水力發(fā)電系統(tǒng)隨機動力學(xué)建模與振動模態(tài)分析
發(fā)布時間:2022-01-04 11:19
近年來隨著水電產(chǎn)業(yè)迅猛發(fā)展,對大中型水電站需求越來越大,而水力發(fā)電系統(tǒng)作為水電站重要組成部分,是由壓力引水管道、水輪發(fā)電機和調(diào)速器等子系統(tǒng)組成的復(fù)雜非線性系統(tǒng)。機組運行時系統(tǒng)會出現(xiàn)不同程度穩(wěn)定性問題,例如水錘引起的管道破裂和機組自身共振等問題。以上問題直接關(guān)系到水電站系統(tǒng)發(fā)電效率和安全穩(wěn)定運行,甚至?xí)绊憴C組并網(wǎng)時對電力系統(tǒng)沖擊。本文首先引入系統(tǒng)轉(zhuǎn)速參數(shù)建立水輪機調(diào)節(jié)系統(tǒng)隨機動力學(xué)模型,基于Chebyshev多項式逼近研究了隨機參數(shù)對水輪機調(diào)節(jié)系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響規(guī)律;基于模態(tài)理論定義一階振蕩模態(tài)、復(fù)合振蕩模態(tài)和共振模態(tài)來揭示水輪機調(diào)節(jié)系統(tǒng)動態(tài)現(xiàn)象;考慮水輪發(fā)電機組軸系統(tǒng)水力不平衡力,利用模態(tài)交互作用指數(shù)分析對水輪發(fā)電機組軸系統(tǒng)穩(wěn)定性進行研究。本論文研究內(nèi)容和結(jié)論主要分為以下三個方面:(1)為了研究甩負荷過程中發(fā)電機轉(zhuǎn)速隨機波動問題,通過將隨機變量引入到發(fā)電機轉(zhuǎn)速上,利用Chebyshev多項式逼近法將隨機動力學(xué)系統(tǒng)轉(zhuǎn)化為確定性系統(tǒng),建立水輪機調(diào)節(jié)系統(tǒng)甩負荷隨機動力學(xué)模型。利用數(shù)值模擬從兩個方面(發(fā)電機轉(zhuǎn)速相對偏差和轉(zhuǎn)子角度相對偏差)分析水輪機調(diào)節(jié)系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型隨時間響應(yīng)動力學(xué)演化規(guī)律。發(fā)現(xiàn)...
【文章來源】:西北農(nóng)林科技大學(xué)陜西省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:71 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
主要符號對照表
第一章 緒論
1.1 研究意義和背景
1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.2.1 水輪機調(diào)節(jié)系統(tǒng)模型及其穩(wěn)定性研究
1.2.2 水輪發(fā)電機組軸系統(tǒng)模型及其振動研究
1.2.3 基于模態(tài)級數(shù)理論系統(tǒng)振動模態(tài)研究及其應(yīng)用
1.3 研究目標(biāo)及研究內(nèi)容
1.3.1 研究目標(biāo)
1.3.2 研究內(nèi)容
1.4 研究方法及技術(shù)路線
1.4.1 研究方法
1.4.2 技術(shù)路線
第二章 水輪機調(diào)節(jié)系統(tǒng)隨機動力學(xué)建模及穩(wěn)定性分析
2.1 水輪機調(diào)節(jié)系統(tǒng)隨機動力學(xué)建模
2.2 水輪機調(diào)節(jié)系統(tǒng)穩(wěn)定性分析
2.3 本章小結(jié)
第三章 水輪機調(diào)節(jié)系統(tǒng)振動模態(tài)分析
3.1 基于模態(tài)級數(shù)水輪機調(diào)節(jié)系統(tǒng)動力學(xué)建模
3.1.1 模態(tài)級數(shù)理論分析
3.1.2 二階非線性參與因子理論分析
3.1.3 基于模態(tài)級數(shù)系統(tǒng)動力學(xué)建模
3.2 系統(tǒng)振動模態(tài)分析
