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調(diào)節(jié)系統(tǒng)是典型水一機一電禍合的非線性系統(tǒng),其效率和穩(wěn)定性與整個水電站運行特性緊密相關(guān),效率體現(xiàn)了水電站的水能利用率,穩(wěn)定性則關(guān)系到水電站的安全運行與電網(wǎng)的供電質(zhì)量。隨著發(fā)電機組容量和水頭增大,導(dǎo)致發(fā)電機組的效率特性和穩(wěn)定性問題越來越突出。為了深入研究發(fā)電機系統(tǒng)的效率特性和穩(wěn)定性問題,從系統(tǒng)能量流動角度出發(fā),分析內(nèi)部的各種能量損失,建立了隨機干擾下發(fā)電系統(tǒng)能量流動模型,并深入探究了系統(tǒng)能量流動特性和損失分布規(guī)律;振動是評價發(fā)電機系統(tǒng)性能的重要指標(biāo),也是預(yù)測系統(tǒng)穩(wěn)定性的基礎(chǔ)。從系統(tǒng)穩(wěn)定性角度出發(fā),考慮水機電多振源因素的禍合作用,將調(diào)節(jié)系統(tǒng)和軸系進(jìn)行非線性禍合,建立了調(diào)節(jié)系統(tǒng)禍聯(lián)機組軸系的暫態(tài)模型,并探究了禍合系統(tǒng)在甩負(fù)荷過渡過程下的暫態(tài)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(tǒng)內(nèi)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(fā)電機系統(tǒng)能量模型,并通過國內(nèi)某電站實測數(shù)據(jù)驗證模型的正確性;利用正交多項式近似理論將隨機系統(tǒng)簡化為等價的確定性系統(tǒng),通過數(shù)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(zhuǎn)換效率分布特征的影響,總結(jié)他們的變化規(guī)律。終得出了以下結(jié)論:蝸殼內(nèi)的撞擊損失和摩擦損失是影響發(fā)電機組轉(zhuǎn)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(dǎo)葉開度保持恒定,而流量增加。影響機組能量損失分布和轉(zhuǎn)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(qū)域的轉(zhuǎn)換效率影響不大,對區(qū)域的轉(zhuǎn)換效率影響比較大。
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