联合运行水电站水力机械系统小波动稳定性研究 被引量：19

1

作者 俞晓东 张健 刘甲春 《水利学报》 EI CSCD 北大核心 2017年第2期234-240,共7页

推导了水电站联合运行条件下的系统等效惯性时间常数、总出力变化以及机组控制方程,结合水电站实际工程的水道布置及机械特性,分别建立了系统的小波动稳定理论分析模型和小波动过渡过程时域仿真模型。通过理论分析,给出联合运行条件下... 推导了水电站联合运行条件下的系统等效惯性时间常数、总出力变化以及机组控制方程,结合水电站实际工程的水道布置及机械特性,分别建立了系统的小波动稳定理论分析模型和小波动过渡过程时域仿真模型。通过理论分析,给出联合运行条件下系统的稳定性特征,采用数值仿真,模拟了负荷扰动时系统参数的小波动过渡过程,并与孤网条件下单个水电站的稳定性及调节品质进行了比较。结论表明:相对于孤网运行,水电站联合运行可增加系统的稳定性,改善系统的调节品质,联合运行改变了机组的调节方式,系统总出力与负荷平衡,机组无需保持自身出力为常数;联合运行时,调速器参数可在系统稳定域内选取相对较小值,在保证系统稳定的前提下,可加快调节过程,改善调节品质。 展开更多

关键词 水电站 水力机械系统 小波动 稳定性 联合运行

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基于两种数学模型的水力—机械系统小波动稳定分析 被引量：13

2

作者 俞晓东 李高会 卢伟华 《水电能源科学》 北大核心 2009年第5期172-175,共4页

采用不考虑水体弹性的状态空间法和考虑水体弹性的非线性整体系统数值模拟法,比较了某水电站小波动过渡过程中的调压室波动情况和调节品质指标。结果表明,两种计算模型的计算结果基本吻合,前者可先分析系统小波动稳定性,再利用后者校核... 采用不考虑水体弹性的状态空间法和考虑水体弹性的非线性整体系统数值模拟法,比较了某水电站小波动过渡过程中的调压室波动情况和调节品质指标。结果表明,两种计算模型的计算结果基本吻合,前者可先分析系统小波动稳定性,再利用后者校核,共同优化调速器参数,以确保系统小波动的稳定。 展开更多

关键词 水电站 小波动 数学模型 稳定性分析 水体弹性 状态空间法 非线性整体系统数值模型法

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尾水洞出现明满流的水电站小波动稳定性分析 被引量：13

3

作者 陈刚 周建旭 胡明 《水利水电科技进展》 CSCD 北大核心 2011年第3期70-73,共4页

针对尾水位变幅较大的水电站尾水洞出口段常出现无压流或明满流等复杂流态,提出基于动态尾水边界的分析方法,即以始终保持有压流态的尾水洞中间特征断面的动态测压管水头作为尾水洞系统出口边界条件,结合数值模拟方法研究系统的小波动... 针对尾水位变幅较大的水电站尾水洞出口段常出现无压流或明满流等复杂流态,提出基于动态尾水边界的分析方法,即以始终保持有压流态的尾水洞中间特征断面的动态测压管水头作为尾水洞系统出口边界条件,结合数值模拟方法研究系统的小波动稳定性,并与传统的边界处理方法进行比较。结果表明采用试验数据和数值模拟相结合进行小波动稳定性分析,考虑了尾水洞无压流或明满流对系统稳定性和调节品质的影响,能够较准确地反映系统的动态特性。 展开更多

关键词 水电站 尾水隧洞 小波动 稳定性分析 试验研究

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小波动稳定分析中的零特征值研究 被引量：9

4

作者 周建旭 索丽生 《水利学报》 EI CSCD 北大核心 2002年第8期53-56,共4页

在水电站有压输水系统小波动稳定分析中 ,零特征值的出现会影响小波动稳定性的判断。本文应用线性系统理论和相关因子法得到零特征值与各状态变量的相关关系 ,分析零特征值对小波动稳定性的影响 。

关键词 小波动 稳定性 零特征值 相关因子法 线性系统 水电站

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含气垫调压室的水电站输水系统小波动稳定分析初探 被引量：8

5

作者 范波芹 张健 +1 位作者 索丽生 刘德有 《水利水电技术》 CSCD 北大核心 2005年第7期114-115,119,共3页

对气垫式调压室的电站输水系统的水力-机械微小波动稳定问题进行了初步分析,讨论了调速器参数、气体多变指数、气室高度、气室压力、运行水头对稳定性的影响,为气垫调压室的合理设计、安全运行提供了科学依据。