3.2.1 振動模態(tài)仿真驗證
3.2.2 線性理論分析
3.2.3 水輪機調(diào)節(jié)系統(tǒng)動態(tài)特性分析
3.3 本章小結(jié)
第四章 水輪發(fā)電機組軸系統(tǒng)非線性模態(tài)分析
4.1 水輪發(fā)電機組軸系建模
4.1.1 水力不平衡力建模
4.1.2 水輪發(fā)電機組軸系建模
4.1.3 模態(tài)級數(shù)理論
4.1.4 模態(tài)非線性指數(shù)理論
4.2 水輪發(fā)電機組模態(tài)交互作用分析
4.2.1 系統(tǒng)模態(tài)驗證
4.2.2 系統(tǒng)特征值分析
4.2.3 參與因子分析
4.2.4 非線性模態(tài)交互作用指數(shù)分析
4.3 本章小結(jié)
第五章 結(jié)論
5.1 結(jié)論
5.2 主要創(chuàng)新點
5.3 存在不足及展望
參考文獻
致謝
個人簡歷
【參考文獻】:
期刊論文
[1]孤網(wǎng)模式下水電機組變工況穩(wěn)定性分析[J]. 袁喜來,劉冬,胡曉,劉東,肖志懷. 中國農(nóng)村水利水電. 2019(04)
[2]水輪發(fā)電機組低頻振蕩機理與穩(wěn)定特性[J]. 葉偉,陳帝伊,許貝貝,張京京,王鵬飛. 水力發(fā)電學(xué)報. 2019(05)
[3]混流式水輪機調(diào)節(jié)系統(tǒng)的魯棒控制策略研究[J]. 杜敏剛,許眾,李相峰,于浩,袁洪亮,孫文. 水電能源科學(xué). 2019(01)
[4]基于Monte Carlo方法的地表水地下水耦合模擬模型不確定分析[J]. 張將偉,盧文喜,曲延光,安永凱. 水利學(xué)報. 2018(10)
[5]考慮主軸扭轉(zhuǎn)變形的軸系振動模型[J]. 王永利,曾云,徐連奎,孫佳祥,趙盟,郭亞昆. 排灌機械工程學(xué)報. 2019(09)
[6]基于靈敏度分析和時域仿真的暫態(tài)穩(wěn)定預(yù)防控制優(yōu)化方法[J]. 田芳,周孝信,于之虹. 電力自動化設(shè)備. 2018(07)
[7]隨機轉(zhuǎn)速波動下水輪機調(diào)節(jié)系統(tǒng)動力穩(wěn)定性[J]. 許貝貝,陳帝伊,張浩,李歡歡. 振動與沖擊. 2018(12)
[8]水力發(fā)電機組的安全穩(wěn)定運行探討[J]. 劉曉能. 電工技術(shù). 2018(12)
[9]變頂高尾水洞水輪機調(diào)節(jié)系統(tǒng)哈密頓模型[J]. 張浩,許貝貝,陳帝伊. 振動工程學(xué)報. 2018(02)
[10]四階龍格—庫塔法的原理及其應(yīng)用[J]. 馮建強,孫詩一. 數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)與研究. 2017(17)
博士論文
[1]基于水輪機內(nèi)外特性復(fù)合數(shù)學(xué)模型的調(diào)節(jié)系統(tǒng)動態(tài)特性研究[D]. 門闖社.西安理工大學(xué) 2018
[2]電力系統(tǒng)高階模態(tài)交互作用分析及其控制關(guān)鍵問題研究[D]. 王州強.電子科技大學(xué) 2017
[3]非線性動力學(xué)分析與控制的若干理論問題及應(yīng)用研究[D]. 陳帝伊.西北農(nóng)林科技大學(xué) 2013
[4]交/直流互聯(lián)電力系統(tǒng)的非線性模態(tài)分析和柔性協(xié)調(diào)控制[D]. 劉紅超.四川大學(xué) 2004
碩士論文
[1]不同尾水系統(tǒng)對水電站系統(tǒng)穩(wěn)定性影響[D]. 韓軍穎.西北農(nóng)林科技大學(xué) 2018
[2]水力發(fā)電系統(tǒng)大波動暫態(tài)建模與動態(tài)特性研究[D]. 李歡歡.西北農(nóng)林科技大學(xué) 2018
[3]不同激勵下抽水蓄能電站穩(wěn)定性研究[D]. 韓青爽.西北農(nóng)林科技大學(xué) 2018
[4]分數(shù)階水輪機調(diào)節(jié)系統(tǒng)的穩(wěn)定性控制研究[D]. 黃孫華.湖南大學(xué) 2018
