机-电耦联条件下水力发电系统暂态分析

【摘要】：本文研究了水电站引水、水轮发电以及调节控制系统(水-机-电系统)的耦联建模及暂态分析方法。在水-机-电系统耦联框架下,首先基于耦合水击理论的4-方程模型,利用其结合部耦合机制,通过压力钢管与水轮机活动导叶的结合部耦合连接水轮机系统,导出了引水系统与水轮机系统的耦联模型。其次,将水轮机模型综合特性曲线转化成对应不同开度的插值特性曲线,结合一阶发电机模型和调速器控制方程,导出了水轮机系统与电力系统的耦联关系,从而建立了单机单管无调压井水力发电系统水-机-电耦联非线性模型及其求解方法,实现了具有不同物理属性的力学系统内部参数耦联的暂态分析。数值算例表明,提出的模型和计算方法能反映水力发电系统暂态过程与电力负荷扰动的动力学机制,可较好地响应来自电力系统的功率扰动,并有效预测暂态过程中各系统的参数变化规律。 【作者单位】： 昆明理工大学建筑工程学院;
【关键词】： 水电站 水轮机 水力系统 水-机-电耦联 暂态过程
【基金】：国家自然科学基金重点项目(50839003);国家自然科学基金项目(51179079,51279071) 教育部博士点基金(优先发展领域)项目(20135314130002)
【分类号】：TV734;TM711
【正文快照】： 1研究背景引水系统、水轮发电系统以及调节控制系统是水电站的3个重要组成部分,各系统间虽具有不同的物理属性和参数变量,但相互通过内部参数的耦联机制形成了一个完整的水-机-电系统,其中任何一个子系统受到扰动,所产生的暂态效应均可通过系统内部的耦联机制影响全局。然而,

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