貫流式水電站過渡過程及其水位波動規(guī)律研究.pdf

1、I摘要I論文題目：論文題目：貫流式水電站過渡過程及其水位波動規(guī)律研究貫流式水電站過渡過程及其水位波動規(guī)律研究學科專業(yè)：流體機械及工程學科專業(yè)：流體機械及工程研究生：白亮生：白亮簽名：名：指導教師：張江濱指導教師：張江濱教授教授簽名：名：摘要隨著我國水電資源開發(fā)的深入，貫流式低水頭電站越來越多。一般低水頭電站具有庫容小、明渠河道徑流式的特點。水電機組經(jīng)常在電力系統(tǒng)中承擔調頻調峰、以及汛期防洪泄水等任務。當貫流式機組工況發(fā)生較大變化時，機組

2、流量相應發(fā)生變化，會在上游及下游河道中形成較大水位波動。這樣一來，不僅會影響機組出力的穩(wěn)定性，還會對水電站水工建筑物以及航運安全造成不利影響。因此，本文針對這一問題，通過分析計算貫流式水輪發(fā)電機組甩負荷過渡過程，研究水電站上下游水位波動規(guī)律。本文首先建立了明渠河道、過水管道、以及水輪發(fā)電機組各部分數(shù)學模型；然后，根據(jù)明渠和管道中的水流流動特性，選取不同時間步長分別給出明渠非恒定流和壓力管道非恒定流的特征線法計算模型。其次，構建了“引水明

3、渠壓力管道機組壓力管道尾水明渠”水力系統(tǒng)計算模型，將水輪機模型靜態(tài)全特性曲線用正交網(wǎng)格離散后存儲于三維數(shù)組中，采用MATLAB語言編寫過渡過程計算程序。最后分別計算了不同明渠河道長度與斷面面積、不同導葉與槳葉關閉時間情況下，貫流式機組甩負荷過渡過程中的上下游明渠河道水位波動變化曲線。計算結果表明，貫流式機組管道進口壓力在甩負荷初始時刻會出現(xiàn)負水擊現(xiàn)象；明渠面積越小，明渠的水位波動幅度越大；明渠長度越長，明渠的水位波動周期越大；在相同導葉