改进水轮发电机组甩负荷过程中调速器的控制性能

本文从国际电工委员会IEC61362(1998)“水轮机控 制系 统技术规程”中对水轮发电机组甩100%额定负荷后动态品质指标分析入手，运用MATLAB语言 及SIMULINK对水轮机调节系统甩负荷过程建模并进行仿真计算，分析了水轮机调速器典型结 构、调节参数和控制方式对控制性能影响。结果表明：在调速器中引入适当的非线性控制环 节，能够很好地解决大波动到小波动过程的平稳过渡，从而使甩负荷过程性能指标显著提 高；非线性与线性水轮机模型甩负荷仿真曲线的变化趋势相近，因而线性水轮机模型仿真结 果具有代表性。     

水轮机调节系统机组甩100%额定负荷及接力器不动时间特性分析和仿真

介绍了水轮机调节系统机组甩100%额定负荷特性和接力器不动时间的仿真结果,给出了机组甩100%额定负荷的动态仿真曲线.仿真结果有助于加深对水轮机调节系统基本原理的理解,也有助于了解被控制系统(调节对象)参数和水轮机控制系统(调速器)参数对水轮机调节系统机组甩100%额定负荷和接力器不动时间特性的影响.     

浅析水轮机组甩负荷时的抬机现象及其防止措施

分析了水轮机组在甩负荷时出现的抬机现象及其产生的原因，同时对如何防止水轮机组产生抬机现象的方法与措施作了介绍。     

灯泡贯流式水轮机装置甩负荷过渡过程计算方法

该文分析了灯泡贯流式水轮机装置的特殊性,并建立了灯泡贯流式机组甩负荷过渡过程计算的数学模型,和编制了相应的计算机程序,最后介绍了白石窑水电站甩负荷过渡过程的计算成果。     

轴流转桨式水轮机装置甩负荷过渡过程的合理控制方式

本文提出了轴流转桨式水轮机装置甩负荷过渡过程的一种合理控制理论与方式,经装有轴流转桨式水轮机的水电站现场试验证实,采用这一控制方式可以显著改善轴流转桨式水轮机装置甩负荷过渡过程的动态品质;大幅度降低水轮机蜗壳水压上升值与机组转数上升值;从而给水电建设带来重大的经济效益。     

抽水蓄能电站中球阀协同导叶关闭的水力瞬变过程控制方式

为了降低抽水蓄能机组水轮机工况甩负荷时蜗壳压力上升值和压力脉动值,应用了球阀协同导叶关闭的流量控制方式。于2012年在蒲石河大型抽水蓄能电站,进行了水轮机工况甩负荷过渡过程球阀参与导叶控制方式的现场试验。针对这一流量控制方式,利用内特性法预测了在甩负荷过渡过程中各动态参数的瞬变规律,预测的机组转速上升最大值与试验值的相对误差为2.11%,预测的蜗壳压力上升最大值与试验值的相对误差为0.74%,从而验证了内特性方法的合理性;同时证明,只要合理地选择导叶与球阀的控制规律,即可显著改善水泵水轮机装置水轮机工况甩负荷过渡过程的动态品质,降低抽水蓄能电站引水系统的水压上升值。     

莲花水电站水力过渡过程检测分析

用先进的计算机检测手段，对莲花电站水轮机运行及甩负荷试验进行了现场检测，采集记录的水轮机及输水系统的各种动态过渡过程数据，为检验工程设计，水轮机调节参数的整定及各种故障的诊断分析提供了重要依据。     

基于小波分解的抽水蓄能机组甩负荷反演预测

首次在水电工程中提出了基于小波分解法的双机逐级增加负荷随程反演分析预测方法,并成功应用于国内某抽水蓄能电站现场"一管双机"甩负荷试验。该方法在历次甩负荷试验实测数据基础上提取均值压力和脉动压力,通过均值压力与过渡过程计算值对比得到计算误差,进而对下一级甩负荷过渡过程计算值进行修正,叠加压力脉动极值后对试验结果进行预测,同时结合水泵水轮机全特性曲线对甩负荷过渡过程压力脉动特性进行了研究。结果表明,该方法预测精度较高,有效控制了甩负荷试验过程压力极值可能超出调节保证设计值的风险,为抽水蓄能电站现场甩负荷试验提供了借鉴。     

冲击式水轮机甩负荷负荷水击反分析与控制方法研究

通过对冲击式水轮机甩负荷水击问题的反分析研究,结合PID控制理论,总结出一套如何确定阀门关闭规律的方法.这对于冲击式水轮机水电站的稳定工作具有相当大的实用价值.图9幅.     

