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抽水蓄能电站水力过渡过程调节控制研究

王林锁  
【摘要】:抽水蓄能电站自问世以来已有百余年历史,随着社会经济的发展和人们生活水平的日益提高,电力系统日负荷峰谷差越来越大。抽水蓄能电站调峰填谷、调频调相及提高电网供电质量和电网灵活性及可靠性等优点越趋明显,其发展已进入一个新阶段。近年来世界抽水蓄能电站容量以10%以上的年增长率增加,机组趋向高水头、大容量。为了提高电站设计水平、降低工程投资和确保电站安全、高效运行并充分发挥工程效益,需要对抽水蓄能电站过渡过程特性进行分析和研究,找出合理可靠的过渡过程控制方法。由于对水力-机组系统过渡过程调节控制问题的研究目前还处于初级阶段,特别是对整体不可控复杂水力系统的调节控制反问题的研究目前尚处于起步阶段,因而该问题的解决对抽水蓄能电站安全、可靠及灵活性有着重要的意义。 本文应用有压非恒定流基本理论和阀调节基本原理研究抽水蓄能电站过渡过程特性及调节控制问题,给出了限定时间和限定最大压强调节控制反问题一般数学提法,针对抽水蓄能电站复杂水力系统和水泵水轮机特性条件,系统研究了限时和限压两类调节控制反问题,提出了一般水力系统阀调节数学模型,并针对带调压室的整体不可控系统,在阀调节基本原理的基础上,提出了多种过渡过程状态下的调节控制数学模型及求解方法,建立了系统的数值计算方法并进行实例计算分析,取得了满意的结果。本文研究的主要内容包括: 1.综述了国内外抽水蓄能技术的发展现状和可逆机组过渡过程特性及调节控制研究进展,给出了水力—机组系统过渡过程规定时间和限定压强调节控制反问题一般数学提法,分析了过渡过程反问题的求解方法,详述了阀调节理论及其应用,对水力机组过渡过程导叶运动规律优化问题及可逆机组全特性曲线处理方法进行了论述和探讨。 2.以阀调节理论为基础首次将阀调节方法应用于水力-机组系统过渡过程提出了针对抽水蓄能电站复杂水力系统阀调节方法数学模型及求解方法,给出了多种过渡过程条件下调节控制应用程序,并进行数值计算,对计算结果和调节规律进行了分析比较。同时,针对抽水蓄能电站带调压室的复杂系统,提出了系统整体不可控条件下水力—机组过渡过程调节控制方法、数学模型及其求解方法,解


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