变顶高尾水系统小波动过渡过程稳定性分析研究

从水力学、水轮机、调速器的基本方程出发，推导了变顶高尾水系统小波动过渡过程的基本方程，并对其进行分析与求解。以某电站为例，探讨了变顶高尾水系统小波动过渡过程的基本规律。结果表明：建立的数学模型和方程是合理的，从而使变顶高小波动稳定计算更为简便。     

摩擦对水力机组大波动过渡过程影响研究

运用MATLAB/Simulink软件对考虑摩擦和不考虑摩擦时一台水力机组在额定工况下甩负荷运行后的大波动过渡过程的仿真结果进行了比较,讨论了摩擦对电站甩负荷后的蜗壳末端水击压力、尾水管末端转速及水轮机真空度等因素的影响,进而为水电站在大波动调保计算时是否考虑摩擦的影响提供一定程度的参考.理论分析表明,摩擦对大波动过渡过程存在一定影响,但是在一定条件下,这种影响可忽略.仿真结果表明,不考虑摩擦时的水击压力和转速都略大于考虑摩擦时的水击压力和转速.对实际工程而言,这种偏大的计算结果是安全的.     

调压室对尾水隧洞明满流水力过渡过程影响研究

水电站水力过渡过程计算中,明满流现象一直是仿真模拟的难点。针对某大型水电站发生过渡过程时尾水隧洞中出现的明满流现象,采用数值模拟方法,研究了设置尾水调压室后,尾水隧洞明满流过程对机组尾水管进口最小压力及机组一次调频性能的影响。结果表明,尾水调压室可在一定程度上削减明满流对机组运行的干扰,同时尾水洞中的明满流又可减少调压室水位波动幅值,二者的合理搭配改善了尾水系统过渡过程品质,可为发生眀满流现象的水电站尾水系统设计提供借鉴。     

尾水调压室与明渠水位波动的叠加

对尾水调压室和明渠结合的尾水系统,明渠水位波动对调压室的水位波动有着不可忽略的影响.通过理论分析和数值计算,证实了明渠重力波与调压室质量波存在叠加,并探讨了明渠长度对波动叠加的影响.结果表明,考虑两者水位波动叠加,对调压室及明渠水位波动均不利.     

含引水和尾水明渠输水的水电站过渡过程分析

鉴于无压明渠的水力特性直接影响含明渠引水式水电站的过渡过程和运行控制,结合有压输水系统的特征线法,采用明渠瞬变流分析的特征隐式格式和相应的边界条件,构建含非自动调节引水明渠、压力前池、尾水池和尾水明渠的引水式水电站的过渡过程分析模型,研究了明渠流水力特性对水电站过渡过程和稳定性的影响。结果表明,在大波动过渡过程中,明渠流水力特性对机组蜗壳进口内水压力和转速极值的影响很小,而尾水渠水力特性及尾水池最低涌波水位决定了尾水管进口的最小内水压力;考虑明渠瞬变流特性的影响,水力干扰下受扰机组的调节品质变化较为明显,而水力-机械系统小波动调节品质变化较小。     

冲击式水电站取消调压室的研究

指出大波动过渡过程压力钢管顶部的最小压力和小波动过渡过程调节品质为冲击式水电站设置或取消调压室的主要控制指标.据小波动过渡过程不带调压室调节系统稳定分析,在一定范围内若调速器参数合适即可满足小波动调节品质要求,并得出了保证小波动过渡过程稳定的关键在于选择合适的的暂态转差系数.实例表明,对冲击式水电站大波动过渡过程若针阀关闭规律合适,取消调压室是可行的.对小波动过渡过程,取消调压室后Tw由2.35 s增至5.31 s,Tw/Ta由0.28增至0.63,均突破了现行规范的规定,但调保控制参数亦满足设计要求.     

尾水调压室尺寸对水电站小波动过渡过程的影响研究

带有调压室的长引水式电站,由于机组负荷出现微小变化等原因会导致出现小波动过渡过程,小波动过渡过程是否稳定,直接关系到过渡过程品质的好坏,涉及到电站安全及供电质量。当出现微小扰动时,若调速器可将该扰动状态恢复到初时段的稳定状态或是在规范允许的范围内波动时,则系统稳定;若调节过程中系统一直处于振荡状态,则系统不稳定。在分析过程中,调压室作为水电站输水系统上的主要建筑物,其断面尺寸对输水系统小波动过渡过程的影响研究尤为重要。     

拉西瓦水电站尾闸井滑模施工技术

拉西瓦水电站是黄河流域特大型水电工程。所介绍的拉西瓦水电站尾水闸门操作室闸门井滑模施工打破常规,从门槽两侧边墩连续滑升通过门洞、门楣一次成功,加快了尾闸井砼施工进度,节约了成本,并取得了良好的施工质量。     

水轮发电机组大波动过渡过程计算模拟仿真研究

针对云南某水电站,在优化导叶关闭规律的基础上,对两台水轮发电机组在额定水头、额定出力、全部甩负荷运行时的大波动过渡过程进行了计算.通过建立数学模型,采用特征线法,运用Matlab/Simulink软件对机组大波动过渡过程进行了模拟仿真,计算结果基本是可行的.研究为该水电站安全稳定运行提供了参考,同时为同类型电站在设计施工时计算大波动过渡过程提供了依据.     