[5]水輪機組軸系的建模及有限元分析[D]. 劉燁.華中科技大學(xué) 2017
[6]水輪機調(diào)節(jié)系統(tǒng)預(yù)測控制方法研究[D]. 周瑞.西北農(nóng)林科技大學(xué) 2017
[7]時滯分數(shù)階微積分若干理論及其在水輪機調(diào)節(jié)系統(tǒng)中應(yīng)用[D]. 王菲菲.西北農(nóng)林科技大學(xué) 2017
[8]水力發(fā)電系統(tǒng)分數(shù)階動力學(xué)模型與穩(wěn)定性[D]. 許貝貝.西北農(nóng)林科技大學(xué) 2017
[9]基于全特性曲線抽水蓄能電站典型過渡過程特性分析[D]. 劉進楊.西北農(nóng)林科技大學(xué) 2017
[10]水泵水輪機調(diào)節(jié)系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)與典型暫態(tài)過程穩(wěn)定性分析[D]. 王壘.西北農(nóng)林科技大學(xué) 2017
本文編號:3568240
【文章來源】:西北農(nóng)林科技大學(xué)陜西省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:71 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
主要符號對照表
第一章 緒論
1.1 研究意義和背景
1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.2.1 水輪機調(diào)節(jié)系統(tǒng)模型及其穩(wěn)定性研究
1.2.2 水輪發(fā)電機組軸系統(tǒng)模型及其振動研究
1.2.3 基于模態(tài)級數(shù)理論系統(tǒng)振動模態(tài)研究及其應(yīng)用
1.3 研究目標(biāo)及研究內(nèi)容
1.3.1 研究目標(biāo)
1.3.2 研究內(nèi)容
1.4 研究方法及技術(shù)路線
1.4.1 研究方法
1.4.2 技術(shù)路線
第二章 水輪機調(diào)節(jié)系統(tǒng)隨機動力學(xué)建模及穩(wěn)定性分析
2.1 水輪機調(diào)節(jié)系統(tǒng)隨機動力學(xué)建模
2.2 水輪機調(diào)節(jié)系統(tǒng)穩(wěn)定性分析
2.3 本章小結(jié)
第三章 水輪機調(diào)節(jié)系統(tǒng)振動模態(tài)分析
3.1 基于模態(tài)級數(shù)水輪機調(diào)節(jié)系統(tǒng)動力學(xué)建模
3.1.1 模態(tài)級數(shù)理論分析
3.1.2 二階非線性參與因子理論分析
3.1.3 基于模態(tài)級數(shù)系統(tǒng)動力學(xué)建模
3.2 系統(tǒng)振動模態(tài)分析
3.2.1 振動模態(tài)仿真驗證
3.2.2 線性理論分析
3.2.3 水輪機調(diào)節(jié)系統(tǒng)動態(tài)特性分析
3.3 本章小結(jié)
第四章 水輪發(fā)電機組軸系統(tǒng)非線性模態(tài)分析
4.1 水輪發(fā)電機組軸系建模
4.1.1 水力不平衡力建模
4.1.2 水輪發(fā)電機組軸系建模
4.1.3 模態(tài)級數(shù)理論
4.1.4 模態(tài)非線性指數(shù)理論
4.2 水輪發(fā)電機組模態(tài)交互作用分析
4.2.1 系統(tǒng)模態(tài)驗證
4.2.2 系統(tǒng)特征值分析
4.2.3 參與因子分析
4.2.4 非線性模態(tài)交互作用指數(shù)分析
4.3 本章小結(jié)
第五章 結(jié)論
5.1 結(jié)論
5.2 主要創(chuàng)新點
5.3 存在不足及展望
參考文獻
致謝
個人簡歷
【參考文獻】:
期刊論文
[1]孤網(wǎng)模式下水電機組變工況穩(wěn)定性分析[J]. 袁喜來,劉冬,胡曉,劉東,肖志懷. 中國農(nóng)村水利水電. 2019(04)