关键词 水电站 气垫调压室 小波动 稳定

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水轮机三种调节模式稳定性比较研究 被引量：8

6

作者 郭文成 杨建东 杨威嘉 《水力发电学报》 EI CSCD 北大核心 2014年第4期255-262,共8页

水电站实际运行中的小波动过渡过程稳定性关系到整个系统过渡过程品质,对小波动过渡过程采用单一的频率调节模式有很大的局限性。本文在不考虑人工死区的前提下推导得到包含压力管道水流惯性的频率调节、功率调节、开度调节下的描述调... 水电站实际运行中的小波动过渡过程稳定性关系到整个系统过渡过程品质,对小波动过渡过程采用单一的频率调节模式有很大的局限性。本文在不考虑人工死区的前提下推导得到包含压力管道水流惯性的频率调节、功率调节、开度调节下的描述调节系统的线性常系数齐次微分方程,分析三种调节模式的稳定条件,并结合实际算例对比分析不同因素对三种调节模式稳定域的影响。结果表明:频率调节和功率调节都是有条件稳定的,并且前者的稳定域远小于后者,而开度调节则是无条件稳定的。功率调节的稳定性品质明显优于频率调节。 展开更多

关键词 水轮机调节 小波动过渡过程 调节模式 稳定域 比较研究

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孤网下水电机组的稳定性分析 被引量：6

7

作者 翟晓娟 郑源 +1 位作者 黄青松 徐广文 《广东电力》 2012年第4期25-29,共5页

为了研究孤网下水电机组的稳定性,综合考虑水力、机械、电气系统三方面的共同作用,建立水电机组稳定性计算数学模型,对小波动和水力干扰工况下的水力过渡过程进行仿真并分析其稳定性。研究表明:在小波动情况下,可通过适当改变机组调节... 为了研究孤网下水电机组的稳定性,综合考虑水力、机械、电气系统三方面的共同作用,建立水电机组稳定性计算数学模型,对小波动和水力干扰工况下的水力过渡过程进行仿真并分析其稳定性。研究表明:在小波动情况下,可通过适当改变机组调节参数来改善机组稳定性;在水力干扰情况下,可通过控制机组关机台数来减小波动幅度,从而提高机组稳定性。 展开更多

关键词 孤网 小波动 水力干扰 稳定性

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轴流转浆式水轮机数字调速器的仿真以及PID参数优化 被引量：4

8

作者 权学林 朱渊岳 +1 位作者 樊红刚 陈乃祥 《水力发电学报》 EI CSCD 北大核心 2006年第1期119-123,共5页

本文用离散系统理论,建立轴流转浆式水轮机微机调速器的数学模型,并且通过脉冲传递函数和它的z反变换,得到微机调节器的每个采样周期的离散控制量,同时解决了过渡过程计算中不同的采样周期与计算时步协调的问题。然后与原有的过渡过程... 本文用离散系统理论,建立轴流转浆式水轮机微机调速器的数学模型,并且通过脉冲传递函数和它的z反变换,得到微机调节器的每个采样周期的离散控制量,同时解决了过渡过程计算中不同的采样周期与计算时步协调的问题。然后与原有的过渡过程计算程序结合计算轴流转浆式微机调节系统的小波动工况,且对仿真结果进行了分析。在此基础上用单纯型加速法进行PID参数优化,分析了目标函数形式对过渡过程的影响。 展开更多

关键词 PID数字调速器 PID参数优化 单纯型加速法 采样周期 小波动

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设置并联调压室的长引水式水电站稳定性分析 被引量：6

9

作者 周建旭 邵卫红 +1 位作者 黄笑同 朱飞 《河海大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2014年第2期159-164,共6页

为保证水电站机组的稳定运行和供电质量,对设置并联调压室的长引水式水电站建立了准确的数学模型,以全面模拟水力-机械系统的动态特性,开展系统的小波动稳定性分析;基于压力管道内水体刚性模型和弹性模型,分别建立了描述水力-机械系统... 为保证水电站机组的稳定运行和供电质量,对设置并联调压室的长引水式水电站建立了准确的数学模型,以全面模拟水力-机械系统的动态特性,开展系统的小波动稳定性分析;基于压力管道内水体刚性模型和弹性模型,分别建立了描述水力-机械系统动态特性的分析模型,综合频域和时域分析,研究了不同的输水系统布置形式和压力管道内水体采用不同阶数弹性模型对系统稳定性分析的影响。算例分析表明,考虑到传统刚性模型的应用局限性,长引水式水电站压力管道内水体应采用三阶或三阶以上的弹性模型,以全面揭示系统的振动特性和稳定性能。 展开更多

