水电站甩负荷大波动过渡过程模拟

在水电站过渡过程计算分析中,首要也最难确定的是计算工况,特别是控制工况。依据水电站过渡过程基本理论与多年来相关课题实际经验,系统地阐述计算分析中的目标参数、约束条件、相关资料和拟定计算工况的基本原则,以满足工程设计和科学研究的需要。

以有压管道非恒定流微分方程组为基础,结合碗牛坝水电站具体边界条件,建立了基于特征线法的描述水电站突甩负荷过渡过程的数值模型,全面细致地模拟出了该电站突甩负荷过渡过程中任一时刻压力管道任一断面各水力要素和机组各工况参数的瞬变规律,为该电站的设计及安全稳定运行提供了技术依据,对类似工程也有一定的参考价值。

运用外特性数值解法，结合汤峪水电站具体情况，建立了突甩负荷过渡过程求解的数学模型，并编制了计算程序；针对不同导叶关闭规律和不同调压阀行程及其组合情况，进行了多种方案的求解，从而了解了有关水力要素及机组工况参数的瞬变规律，为电站的安全稳定运行提供了依据

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。

超长引水隧洞水电站设置气垫式调压室可以有效抑制过渡过程中调压室涌浪振幅，但蜗壳压力的变化规律也因气垫式调压室的影响变得更为复杂。本文通过数值计算方法，分析了设气垫式调压室超长引水隧洞水电站大波动过渡过程中，导叶关闭时间、引水隧洞水流惯性、压力管道水流惯性及调压室参数∥等因素对蜗壳最大动水压力的影响；并与常规调压室进行对比，讨论了气垫式调压室对超长引水隧洞水电站甩负荷过渡过程中反射水击波特性的作用。结果表明：气垫式调压室对水击波的反射效果不如常规调压室，且气垫和涌浪压力之和最大值大于常规凋压室最大水压力，更容易发生蜗壳最大动水压力，此压力由调压室压力极值决定、不受导叶关闭规律控制的影响。

针对单喷嘴冲击式水轮机,在已成熟的混流式水轮机水电站过渡过程计算理论的基础上,引入折向器的调节因素,提出了依据出力求解大波动过渡过程求解的方法,并以一个工程实例为依托,通过计算验证了折向器方程及两种大波动计算方法的合理可靠性。

在对水力瞬变过渡过程历史背景简要回顾的基础上,重点介绍了水电站大波动过渡过程问题的研究现状,对其基础理论、计算方法、实验研究、模拟计算机方法等做了较为详细的介绍.特征线方法以其计算方便、能适应不同的边界条件等优点在水电站过渡过程计算中应用最为广泛.最后简要介绍了目前瞬变流问题研究的发展趋势,包括非棱柱体管道中的水击、二维或三维管流场的数值模拟方法、一维有限元模拟管道瞬变流、lb方法在模拟水电站水击中的应用等.

该文介绍了具有长引水隧洞电站调压室组合涌波计算方法,并以白濑电站为例,介绍如何选择最不利的组合涌波叠加工况

对南告水电厂扩机前、后大波动过渡过程进行计算、分析和对比,明确电厂钢管开口扩机后对原有引水系统的影响程度,为南告水电厂的钢管开口引水扩机的方案提供必要的理论依据。

为了确保某电站机组甩负荷的安全,对具有上游调压室、一管三机布置的复杂引水管路系统进行了机组甩负荷过渡过程数值模拟计算,确定了合理的导叶关闭规律,并将其作为机组设计和运行的依据。

碗米坡水电站计划将机组单机额定功率由80mw提高到85mw,本文结合真机试验及仿真计算情况对超额定功率运行甩负荷过渡过程指标是否满足调节保证要求,是否满足机组安全稳定运行要求进行分析,提出导叶关闭规律优化方案,得出在优化导叶关闭规律进行科学调整后机组可满足超额定功率运行的调保及相应安全要求的结论。

本文介绍了涔天河水电站大波动水力过渡过程电算的工况选择及计算成果,分析并确定水力过渡过程计算控制值和设计值。工况选择时涵盖全水头范围运行,并需要与实际运行工况相近,了解典型工况规律,以便利用典型工况快速进行洞径比选、机组飞轮力矩敏感性分析及导叶关闭规律优化等。

