含标准模型水轮机的有压输水系统正态模型试验相似律

针对含标准模型水轮机的有压输水系统这一新型、特殊的模型试验,围绕其新引发的相似律问题开展研究,构建了具有唯一单值条件的正态模型试验相似律与比尺体系,并阐释了其与传统模型试验相似律的差异。以1∶4正态比尺的可变速抽水蓄能模型试验平台装置为例,采用水电站过渡过程计算分析专用软件TOPSYS进行数值仿真,验证了该相似律及模型比尺的有效性。     

调速系统间隙特性引发的水电站过渡过程极限环振荡特性

水轮发电机组的动态调节稳定性对电力系统至关重要,尤其是在考虑非线性引起的潜在不稳定性的情况下。为了探究间隙非线性对水力发电系统动力学特性的影响,重点研究了水力发电机组间隙可能引起的极限环振荡现象及系统动态响应特性。首先构建了适合小波动过渡过程的水轮发电机组单机系统传递函数数学模型,通过将间隙特性表示成描述函数,进而建立了考虑间隙环节的非线性数学模型。采用描述函数法对系统动态特性进行理论分析,并结合使用MATLAB进行时域仿真验证,研究四个重要的水力-机械时间常数对系统间隙引发极限环的影响机制,量化给出各时间常数的相对作用大小。结果表明:机组惯性时间常数T_a和接力器响应时间常数T_y是极限环幅值最重要的两个影响因素;极限环频率则主要受水流惯性时间常数T_w和机组惯性时间常数T_a的影响;而弹性水击系数T_e则是极限环特性的一个次要影响因素。各水力-机械时间常数对系统极限环特性具有不同的作用机制,该结论可加深对间隙非线性与水力发电系统中不同物理量间耦合作用的理解。     

抽水蓄能机组小波动等幅振荡特性与工况点的关联规律

抽水蓄能机组的动态调节稳定性是电站参与电网调峰调频、支撑新能源消纳的关键,而机组在小波动过渡过程工况中的等幅振荡特性,是研究系统稳定性及稳定临界工况的要点。本文采用抽水蓄能机组调节系统的小波动数学模型,运用MATLAB仿真分析工况点的稳定余量,阐释了系统关键时间常数对等幅振荡工况点的影响,揭示了等幅振荡特性与工况点的关联规律。结果表明：水流惯性时间常数T_w的增大使系统等幅振荡工况点的位置向单位转速增大方向移动,机组惯性时间常数T_a的增大使系统等幅振荡工况点的位置向单位转速减小方向移动;随着工况点单位转速的增大,等幅振荡的幅值减小,频率增大;随着工况点开度的增大,等幅振荡的幅值增大,频率减小;T_w对频率的影响呈负相关;T_a对振幅的影响呈负相关。     

全功率变流变速抽蓄机组水泵入力调节特性

基于全功率变流器的变速抽水蓄能机组具有调节范围广、控制性能优等特点，是全球抽水蓄能行业研发的前沿技术，相关精细化数值模型亟待建立，水泵工况入力调节动态特性及调节指令优化亦亟待研究。本文运用MATLAB/Simulink构建了全功率变流变速抽水蓄能电站水-机-电系统耦合的过渡过程数值仿真模型，建立了基于功率反馈的机组入力调节控制策略，并通过数值仿真，揭示了全功率变流变速抽水蓄能机组的能量转换特性，对机组在水泵工况入力调节时的动态特性进行了研究。结果表明：当入力减小时，机组的入力调节速度和主要参数的超调量与功率指令变化速率呈正相关，但超过一定变化速率之后该影响逐渐降低。本文可为我国全功率变流变速抽蓄机组的未来实际投运提供技术支持。