燈泡貫流式水電站水力過渡過程分析.pdf

1、貫流式電站的水頭低、流量大,在水電機(jī)組甩負(fù)荷過程中流量會(huì)大幅變化,將會(huì)引起電站的上、下游水位的較大變化,此時(shí)只有結(jié)合下游河道非恒定流,將水力、機(jī)械兩種過渡過程結(jié)合起來進(jìn)行分析,才能真實(shí)地反應(yīng)貫流式電站的水力過渡過程。
　　本文首先推導(dǎo)了引水管道與明渠瞬變流的運(yùn)動(dòng)方程和連續(xù)方程,采用特征線法對(duì)該方程進(jìn)行求解。根據(jù)流量連續(xù)方程、伯努利方程和特征線方程對(duì)明流與管流的邊界進(jìn)行數(shù)學(xué)建模,采用牛頓-拉普生法對(duì)方程進(jìn)行求解。
　　其次在s

2、imulink中搭建燈泡貫流式電站模型,該模型中的引水管道采用剛性水擊模型,調(diào)速器選用并聯(lián)PID調(diào)節(jié)器型調(diào)速器,采用線性模型來描述水輪機(jī)特性。之后對(duì)燈泡貫流式電站的小波動(dòng)過渡過程進(jìn)行仿真分析。
　　最后聯(lián)立引水管道、水輪機(jī)、尾水管、明渠和下游河道的數(shù)學(xué)模型,針對(duì)實(shí)例電站,對(duì)電站尾水位恒定與變化、導(dǎo)葉直線關(guān)閉和兩段關(guān)閉、不同的明渠渠寬和明渠長度,共計(jì)4種模型分別進(jìn)行電站的甩負(fù)荷過渡過程計(jì)算。
　　計(jì)算結(jié)果表明結(jié)合下游河道非恒定

3、流動(dòng)后,機(jī)組的轉(zhuǎn)速最大上升率和導(dǎo)葉出口處最大水壓力較尾水位恒定時(shí)大,尾水管進(jìn)口處最小水壓力較尾水位恒定時(shí)要小。明渠的渠寬和渠長也對(duì)貫流式電站的甩負(fù)荷過渡過程產(chǎn)生影響,明渠的渠寬和渠長值越小,電站甩負(fù)荷過渡過程中各個(gè)參數(shù)波動(dòng)越大,達(dá)到穩(wěn)定需要的時(shí)間也越長。選用不同的導(dǎo)葉關(guān)閉規(guī)律,對(duì)計(jì)算結(jié)果影響很大。導(dǎo)葉兩段折線關(guān)閉相對(duì)一段直線關(guān)閉,可以有效降低電站甩負(fù)荷時(shí)水輪機(jī)轉(zhuǎn)速的最大上升值,但會(huì)減小尾水管進(jìn)口處最小水壓力值,增大導(dǎo)葉進(jìn)口處的最大水壓值