锤压力在水道中传递的有效方法之一,而调压室断面的大小则受托马稳定条件的制约。按托马稳定断面公式计算的低水头大流量长引水式电站稳定断面往往较大。结合某工程实际运行情况,考虑了电力系统的影响,论证了调压室断面减小的可能性,并拟定了适合该工程的调压室体形,最后通过过渡过程仿真计算论证了所采用调压室体形的合理性。     

阿尔塔什水利枢纽水电站引水系统过渡过程分析

阿尔塔什水利枢纽水电站引水系统长度较长。通过调压室过渡过程计算优化调压室的尺寸,既而通过对导叶关闭规律进行比较计算,确定机组最短关闭时间;再通过小波动过渡过程计算分析系统的小波动过程是否稳定;通过水力干扰计算判断被干扰机组的水头、流量、效率、机组轴力矩变化是否超过允许范围。研究结论为电站引水系统设计提供依据。     

轴流转桨机组水力过渡过程中的轴向水推力研究

轴流转桨式机组水力过渡过程中出现的抬机现象会直接危及电站的安全稳定运行。本文通过对轴流转桨式水轮机轮叶的受力分析,根据瞬态旋转水力矩推导出轴向水推力计算模型,并将计算模型应用于草街水电站的过渡过程计算中,研究了防抬机的工程措施。     

火电厂补给水系统气垫式调压室的数值模拟

火电厂补给水系统具有管道布置受地形影响起伏波折和管道长的特点，在断电停泵时管道上凸点容易产生负压。气垫式调压室是工程中消除管道负压的重要措施之一，文中研究了以气垫式调压室及水泵为边界的管道水力过渡过程，建立了数学模型，并对实际工程的补给水系统进行了计算，结果表明设置气垫式调压室后管道由于断电停泵而产生的负压完全消除，说明气垫式调压室解决火电厂补给水系统管道的负压问题效果显著。气垫式调压室在火电厂补给水系统中已得到成功应用。     

吉沙水电站引水调压井设计

吉沙水电站采用引水式开发,为高水头、小流量、长距离引水发电工程,具有引水隧洞长、调压井高、高压管道压力大等特点,因此调压井布置和设计是整个引水系统设计乃至电站安全稳定运行的关键,对引水隧洞和高压管道具有承前启后的作用。通过对调压井位置、型式选择,水力学和结构设计计算,确定了调压井布置,保证了工程安全。     

上游并联双调压室水电站瞬变流特性分析

由于长引水式水电站受地质地形条件、工程施工条件和系统运行稳定性等因素限制,为保证其安全运行,设置并联双调压室。通过建立调压室上游侧各支路阀门瞬变流水力特性的分析模型,以及考虑并联调压室水力特性的稳定性分析模型,深入分析了系统特殊的爆管瞬变流过程和水力振动特性。结果表明:在对应不同的爆管口直径同一爆管点位置,蝶阀至调压室之间管段最大瞬时流量为额定流量的1.14~2.21倍。随着爆管口直径的加大,不同特征管段的最大瞬时流量增大。考虑同一爆管口直径对应不同的爆管点位置,蝶阀至调压室之间管段最大瞬时流量为额定流量的1.25~1.67倍。随着爆管点和调压室距离增大,不同特征管段的最大瞬时流量增大。在任一支路爆管等不利情况下,通过相应支路阀门的控制可以降低复杂的瞬变流过程对另一正常运行支路的影响。研究所得水力—机械系统特征值分析成果对揭示引水系统水力振动特性具有参考价值。