关键词 引水式水电站 并联调压室 稳定性 小波动 弹性模型

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基于变分理论的压力管道内水体弹性模型研究 被引量：6

10

作者 周建旭 索丽生 朱永忠 《水力发电学报》 EI CSCD 北大核心 2008年第5期109-113,共5页

在水电站水机电系统振动特性和稳定性研究中,需要采用不同阶数的弹性模型来描述不同长度的压力管道内水体的动态特性,常用的刚性模型或不易解耦的低阶弹性模型在应用上存在一定的局限性。基于泛函变分理论和Ritz-Galerkin近似,从水力振... 在水电站水机电系统振动特性和稳定性研究中,需要采用不同阶数的弹性模型来描述不同长度的压力管道内水体的动态特性,常用的刚性模型或不易解耦的低阶弹性模型在应用上存在一定的局限性。基于泛函变分理论和Ritz-Galerkin近似,从水力振动的基本方程出发,推导出适合于水电站稳定性分析和输水系统振动特性研究、并易于解耦的压力管道内水体弹性模型,该模型以压力管道内水体的各阶振荡流量为状态变量,能较准确反映相应的各阶振荡特性。 展开更多

关键词 水利水电工程 弹性模型 变分理论 水力振动 小波动

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调压室对水电站输水系统小波动过渡过程的影响 被引量：5

11

作者 赵修龙 张健 李良权 《人民长江》 北大核心 2019年第2期202-206,共5页

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... 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。 展开更多

关键词 输水系统 调压室 小波动 过渡过程 水电站

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基于特征值分析法的含双调压室抽水蓄能电站小波动稳定分析 被引量：1

12

作者 龚涛 张健 +2 位作者 龚奕斌 陈胜 刘熠 《水利学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第5期621-632,共12页

为研究含上、下游双调压室的抽水蓄能电站输水发电系统小波动稳定性,基于状态空间法推导了系统稳定分析的状态矩阵方程,运用相关因子分析法确定了系统的特征值与状态变量的对应关系,结合状态矩阵特征值研究了系统小波动振荡特性。结果表... 为研究含上、下游双调压室的抽水蓄能电站输水发电系统小波动稳定性,基于状态空间法推导了系统稳定分析的状态矩阵方程,运用相关因子分析法确定了系统的特征值与状态变量的对应关系,结合状态矩阵特征值研究了系统小波动振荡特性。结果表明:状态矩阵特征值存在4对共轭复根,表明系统存在4个振荡环节,共轭复根实部反映了振荡环节的衰减趋势,虚部反映了系统振荡环节的振荡角频率;上、下游调压室内水位波动共同引起机组转速尾波低频振荡,增大两调压室面积可以降低转速尾波振荡角频率,增加尾波振荡衰减指数,有利于系统低频振荡稳定性;系统小波动振荡稳定性与调速器参数密切相关,较小调速器参数组合导致导叶开度变化和压力管道流量变化之间产生相位差,在调节过程中不断放大,系统振荡失稳,增大调速器参数可以增大机组转速主波振荡衰减指数,降低主波振荡角频率,提高系统高频振荡稳定性。 展开更多

关键词 抽水蓄能电站 上、下游双调压室 小波动 特征值 系统稳定性

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设置尾水连通管的抽水蓄能电站引水发电系统小波动稳定分析 被引量：5

13

作者 杨秀维 俞晓东 +1 位作者 张磊 张健 《水利学报》 EI CSCD 北大核心 2019年第9期1145-1154,共10页

设置尾水连通管后,可缓解抽水蓄能电站相继甩负荷工况尾水管最小压力,但其对系统小扰动稳定性的影响还不清楚。本文建立了设有尾水连通管的抽水蓄能电站引水发电系统小波动状态方程,利用状态空间法对小扰动下机组转速、调压室水位等状... 设置尾水连通管后,可缓解抽水蓄能电站相继甩负荷工况尾水管最小压力,但其对系统小扰动稳定性的影响还不清楚。本文建立了设有尾水连通管的抽水蓄能电站引水发电系统小波动状态方程,利用状态空间法对小扰动下机组转速、调压室水位等状态变量波动过程进行了稳定性分析,并与基于特征线法的弹性模型计算结果进行了对比,验证本文理论分析模型的正确性。同时基于理论模型,研究了尾水连通管对于系统小波动稳定性产生的影响,并对连通管管径及位置进行了敏感性分析,得出以下结论:尾水连通管及其管径的大小、设置位置对于系统小波动稳定域、机组转速变化及调压室水位波动过程产生的影响基本可以忽略;设置尾水连通管后,系统小波动过渡过程中,尾水支管流量发生变化,使得两侧尾水支管压力平衡,但并不增加整体系统的阻抗。 展开更多

