电力系统稳定分析用水轮机调节系统模型研究

针对机械液压式调速器模型脱离实际、简单、无法反映设备的真实状态,以BPA4.0为例,分析了现有电力系统稳定分析程序的不足,开发了符合实际的调速器模型,并与用非线性高阶传递函数表示的原动机模型构成了自定义的水轮机调节系统模型。实例结果表明,该模型更接近实际、吻合度高、平均几何相对误差小,可满足电力系统稳定分析的需求。     

650 MW水轮机调节系统非线性模型研究

近年来随着水电的快速发展,各水电站都以大型机组为主,但现有的大部分水轮机调速系统的模型都是针对小机组建立的.重点分析了液压随动系统、引水系统及水轮机存在的非线性因素,建立了650 MW机组的非线性模型.在Matlab/Simulink中搭建了相应的水轮机调节系统非线性仿真模型,并根据云南省某水电厂650 MW机组进行了参数设置,通过仿真实验验证了该模型的准确性.     

用于电力系统仿真的水电机组原动机模型适应性研究

鉴于以往研究侧重于水电机组原动机模型开发,较少研究模型的适应性,且缺乏在电力系统仿真中选取模型的指导性建议与方法,提出模型选取原则,通过仿真水轮机模型、水击模型与调压室—分叉管模型的动态行为,分析水击模型的稳定域,从而归纳出模型的适用条件。结果表明,解析非线性模型与理想模型适合于描述水斗式水轮机,混流式水轮机宜使用传递系数模型;可依据Tw/Tr和Tf/Tr的值选取刚性水击模型与降阶弹性水击模型;当仿真时间较长时需要采用调压室—分叉管的模型。     

用于电力系统仿真的水电机组原动机模型适应性研究

鉴于以往研究侧重于水电机组原动机模型开发，较少研究模型的适应性，且缺乏在电力系统仿真中选取模型的指导性建议与方法，提出模型选取原则，通过仿真水轮机模型、水击模型与调压室—分叉管模型的动态行为，分析水击模型的稳定域，从而归纳出模型的适用条件。结果表明，解析非线性模型与理想模型适合于描述水斗式水轮机，混流式水轮机宜使用传递系数模型；可依据Tw/Tr和Tf/Tr的值选取刚性水击模型与降阶弹性水击模型；当仿真时间较长时需要采用调压室—分叉管的模型。     

基于BP神经网络的水轮机调节系统非线性模型及仿真计算

针对水轮机调节系统仿真中采用线性水轮机模型时仿真结果与实际运行有一定偏差或采用基于插值非线性模型时插值难以保证处处连续并导致压力环迭代不收敛的问题,先利用BP神经网络对水轮机运行数据进行延拓和训练,以获取连续光滑的流量和力矩空间曲面供压力迭代计算使用,再结合特征线算法合理选取边界条件,最终建立起完整的调节系统高精度非线性模型。仿真结果表明,该模型具有相当高的精度,仿真效果与预期一致。     

水轮机随动系统仿真模型的精细化研究

随着大型机组的投产,各电网对水电站调节系统的要求也更加严格,建立更能体现机组实际运行情况、稳定性能良好、对大小扰动均能很好适应的仿真模型就显得尤为重要。随动系统作为调速器的执行部分,其内部存在的非线性环节主要由机械因素导致,这些环节在进行仿真建模研究时不可忽略。分析了随动系统非线性环节的产生原因及表现形式,探讨了接力器反应时间常数的现场试验方法,在Matlab/Simulink环境中搭建了精细化的随动系统仿真模型,对一般线性模型及精细化模型同时进行导叶阶跃仿真试验,并通过实测试验与仿真试验的结果对比,验证了包含非线性因素的精细化模型的优越性和准确性。     

基于神经网络的水轮机调节系统非线性仿真

针对水轮机调节系统非线性特性难以准确描述及非线性仿真的复杂性,利用神经网络强大的非线性逼近能力,对水轮机调节系统进行在线非线性实时仿真。对导叶开度、单位流量及单位转速之间的非线性关系建立神经网络结构,用Matlab中的trainlm函数和训练样本对网络进行学习训练。非线性关系的插值拟合过程在PC机中进行,仅将得到的非线性关系的权值和阈值传输给下位机控制核心DSC系统,有效地提高了非线性实时仿真速度。针对HL220型实际机组探讨了基于神经网络的非线性仿真的实现过程,并对结果进行了解析。     

一种新的水轮机非线性模型及建模方法

水轮机具有强烈的非线性,建立准确的水轮机模型是电力系统动态特性仿真研究的前提.目前研究中水轮机模型大多采用简单的理想线性水轮机模型或IEEE水轮机模型,少部分采用基于综合特性曲线的非线性模型.前者难以描述水轮机非线性特性,后者需要准确的水轮机综合特性曲线.对此,提出一种新的复合非线性水轮机模型,通过力矩表插值法计算力矩...     