[2]水輪發(fā)電機組低頻振蕩機理與穩(wěn)定特性[J]. 葉偉,陳帝伊,許貝貝,張京京,王鵬飛. 水力發(fā)電學(xué)報. 2019(05)
[3]混流式水輪機調(diào)節(jié)系統(tǒng)的魯棒控制策略研究[J]. 杜敏剛,許眾,李相峰,于浩,袁洪亮,孫文. 水電能源科學(xué). 2019(01)
[4]基于Monte Carlo方法的地表水地下水耦合模擬模型不確定分析[J]. 張將偉,盧文喜,曲延光,安永凱. 水利學(xué)報. 2018(10)
[5]考慮主軸扭轉(zhuǎn)變形的軸系振動模型[J]. 王永利,曾云,徐連奎,孫佳祥,趙盟,郭亞昆. 排灌機械工程學(xué)報. 2019(09)
[6]基于靈敏度分析和時域仿真的暫態(tài)穩(wěn)定預(yù)防控制優(yōu)化方法[J]. 田芳,周孝信,于之虹. 電力自動化設(shè)備. 2018(07)
[7]隨機轉(zhuǎn)速波動下水輪機調(diào)節(jié)系統(tǒng)動力穩(wěn)定性[J]. 許貝貝,陳帝伊,張浩,李歡歡. 振動與沖擊. 2018(12)
[8]水力發(fā)電機組的安全穩(wěn)定運行探討[J]. 劉曉能. 電工技術(shù). 2018(12)
[9]變頂高尾水洞水輪機調(diào)節(jié)系統(tǒng)哈密頓模型[J]. 張浩,許貝貝,陳帝伊. 振動工程學(xué)報. 2018(02)
[10]四階龍格—庫塔法的原理及其應(yīng)用[J]. 馮建強,孫詩一. 數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)與研究. 2017(17)
博士論文
[1]基于水輪機內(nèi)外特性復(fù)合數(shù)學(xué)模型的調(diào)節(jié)系統(tǒng)動態(tài)特性研究[D]. 門闖社.西安理工大學(xué) 2018
[2]電力系統(tǒng)高階模態(tài)交互作用分析及其控制關(guān)鍵問題研究[D]. 王州強.電子科技大學(xué) 2017
[3]非線性動力學(xué)分析與控制的若干理論問題及應(yīng)用研究[D]. 陳帝伊.西北農(nóng)林科技大學(xué) 2013
[4]交/直流互聯(lián)電力系統(tǒng)的非線性模態(tài)分析和柔性協(xié)調(diào)控制[D]. 劉紅超.四川大學(xué) 2004
碩士論文
[1]不同尾水系統(tǒng)對水電站系統(tǒng)穩(wěn)定性影響[D]. 韓軍穎.西北農(nóng)林科技大學(xué) 2018
[2]水力發(fā)電系統(tǒng)大波動暫態(tài)建模與動態(tài)特性研究[D]. 李歡歡.西北農(nóng)林科技大學(xué) 2018
[3]不同激勵下抽水蓄能電站穩(wěn)定性研究[D]. 韓青爽.西北農(nóng)林科技大學(xué) 2018
[4]分數(shù)階水輪機調(diào)節(jié)系統(tǒng)的穩(wěn)定性控制研究[D]. 黃孫華.湖南大學(xué) 2018
[5]水輪機組軸系的建模及有限元分析[D]. 劉燁.華中科技大學(xué) 2017
[6]水輪機調(diào)節(jié)系統(tǒng)預(yù)測控制方法研究[D]. 周瑞.西北農(nóng)林科技大學(xué) 2017
[7]時滯分數(shù)階微積分若干理論及其在水輪機調(diào)節(jié)系統(tǒng)中應(yīng)用[D]. 王菲菲.西北農(nóng)林科技大學(xué) 2017
[8]水力發(fā)電系統(tǒng)分數(shù)階動力學(xué)模型與穩(wěn)定性[D]. 許貝貝.西北農(nóng)林科技大學(xué) 2017
[9]基于全特性曲線抽水蓄能電站典型過渡過程特性分析[D]. 劉進楊.西北農(nóng)林科技大學(xué) 2017
[10]水泵水輪機調(diào)節(jié)系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)與典型暫態(tài)過程穩(wěn)定性分析[D]. 王壘.西北農(nóng)林科技大學(xué) 2017
本文編號:3568240
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