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水电站水力过渡过程数字仿真及分析

雷恒  
【摘要】:水电站水力过渡过程是水、机、电系统相互影响、相互制约的复杂过渡过程,也是水电站实际工作过程中不可避免的一种特殊运行工况。它关系到引水发电系统的优化设计以及水电站安全稳定运行和供电品质。因此,开展水电站水力过渡过程的研究是十分必要的。本文在前人研究成果的基础上,进一步开展了水电站水力过渡过程数字仿真的研究,其主要内容如下: 1.对水力过渡过程的研究进行了回顾,总结了其研究现状和发展趋势。在此基础上提出了本文的研究内容、目的和意义。 2.对水电站有压引水系统中存在的水力瞬变过程,分析了在不能忽略管道连接处的水头损失,考虑流动方向影响及阻力系数变化的情况下,对串联管和分岔管联结处的边界条件建立了数学模型,给出了其迭代计算流程,编制了相应的计算程序。 3.提出了一种水轮机特性三维可视化建模方法,在水轮机边界条件的处理中替代了传统的一些方法。该方法具有表达直观、物理意义明确、编程工作量小、模拟精度高、数据可视化程度高等优点。 4.推导了蜗壳和尾水管当量管的计算公式,使得计算它们中的水击问题变的简便和容易。 5.根据所建立的数学模型,利用MATLAB开发了基于WINDOWS界面的水电站水力过渡过程数字仿真软件。该软件可对水电站水轮机各种典型的甩负荷工况进行水力过渡过程数字仿真。并结合紫坪铺水利枢纽工


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