【摘要】：水力過渡過程在水電站運行中頻繁發(fā)生,其間伴隨發(fā)生的水擊現(xiàn)象以及管道、調壓室、水力機組的動態(tài)變化使水力系統(tǒng)處于較為復雜的不穩(wěn)定狀態(tài)。過渡過程直接關系到水電站的安全性和電力生產(chǎn)的質量。水電站面對較大幅度的負荷變化時進入大波動過渡過程,期間機組轉速變化的幅值和管道所承受水擊壓力變化的幅值是研究關注的重點,也是衡量電站安全性的主要控制參數(shù),兩者在電站運行的不利情形下通常呈現(xiàn)出矛盾;電站面對較小幅度的負荷變化時進入小波動過渡過程,該過程在電站常規(guī)運行中出現(xiàn)頻率高,小波動過渡過程的品質直接影響電站輸出的電能質量。過渡過程仿真計算能夠全面體現(xiàn)大、小波動過渡過程中電站各過水部件和機械部件的動態(tài)變化,從而直觀反映電站的安全性,并能夠通過仿真試驗的方式為電站優(yōu)化控制策略。本文在前人研究成果的基礎上,研究了有壓管道的瞬變流計算方法,建立了有壓管道、阻抗式調壓室、混流式水力機組的數(shù)學模型,通過編制計算機程序將各模型統(tǒng)一為封閉系統(tǒng)以實現(xiàn)仿真計算。結合某引水式電站工程實例,仿真驗證了該電站大、小波動過渡過程的安全性和穩(wěn)定性,為該電站提出了優(yōu)化的控制策略。
【學位授予單位】：華北水利水電大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TV737
【圖文】：

2 水力過渡過程計算的基本原理2 水力過渡過程計算的基本原理機在開機、停機、增負荷、減負荷、調相等運行工況發(fā)生改變時，就程。其中水擊現(xiàn)象可能產(chǎn)生較大的壓力波動，影響系統(tǒng)的正常穩(wěn)定運是電站過渡過程計算研究的核心。擊的基本概念擊的傳播和反射閉管道中由于流量或流速的變化而引起的管道壓力升降，稱為水擊都是剛性的條件下，則稱為剛性水擊；在考慮水體和管壁彈性的條擊[37]。

數(shù)值解法可以對整個引水管路系統(tǒng)和包括調速器在內(nèi)的機械系利用計算機容量大、計算速度快以及計算精度高的有點，能夠準行求解計算，不僅降低了計算工作量，還保證了計算結果的準確模型物理意義清晰、建立方便快捷，適用于復雜的管路系統(tǒng)。目法中特征線法應用最為廣泛，本文將采用此種方法進行研究計算線法原理擊的基本方程有：運動方程和連續(xù)方程，這是兩個偏微分方程，特征線法就是將偏微分方程轉化為常微分方程進行求解計算。下介紹。方程-2 所示，在有壓管道的水體中取一控制體，其截面積為 A，厚度運動。根據(jù)牛頓第二定律 F ma，即作用在控制體上的合力等的乘積，可得：

dt t x為移動控制體的全導數(shù)。圖2-3 連續(xù)方程物理量示意圖Fig 2-3 Schematic diagram of physical quantity of continuity equation式（2.11）中，對于xU 有：1 x xdUx dt（2.12）將式（2.12）代入式（2.11），整理可得： 0 AV Ax t（2.13）式（2.13）就是在分析水擊問題時經(jīng)常用到的連續(xù)方程的一般形式，表示一元不穩(wěn)定流動。根據(jù) 和 A 的全導數(shù)形式 xtV ， x tA VA V ，可得：0 xAVA（2.14）式中： 表示水體的彈性；AA表示管道材料彈性；xV 表示任意時刻下，控制體內(nèi)進入和流出量之差。若軸向變形忽略不計，可得：21 22/ 4 2 T T TA DDA D E（2.15）

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本文編號：2753974