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...     

水泵水轮机反水泵工况的特性研究

为了解水泵水轮机反水泵工况的水力性能,以某抽蓄电站为例构建了水力模型,采用SSTk-ω模型和Presto差分格式模拟反水泵工况的内流场和外特性,并结合试验数据进行对比验证.结果表明,反水泵工况的扬程与流量关系曲线及特性曲线均呈抛物线分布;活动导叶开度越大,进入反水泵的转速越高,流量越大;反水泵工况存在大量的回流涡结构,反水泵的能量损失主要集中于活动导叶的入口和出口处;转轮内存在的脱流现象主要分布在叶片吸力面进口处和压力面出口处;流量越低,转轮流道大尺度涡结构越多,乃至充满整个流道.该结论为水泵水轮机“S”特性的研究提供了依据.     

电力系统仿真水轮机模型研究

目前电力系统仿真计算中水轮机模型均采用简化模型,难以准确反映水电机组的实际特性。通过分析水轮机调节系统数学模型,提出了一种递推水轮机线性模型,给出了其计算框图,并利用MATLAB/Simulink进行递推水轮机线性模型、非线性水轮机模型、IEEE推荐水轮机模型的仿真试验和对比分析。结果表明,递推水轮机线性模型可较好地描述水轮机的非线性与动态特性,计算结果与非线性模型及现场试验结果具有高度一致性。递推水轮机线性模型计算速度快、计算精度高,可作为电力系统动态仿真用模型。     

非线性水轮机调节系统的Hopf分岔分析

水力发电系统具有非线性特性,利用线性模型分析水轮机调节系统会导致仿真结果不准确。为此,在考虑水轮机调节系统各部分非线性情况下建立了水轮机调节系统的非线性模型。基于Hopf分岔理论对建立的非线性调节系统模型进行分析和仿真,比较线性模型与非线性模型动态特性。结果表明,非线性系统模型能更准确地反映系统大扰动情况下的本质特性,PID参数变化会引起非线性系统拓扑结构的变化。     

水轮机特性曲线的三次B样条拟合及优化

针对传统B样条对水轮机特性曲线拟合精度较低的现状,提出采用优化的三次B样条曲线对水轮机模型综合特性曲线进行逼近计算,利用像素单位转化及正交投影误差判断处理数据,取得了良好的曲线拟合效果.对等效率闭合曲线HL240D41_CurveID_42数据的拟合,验证了该方法可行有效.     

基于BP网络的水泵水轮机全特性空间曲面描述

针对目前水泵水轮机全特性采用两簇平面曲线表达方式存在开度线交叉、聚焦和扭卷现象,及不易准确掌握其工况转换过程中可逆性的变化规律的问题,提出了水泵水轮机全特性空间曲面描述方法,即将水泵水轮机4个工作参数间的强非线性关系表达为全特性空间曲面,并构建了反映工作参数在单位流量与单位转速平面与流量特性曲线间的距离与方位的位置空间曲面,以表达水泵水轮机全特性空间曲面应满足的约束关系。结果表明,该方法不仅可以彻底解决其工作参数间强非线性关系这一根本性的表达难题,还为解决不同工况下水泵水轮机单位参数的计算问题奠定了基础。     

低比速混流式水轮机特性曲线的近似模拟

为了方便地近似模拟低比速混流式水轮机全范围的各种特性曲线,根据水轮机效率和流量的影响关系及已有试验结果,构造出水轮机效率和流量的近似数学解析式,以一个低比速混流式机组为例,近似模拟了水轮机的各种特性曲线,并与传统方法得到的水轮机运转综合特性曲线进行比较。结果表明,这种构造数学解析式的方法能近似模拟水轮机全范围的各种特性曲线,且方法简单方便。     

基于Delaunay三角网的水轮机模型效率计算

提出一种新型求取水轮机模型综合特性曲线中随机插值点的效率方法,将水轮机综合特性曲线中等效率叩线类似为等高线,利用VB处理数据,将采样点单位统一后构建Delaunay三角网,应用三角形内插法可较精确地求得综合特性曲线中各随机插值点的效率.     

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。     

基于超平面原型聚类的水轮机调速系统模糊模型辨识

针对水轮机调速系统的辨识难题,提出了1种基于超平面原型聚类的T-S模糊模型辨识方法.基于局部模糊模型线性度的重要性,推导出1种基于超平面的模糊聚类算法.该算法以优化局部模型线性度为目标,进行模糊模型前提结构辨识,能使局部模型具有良好的线性度;它应用变尺度混沌优化方法搜索最优聚类结果,避免陷入局部极小;应用最小二乘法实现模糊模型结论参数辨识.以某水电厂水轮机调速系统为对象,采用该方法建立了T-S模糊模型,并对其进行了辨识和对比试验.结果表明:建立的T-S辨识模型具有较高的辨识精度及较强的泛化能力,提出的模型辨识方法有效可行.