关键词 抽水蓄能电站 过渡过程 稳定性分析 小波动 尾水连通管

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水电站引水发电系统小波动Ⅰ区失稳机理研究 被引量：4

14

作者 杨秀维 俞晓东 张健 《水力发电学报》 EI CSCD 北大核心 2020年第1期44-52,共9页

本文基于小波动稳定分析理论,建立了水电站引水发电系统数学模型,研究了无调压室及含调压室水电站引水发电系统在调速器参数Ⅰ区失稳现象,理论分析了系统各子环节相频特性对系统稳定性的影响。结果表明:水电站引水发电系统在调速器参数... 本文基于小波动稳定分析理论,建立了水电站引水发电系统数学模型,研究了无调压室及含调压室水电站引水发电系统在调速器参数Ⅰ区失稳现象,理论分析了系统各子环节相频特性对系统稳定性的影响。结果表明:水电站引水发电系统在调速器参数Ⅰ区失稳的根本原因在于压力管道内水流存在惯性,造成压力管道流量变化相较于导叶开度变化存在相位滞后,从而在调节过程中产生调节误差,并逐渐放大。调速器积分调节环节会使得导叶开度变化相对机组转速变化产生相位滞后从而恶化系统稳定性,比例调节增益K_P会改变调节系统中积分环节以及压力管道惯性环节叠加后总的相位滞后,K_P较小时系统总相位滞后随K_P的增大而减小;K_P较大时系统总的相位滞后随K_P的增大而增大,当相位滞后超过90°时,将导致闭环系统失稳。 展开更多

关键词 水电站 小波动 现代控制理论 稳定性 相频特性

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小波方法确定摩擦桩的轴向承载力 被引量：2

15

作者 饶彩琴 《湖南城建高等专科学校学报》 2002年第1期1-3,共3页

采用小波方法,结合剪切位移法,将土体视为沿深度方向的一维平稳随机场,由此得出单桩承载力公式.公式只需根据土的变形模量、粘聚力和内摩擦角,即可计算出单桩承载力,经济、实用,而且计算结果与现场静载实验结果较为接近.

关键词 小波方法 随机场 单桩 轴向承载力

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含上、下游双调压室的抽水蓄能电站小波动涌浪特性研究

16

作者 龚涛 张健 王开朗 《水电能源科学》 北大核心 2023年第7期118-122,共5页

为研究含上、下游双调压室的抽水蓄能电站小波动涌浪特性,基于状态空间法推导了该布置类型的抽水蓄能电站小波动数学模型,通过数值模拟求解上、下游调压室涌浪时域过程,采用快速傅里叶变换(FFT)得到了上、下游调压室涌浪频域过程,在不... 为研究含上、下游双调压室的抽水蓄能电站小波动涌浪特性,基于状态空间法推导了该布置类型的抽水蓄能电站小波动数学模型,通过数值模拟求解上、下游调压室涌浪时域过程,采用快速傅里叶变换(FFT)得到了上、下游调压室涌浪频域过程,在不考虑调速系统和调压室系统发生水力耦合的情况下,建立压力管道流量与调压室水位之间的传递函数,进而得到了调压室系统幅频特性。结果表明,上、下游调压室涌浪幅值最大时对应的输入信号频率与调压室系统固有频率相近,调压室涌浪振荡频率对应机组转速尾波振荡频率;调压室涌浪特性与调压室面积和输水隧洞水头损失系数密切相关,增大两调压室面积可降低上、下游调压室涌浪的频率和幅值,系统稳定性增强;输水隧洞水头损失系数变化对上、下游调压室涌浪振荡频率无影响,对上、下游调压室涌浪幅值影响较大,且水头损失系数越大涌浪幅值越小,系统稳定性越好。 展开更多

关键词 抽水蓄能电站 上、下游双调压室 小波动 涌浪特性 系统稳定性

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连接管长度对调压室稳定面积和小波动调节品质的影响 被引量：4

