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調節系統是典型水一機一電禍合的非線性系統,其效率和穩定性與整個水電站運行特性緊密相關,效率體現了水電站的水能利用率,穩定性則關系到水電站的安全運行與電網的供電質量。隨著發電機組容量和水頭增大,導致發電機組的效率特性和穩定性問題越來越突出。為了深入研究發電機系統的效率特性和穩定性問題,從系統能量流動角度出發,分析內部的各種能量損失,建立了隨機干擾下發電系統能量流動模型,并深入探究了系統能量流動特性和損失分布規律;振動是評價發電機系統性能的重要指標,也是預測系統穩定性的基礎。從系統穩定性角度出發,考慮水機電多振源因素的禍合作用,將調節系統和軸系進行非線性禍合,建立了調節系統禍聯機組軸系的暫態模型,并探究了禍合系統在甩負荷過渡過程下的暫態振動特性及其影響因素。
研究成果可歸納如下幾點:
C1)從能量流動角度,分析了系統內部的能量損失,考慮了水錘作用下流量的隨機波動,建立了一個考慮流量隨機特性的發電機系統能量模型,并通過國內某電站實測數據驗證模型的正確性;利用正交多項式近似理論將隨機系統簡化為等價的確定性系統,通過數值仿真和理論分析,得到了流量隨機特性對水電站能量損失和轉換效率分布特征的影響,總結他們的變化規律。終得出了以下結論:蝸殼內的撞擊損失和摩擦損失是影響發電機組轉換效率的主要因素;隨著隨機強度的增加,撞擊損失逐漸增大,其增長速度由慢變快。隨著隨機強度的增加,導葉開度保持恒定,而流量增加。影響機組能量損失分布和轉換效率的根本原因是流量的隨機變化。此外,通過分析可知,隨機強度對機組在低效區域的轉換效率影響不大,對區域的轉換效率影響比較大。



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