基于二端口網絡的水力機組過水系統(tǒng)建模及其計算方法研究.pdf

1、目前，水擊壓強的求解計算方法大致可以劃分為：圖解法、解析法和數值分析法，其中數值分析法應用尤為廣泛。數值分析法主要是通過求解水擊基本方程或經變換后的基本方程和邊界條件，逐時段、逐管道求解水擊壓強，但計算過程過于復雜繁瑣；且數值分析法具有離散求解特性，不能給出水擊壓強的連續(xù)解析表達形式，不利于構建過水系統(tǒng)的連續(xù)數學模型，而目前針對水力機組非線性系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析理論及控制策略研究大多是基于狀態(tài)空間描述，要求其數學模型在研究區(qū)域內連續(xù)可導，但

2、數值分析法難以實現(xiàn)上述目的。
　　在綜合考慮上述各種因素后，需重點針對過水系統(tǒng)的建模方式及其水擊壓強的求解計算方法進行研究與分析，研究工作及創(chuàng)新性成果主要包括以下幾個方面：
　　1.采用二端口網絡形式來描述復雜過水系統(tǒng)的各水力單元，并提出“基于e指數的時滯建模方法”來構建過水系統(tǒng)的整體數學模型。該建模方法不同于目前采用特征方程和邊界條件確定過水系統(tǒng)模型的方法，也不同于只采用簡單管道的彈性或剛性模型描述過水系統(tǒng)的方法，其物理概

3、念更清晰、建模更簡單方便；
　　2.在二端口網絡建模過水系統(tǒng)的基礎上，利用“基于e指數的過水系統(tǒng)時滯模型求解法”來計算水擊壓強，該求解方法能得到過水系統(tǒng)中關鍵斷面水壓關于時間的解析表達。同時進行水力過渡過程仿真試驗，并與特征線法進行對比，驗證其有效性與適用性；
　　3.在“基于e指數的過水系統(tǒng)時滯模型”的基礎上，構建可逆式機組的連續(xù)數學模型，進行仿真試驗研究過渡過程中各參數的變化規(guī)律，并驗證過水系統(tǒng)模型及其求解方法在水力機組