冲击式水轮机甩负荷水击反分析与控制方法研究

通过对冲击式水轮机甩负荷水击问题的反分析研究，结合PID控制理论，总结出一套如何确定阀门关闭规律的方法。这对于冲击式水轮机水电站的稳定工作具有相当大的实用价值。图9幅。     

基于MATLAB的水轮机调节系统仿真

对水轮机调节系统建立数学模型,利用美国Mathworks公司的MATLAB软件,对通常的水轮机调速器水电站试验项目(空载频率波动、空载扰动、甩负荷)进行初步的仿真。     

虹吸进水式电站机组过渡过程试验研究

本文介绍了新林、麻柳两电站虹吸断流甩负荷时的机组过渡过程现象;并对水轮机前未设进口阀的虹吸进水式电站,在断流甩负荷遇调速器失灵时,压力钢管排空及机组退出飞逸过渡过程的解析进行了探讨。对长压力管道的单管引水式虹吸电站,取消水轮机前进口阀的研究有一定意义。     

基于非线性建模的水电机组动态特性仿真研究

考虑到大型机组突增突减负荷的频繁出现以及新能源不稳定性对水电机组一次调频带来的挑战,建立能准确反映机组动态性能的仿真模型显得尤为重要。水轮机调节系统具有非最小相位、强非线性特点,需对其包含的大量非线性因素进行针对性研究和处理。针对水轮机调节系统各组成部分,综合考虑各因素建立了相应数学模型,重点建立了随动系统精细化模型、水轮机外特性数学模型,最终建立了水轮机调节系统整体非线性数学模型。基于建立的模型,进行甩负荷及一次调频仿真,通过与真机数据进行对比分析,证明了模型可高精度、准确反映机组甩负荷及一次调频动态特性,为水电机组动态特性研究提供了新的技术手段。     

基于Simulink的水轮机调节系统通用仿真程序的研发

基于Simulin开发了水轮机调节系统通用仿真程序,该程序用特征矩阵描叙水轮机非线性特性;提出了各种类型的水击数学模型;配合水轮机PID调速器开展水轮机自动调节系统动态特性仿真计算研究:自动开机、空载扰动、增负荷调节及甩负荷控制等。     

基于MATLAB的水轮机调节系统仿真

对水轮机调节系统建立数学模型，利用美国Mathworks公司的MATLAB软件，对通常的水轮机词速器水电站试验项目（空载频率波动、空载扰动、甩负荷）进行初步的仿真。     

水轮发电机组边界处理的一种简化模型

水电站水力过渡过程计算中常常出现缺乏机组资料的情况,以及水轮机特性曲线处理困难等问题。通过对水轮机过流特性的研究分析,采用阀门替代水轮机组的简化方法,推导出了分别适用于增、甩负荷两种情况的计算模型。实例验证分析表明,采用阀门模型替代水轮机组边界模型进行水力过渡过程计算,结果是准确可信的,能有效地满足工程设计的要求。     

浅析水轮机调节系统产生转速死区的原因

转速死区的存在,是产生接力器不动时间的主要原因,机组甩25％负荷时,对于电气液压调速器来说,接力器的不动时间不应大于0．2s,对于机械液压调速器来说,接力器的不动时间不应大于0．3s,如果接力器的不动时间过大,在甩负荷时机组转速上升率就会相对较高,所以要设法减小水轮机调节系统的转速死区。文中从不同方面分析了水轮机调节系统存在转速死区的原因。     

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。     

基于ANSYS Workbench的水轮机顶盖螺栓有限元分析

水轮机的工况转换频繁,顶盖与座环之间的联接螺栓在受到荷载的作用下,如若发生松动或者断裂,就会造成水淹厂房甚至机毁人亡的严重后果。利用ANSYS Workbench软件建立水轮机顶盖与座环联接螺栓的计算模型,采用有限元分析方法,计算分析在不同甩负荷工况下,联接螺栓所受的最大应力以及危险截面所处的位置。计算结果表明:在甩82.5 MW负荷时,联接螺栓所受的应力最大。采用超声波在线监测预警系统对最危险螺栓进行实时监控,防止意外发生。     

大朝山水轮机转轮动应力试验研究

开展真机转轮叶片动应力试验研究是解决大型水轮机转轮开裂的关键。作者对大朝山水电厂6^#机组水轮机转轮动应力进行了全面的试验研究，分别对机组变转速、变电压和变负荷等稳定工况以及开停机、升降负荷、甩负荷、筒闽动水关闭等瞬变工况下转轮叶片静动应力和振动进行了测量，获得了大量第一手宝贵的试验数据，对真机转轮静动应力的变化规律进行了深入分析与探讨。研究成果对进一步揭示大型水轮机转轮的开裂原因和深入开展混流式水轮机的可靠性研究具有重要意义。