长廊式尾水调压室阻抗孔波动特性的影响分析

采用状态空间法对某尾水管道在室后交汇布置形式的水电站进行了水力机械系统小波动稳定性分析,同时利用考虑水体弹性的特征线法对相同工况进行数值模拟,两者相互验证结果基本一致。随后在保证系统稳定的条件下,针对小波动,研究阻抗孔面积对系统调节品质的影响。结果表明,对于该类布置形式的电站系统,随着尾水调压室阻抗孔面积的减小,机组转速的调节时间减少,调压室涌浪波动振幅呈降低趋势;在满足大波动调节保证要求的条件下,适当减小阻抗孔面积,有利于改善系统调节品质。     

负荷扰动及工作水头对水电站小波动过渡过程的影响

为确定对小波动稳定性和调节品质最不利的工况,通过稳定域和数值计算分析小波动过渡过程最不利工况即控制工况的选取,研究了工况点的两个主要信息即工况点的负荷扰动以及工作水头对小波动稳定性的影响。实例应用结果表明,减负荷扰动越小,衰减度越小,调节品质越差;最小水头至额定水头之间的工况点的稳定性较额定水头至最大水头之间工况点的稳定性差,因而控制工况应该在最小水头至额定水头之间选择,对于低比转速水轮机,最小水头工况往往成为控制工况。     

白鹤滩水电站输水发电系统水工模型试验研究

白鹤滩水电站单机容量目前居世界之首,输水发电系统规模巨大,尾水隧洞存在明满流现象,尾水调压室存在上室明流,水力学条件复杂,有必要深入研究输水系统水力学问题。采用整体模型试验方法,研究尾水隧洞出口结构布置形式的影响和输水系统整体布置的合理性。结果表明,尾水隧洞出口设置逆坡堰,可明显改善尾水隧洞明满流流态,减小尾水连接管进口负压,抬高尾水调压室最低涌浪水位,水力学条件更优。大波动工况下,输水系统各部位压力和涌浪极值满足设计要求,输水系统布置合理。研究结果可为白鹤滩工程设计提供技术支撑,也可为类似工程提供借鉴。     

基于微可压缩流体的水力过渡过程研究

基于微可压缩流体理论建立了水力过渡过程的控制方程组,获得了水电站引水系统水力过渡过程计算的一维和二维模型,并应用于计算和模拟水电站引水系统过渡过程、调压室水位波动、流速场与压力场变化过程。结果表明,计算与试验结果基本吻合,误差小于3%,为调压室的结构设计提供了依据。     

三汊河闸立面二维水动力特性及闸门上脉动压力的频谱分析

为分析三汊河闸下游的水动力特性及泄流时脉动压力对闸体振动的影响,采用数值模拟的方法,利用FLUENT流场模拟软件,对河口闸泄流过程进行立面二维模拟计算,分析了闸下游的流场、流态和沿床面的流速分布。并针对泄流时闸门振动问题,对作用在闸门上的压力特性进行脉动压力的频谱分析及脉动强度分析,得出脉动压力的能量分布和脉动强度在闸门上的分布规律。结果表明,下泄水流所产生的强紊动是造成闸门上压力脉动的主要原因,闸门上脉动压力的高能频率段为0~0.05 Hz,2.2 m以下的脉动压力对闸门起主要作用,闸门的自振频率大于0.05 Hz时可有效避免闸门的振动破坏。     

导叶关闭规律及初始开度对蜗壳动水压力的影响

讨论不同折线关闭规律对蜗壳最大动水压力的影响，揭示了蜗壳最大动水压力的大小与导叶初始开度间的某些规律，指明流量梯度变化最大的工作点恰好是发生蜗壳最大动水压力的极值点这一过渡过程本质。     

小水电增效扩容改造过渡过程调节保证建模仿真分析

为掌握水轮机调节特性并优选调节保证措施,基于有压输水系统瞬变流特征线求解法,联合Matlab仿真模型库,构建机组甩负荷过渡过程数字仿真模型,对蜗壳末端压力上升值和机组转速上升率进行数值模拟。仿真结果表明,增设调压阀可有效约束水压和转速上升趋势,改善机组过渡过程调节条件,实现与导叶的协联启闭。建立的非线性数字仿真模型,经学习训练生成能反映机组过渡过程调节特性的瞬变值及波动曲线,可为机组调节保证设计及控制决策提供数据支撑。     

有调压井水电站甩负荷试验与仿真分析

对于有调压井长引水隧洞水电站,机组甩负荷后,调压井内低频的水位波动决定了机组引水道的压力变化过程,具有一定的特殊性。针对南水水电厂增容改造开展了有调压井水电站甩负荷试验及仿真计算,分析了影响计算与试验结果一致性的主要因素。结果表明,对数学模型及计算参数的修正能使计算结果与试验结果基本吻合,说明目前的数值仿真计算能够反映实际情况,可通过计算分析机组在各工况下的甩负荷过渡过程,优化机组的导叶关闭规律,确保其过渡过程满足调节保证的要求。     

励磁调节对水力发电机组过渡过程的影响分析

为深入研究励磁调节对水力发电机组过渡过程的影响,在Matlab/Simulink平台上,采用面向对象的程序设计技术,建立了包括水力、机械及电气部分的联合计算模型,研究了机组并入不同容量的电力系统时,励磁调节和电力系统稳定器(PSS)对机组频率波动特性和水力过渡过程的影响。计算结果表明,在有限容量的电力系统中,机组安装励磁调节和PSS除了能有效地对无功功率和电压进行调节之外,对机组频率波动也有良好的改善作用,对调压室水位波动有一定的抑制作用,有利于提高电能质量。