为了减小水电站输水系统过渡过程中产生的水锤压力,常常会在输水系统中设置调压室。通过基于不考虑水体弹性的理论推导以及考虑水体弹性的数值模拟,对无调压室及有调压室两种方案下输水系统小波动的过渡过程进行比较分析,以便较为全面地对设置调压室或不设置调压室是否会对水电站输水系统小波动的过渡过程产生影响展开研究。研究结果表明:在相同布置条件下,无调压室及有调压室两种方案的输水系统的小波动过渡过程均是稳定的；设置有调压室的输水系统小波动的过渡过程要优于未设置调压室的输水系统小波动的过渡过程。从研究结果来看,设置调压室对水电站输水系统的小波动过渡过程具有改善作用。

结合锦屏二级水电站工程实例,通过数值计算分析长引水隧洞水电站小波动稳定性影响因素。研究了机组空载时的小波动稳定性,以及阻抗式调压室阻抗孔面积、阻抗孔损失系数和引水系统糙率对于小波动稳定的影响。研究结果表明:空载时小波动稳定性满足设计要求;减小阻抗孔面积对于提高小波动稳定性十分有效:小波动稳定性对于阻抗损失系数敏感性较低;引水隧洞糙率对于小波动稳定性有较明显影响,需慎重选择引水管线方案。

冗各水电站在施工阶段进行水力过渡过程计算时,通过对不同的运行组合工况进行分析,选取了适合该电站的工况进行计算.通过计算,推荐采用导叶两段关闭的关机规律,计算结果满足规范要求.电站施工后,引水系统参数略有调整,根据调整后的数据,按照电站运行后的甩负荷试验数据及关闭规律,对水力过渡过程计算进行验算,其结果基本与实际情况吻合.

利用相关程序,对四川毛尔盖水电站进行了水力过渡过程计算。通过对导叶关闭规律进行优化计算、调压室波动计算、大波动过渡过程计算、小波动计算以及调节系统的稳定分析,验证了该电站引水发电系统的设计是合理、可行的。

文中通过对宏发水电站进行水力过渡过程计算,为突破调压井托马断面提供了依据,在降低施工难度,节约工程投资的同时,保证电站的安全运行。

水电站的水力过渡过程计算是一个需要理论计算、试验与实际运行相互结合、相互印证和相互探索的复杂课题;以两个典型水电站(引水系统有调压井和无调压井)的现场甩负荷为试验条边界件,对理论计算成果进行验算,得出理论计算成果的正确性。

冗各水电站在施工阶段进行水力过渡过程计算时,通过对不同的运行组合工况进行分析,选取了适合该电站的工况进行计算。通过计算,推荐采用导叶两段关闭的关机规律,计算结果满足规范要求。电站施工后,引水系统参数略有调整,根据调整后的数据,按照电站运行后的甩负荷试验数据及关闭规律,对水力过渡过程计算进行验算,其结果基本与实际情况吻合。

在考虑气体可压缩性的基础上,建立了地下式水电站调压室交通洞过渡过程中的气体运动数学模型,依据气体管道瞬变流的特征线法,提出了风速模拟的方法并编制了完整的模拟程序,通过与试验结果的对比验证了所提求解方法与模拟程序的适用性与合理性。然后分析了交通洞的体型(长度、断面积、倾角)对风速发展、分布及波动过程的影响,并从波动叠加的角度揭示了各因素的作用机理。结果表明:对于地下式水电站调压室交通洞在过渡过程中的风速的模拟,考虑气体可压缩性是必要的。交通洞断面的风速波动过程由低频质量波(基波)与高频弹性波(谐波)叠加而成。通气洞长度影响谐波的振幅和周期、断面积影响基波和谐波的振幅、倾角则仅影响谐波的振幅。

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.

虹吸式进水口水电站,当机组甩负荷又遇调速系统失灵导叶不能关闭时,虽然可以很快破坏虹吸进口真空实现断流,但由于压力管道内的存水要通过水轮机下泄,当压力管道具有一定长度时,就会使机组处于逸转状态。因此,研究这种逸转过渡过程,控制逸