变顶高尾水洞水电站水轮机调节系统的Hopf分岔及其动态仿真

基于刚性水击、非线性水轮机、三阶发电机、PID调速器等模型,建立了变顶高尾水洞水电站的水轮机调节系统的非线性模型,运用Hopf分岔理论分析了动力系统的分岔现象,以PID调节参数作为动力系统的分岔参数分析了接力器时间常数、尾水洞坡度和甩负荷对系统稳定域的影响,并采用RKF方法对系统进行了负荷变化的动态仿真。结果表明,系统的Hopf分岔为亚临界,接力器时间常数增大时系统稳定域减小,尾水洞坡度应取较小值,机组甩负荷时系统稳定域增大;在稳定域内系统是渐进稳定的,所建立的模型可用于大波动和小波动的动态仿真。     

基于内模控制的水轮机调节器仿真研究

水轮机调节系统是非最小相位系统,是较难控制的一类系统。针对水轮机调节系统的特点,采用内模控制系统结构,使系统具有良好的抗扰性和鲁棒性。给出了在希望的幅值和相角裕量下控制器参数的计算方法。设计例子与仿真结果表明,根据该方法设计的系统有比较理想的鲁棒性和稳定性。     

基于MATLAB/GUI的船舶发电系统仿真软件设计的研究

本软件旨在为从事燃气轮机发电系统设计及性能优化的工程设计人员提供一个集中设计和管理的软件平台。本文利用系统仿真技术,基于模块化的建模思想,对船舶发电系统进行模块化建模,建立了一套船舶燃气轮机发电系统仿真模型。利用Matlab/GUI技术建立船舶燃气轮机发电系统仿真界面,通过人机界面实现控制仿真模型,并实现后处理等功能,使整个仿真系统操作更为人性化,减轻使用者的操作需求。     

动力涡轮机模拟装配系统及其关键技术研究

为提高动力涡轮的装配质量,提出了计算机辅助模拟装配系统,建立了模拟装配的系统框架,给出了包含层次结构关系、零部件之间配合关系和尺寸链信息在内的动力涡轮机装配模型;提出了基于模拟退火的自动优化配套算法,并且结合尺寸链计算对动力涡轮机关键装配工序进行参数优化和分析;最后介绍了动力涡轮机模拟装配系统的运行过程.     

基于专家系统的水轮机故障诊断研究

针对水轮机故障征兆与原因间的复杂关系,结合专家实际经验,采用模糊综合评判为推理方法,构建了故障诊断专家系统.应用实例表明,该系统推理准确性高、可信度好,并能满足水轮机故障诊断的有效性及实用性要求.     

微型燃气轮机发电系统仿真模型研究

利用PSCAD/EMTDC软件建立了微燃机发电系统的原动机部分模型,以单机带负荷系统为例进行了微燃机动态特性仿真研究。仿真结果表明,该模型可以使微燃机在孤岛运行状态下有良好的负荷跟随特性,并能保证透平转速的恒定。模型很好地反映了微网中微燃机发电系统所具有的特性。     

水轮机及其调速系统动态模拟研究

针对水轮机及其调速系统动态模拟中存在的模拟困难和忽略某些物理因素的问题，从原型系统传递函数及结构框图入手，分析研究该系统的动态特性，提出模拟水轮机在不同工况下动态特性模拟的新方法，设计了考虑失灵区，限幅以及水锤效应等因素的模拟系统框图说明模拟的实现方法和效果。     

混流式水轮机轴向水推力的模型试验研究

为了研究试验工况及试验条件对混流式水轮机模型转轮轴向水推力的影响,特别是对用于模型和原型之间进行换算的单位轴向水动力的影响,采用静态压力传感器测量模型转轮各部分的受力,并将转轮作为一个控制体的理论分析方法,通过改变试验水头、空化系数、导叶开度、单位转速等试验参数的方式进行了模型试验。试验结果表明:转轮各部分受力相对于初始试验条件基本上呈线性变化;而转轮各部分的单位受力均与单位转速无关,但与其他试验条件有关。当空化系数不变时,单位轴向水动力不随试验水头变化,从试验的角度验证了轴向力水动力从模型到原型相似换算是合理的。     

大型水轮机顶盖动态特性数值模拟与试验研究

顶盖作为大型水轮机的主要承载部件,在实际运行过程中经常出现振动超标问题,严重威胁整个机组的安全运行。为此,从结构的动态特性出发,基于有限元法,建立了顶盖的高精度动力学仿真模型,采用Block Lanczo法求解得到前6阶固有频率,同步开展模态测试,可发现有限元计算结果与测试结果非常吻合,相同振型的固有频率最大误差仅为5.2%。接着开展工况振动测试,测得了顶盖工作时的径向和轴向最大振幅和振动频率,将此作为输入条件,基于动力学模型进行动力学响应分析,得到了振动状态下顶盖的结构应力。在此基础上,进一步进行谐响应分析,得到激励频率对结构应力的影响规律。结果表明,顶盖径向振动的危害远大于轴向振动,径向振动引起的振动应力为108 MPa,而轴向振动最大工况振动应力仅为36.7 MPa;振动应力随激励频率的变化出现宽幅波动,在81Hz附近,顶盖应力均存在明显应力尖峰值。     

水轮机调速器液压随动系统精细化建模研究

本文分析了当前电力系统仿真所采用的液压随动系统模型的不足,通过对其电液转换单元、液压放大单元、执行机构的内部结构分析,以及试验测试,获得了各环节的传递函数和准确参数.并通过MATLAB Simulink建立了随动系统的准确模型.然后接入PID控制器和各环节反馈进行了闭环测试,通过大、小两种阶跃扰动,开展了实际物理设备的...