水电机组水力特性对一次调频性能的影响研究

发布时间：2020-09-10 10:33

　　目前对于一次调频的研究多是未考虑水电机组水力特性,导致了水电机组一次调频性能难以发挥。因此,需要对水电机组一次调频进行研究,分析不同水电站不同负荷、不同水头下机组的一次调频特性,找到水电机组一次调频的最不利工况点,同时分析设置调压室后水电站机组一次调频的特性,分析调压室面积对一次调频的影响。本文在前人研究的基础上,研究水电机组水力特性对一次调频性能的影响,主要研究成果如下:1.建立单管单机带调压室及不带调压室两种情况下的水电机组一次调频数值仿真模型。该数学模型考虑了整个系统的非线性特点,基于弹性水击模型并考虑压力引水道水头损失,建立了带调压室和不带调压室的输水系统模型,引入水轮机综合特性曲线建立了非线性水轮机模型,建立采用PID控制策略的调速器数学模型。2.进行单管单机不带调压室水电站,水电机组在不同水力特性下的一次调频性能分析。分析不同水头、不同初始负荷和不同的输水管道长度对水电机组一次调频的影响,得出影响规律及不同工况下的一次调频性能。3.进行单管单机带调压室水电站水电机组在不同水力特性下的一次调频性能分析。分析不同水头、不同初始负荷和不同调压室面积对水电机组一次调频的影响,得出影响规律。分析是否设置调压室对水电机组一次调频性能的影响。本文针对现场一次调频试验的不足,得出了水电机组一次调频的最不利负荷和水头,为进一步完善水电机组一次调频提供了基础,为机组稳定运行和电网安全稳定提供了保障。
【学位单位】：长沙理工大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2017
【中图分类】：TV136;TV734
【部分图文】：

系统弹性,引水系统,水道,数学模型

》２３邋／？？，ｇ．ｏ和．分别为扰动前后的引水隧洞中流量，±＝＾ｉｊ逦ｍ；邋ｚ＝＾＾Ｈ０逦Ｚ０别为扰动前后的调压室内的水位，ｍ。尸为调压室的断面面积，ｍ２。７时间常数，ｈ逦１为调压室的阻抗损失系数，简单式＾ｇ｛＜ｐＳＪ逡逑式中的Ｓ为阻抗孔口面积，ｗ２；史为阻抗孔流量系数。逡逑压室水电站引水系统数学模型逡逑管道内水体和压力引水道均采用弹性水击模型，则带调压室的引水所示［７１逡逑逦－—＋逦逡逑

框图,引水系统模型,调压室,引水道

建立带调压室的引水系统数学模型时，考虑到压力引水道水头损失对调压室水位衰逡逑减起主要作用，则需建立考虑压力引水道的水头损失带调压室引水系统的弹性水击模逡逑型，模型的框图如图２．５所示：逡逑卜邋ＴｒＴＴｒｔ．ｓ２＋８逡逑Ｔｒａｎｓｆｅｒ邋Ｆｅｎ逡逑｜［￣￣ｌ［逦ｊ逦逦ｖ逡逑逦＊逦＆－ＴｗＴＴｒｒＴｒｔ叮ｒｔＧｄｓ＾－ＴｒＴＴｖｖｔ逦N逡逑Ｉｎ１邋Ｓｃｏｐｅ２逦ＴｒｒＴｒｍｔ／Ｓ．ｓ＾Ｔｒｔ逦逦Ｉ邋丫邋０ｕｔ１逡逑逦—邋逦逦邋Ｄｅｒｉｖａｔｉｖｅ邋Ｉ逦＿■■■＿ｊｒ＂…１＼逡逑Ｃ邋１邋Ｊ逦１１逦Ｔｒａｎｓｆｅｒ邋Ｆｃｎ１逦￣１邋Ｊ逡逑ＴｒＴＴｒｔ．ｓ＾＋８邋逦＾９逦１逡逑逦Ｔｒａｎｓｆｅｒ邋Ｆｃｎ２逦逡逑ＴｒｒＴｒｆＴｒｒｒｒｔｆ４８．ｓ２＋ＴｒｒＴｒｔｆ２逡逑逦逦？逦？邋ｄｕ／ｃｉｔ逦逡逑ＴｗｒＴｉｆＴｒｔ／４．ｇ＋２＊Ｔｗｔ逦逦逡逑Ｔｒａｎｓｆｅｒ邋Ｆｃｎ３逦ＤｅｒｉｖａｔＫ

水轮机,数学模型,额定转速,额定水头

．图中：Ｍ）为当前水头与额定水头之比；ｘＯ为当前转速与额定转速之比，本文所有工况的转速都为额定转速，因此ｘＯ均取１；邋ｊ，０为当前开度与额定流量额定导叶开度之比；所为额定水头；／？ｒｌ为额定转速；ｏｍ为最大开度；Ｄ１为转轮直为流量；ｗｔ为水轮机力矩；为水轮机出力。逡逑

【参考文献】