17

作者 王超 杨建东 《水力发电学报》 EI CSCD 北大核心 2015年第1期93-98,106,共7页

调压室是保证水电站运行稳定性及调节品质的设施,托马公式为调压室尺寸设计的重要依据,其没有考虑调压室内的水流惯性。对于设置了长连接管的高水头电站和抽水蓄能电站,连接管内水流惯性较大,对调压室稳定面积和小波动调节品质均有影响... 调压室是保证水电站运行稳定性及调节品质的设施,托马公式为调压室尺寸设计的重要依据,其没有考虑调压室内的水流惯性。对于设置了长连接管的高水头电站和抽水蓄能电站,连接管内水流惯性较大,对调压室稳定面积和小波动调节品质均有影响。本文通过理论推导,数值计算和工程实例,证明了考虑调压室长连接管内的水流惯性能够减小调压室的稳定面积,有利于提高小波动的调节品质,得出设计中不考虑连接管内的水流惯性是偏于安全的。 展开更多

关键词 工程水力学 调压室 长连接管 水流惯性 小波动 稳定面积 调节品质

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小波动状况下简单式调压室水位波动分析 被引量：3

18

作者 史晓阳 徐进超 +2 位作者 陈方亮 胡祥伟 秦晓峰 《水电能源科学》 北大核心 2012年第8期136-138,共3页

计算电站微小负荷变化导致水位小幅波动时,由于调压室水位波动情况复杂,需编制相应体型非恒定流计算程序来解决。根据简单式调压室基本方程推导出了解析法,应用泰勒展开式将引水道和调压室的动量方程的摩阻损失线性简化,通过求解常微分... 计算电站微小负荷变化导致水位小幅波动时,由于调压室水位波动情况复杂,需编制相应体型非恒定流计算程序来解决。根据简单式调压室基本方程推导出了解析法,应用泰勒展开式将引水道和调压室的动量方程的摩阻损失线性简化,通过求解常微分方程即可得出流量瞬时改变或流量随时间改变时调压室中的水位波动方程,进而可分析水位波动振幅的衰减并验证了调压室的稳定性。 展开更多

关键词 小波动 调压室 水位波动 振幅

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变顶高尾水系统小波动过渡过程中水流运动理论研究 被引量：3

19

作者 李修树 胡铁松 +1 位作者 陈恺祥 喻鹤之 《长江科学院院报》 CSCD 北大核心 2005年第1期1-4,共4页

推导了变顶高尾水系统小波动过渡过程水流运动的基本方程,对基本方程进行分析与求解,并以某电站为例,探讨了变顶高尾水系统小波动过渡过程的基本规律。通过小波动过程计算分析结果表明:当水流时间惯性常数TW0为某一固定值时,改变坡度i... 推导了变顶高尾水系统小波动过渡过程水流运动的基本方程,对基本方程进行分析与求解,并以某电站为例,探讨了变顶高尾水系统小波动过渡过程的基本规律。通过小波动过程计算分析结果表明:当水流时间惯性常数TW0为某一固定值时,改变坡度i值,i到一定值后对小波动过程稳定性影响甚微,这与试验现象一致;若i固定,变化TW0,当TW0≥4.5时,小波动过渡过程为等幅振荡至发散,因此,此值宜小于4.0,这与工程规定相符;当其它水力参数变小时,i应增大,才能使系统达到良好的动态品质。这些说明所建立的方程组及数学模型是合理的。且此变顶高尾水系统的结构方案能节约较大工程投资。 展开更多

关键词 水流运动 变顶高 过渡过程 小波动

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含明渠尾水系统小波动调节稳定性分析 被引量：3

20

作者 王明疆 杨建东 王煌 《水力发电学报》 EI CSCD 北大核心 2015年第1期161-168,188,共9页

考虑明渠水位波动的影响,建立含尾水明渠水电站小波动调节线性化的空间状态数学模型,并转化为传递函数的形式,利用霍尔维茨稳定判据,分析尾水明渠水位波动对调节系统稳定域的影响。研究表明:尾水明渠对不带尾水调压室的电站稳定域影响不... 考虑明渠水位波动的影响,建立含尾水明渠水电站小波动调节线性化的空间状态数学模型,并转化为传递函数的形式,利用霍尔维茨稳定判据,分析尾水明渠水位波动对调节系统稳定域的影响。研究表明:尾水明渠对不带尾水调压室的电站稳定域影响不大,明渠长度和初始水深对带尾水调压室稳定域有明显的影响,考虑尾水明渠水位波动对调速系统小波动稳定有利。 展开更多

关键词 水电工程 尾水明渠 调速系统 小波动 稳定域

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