中高水头水电站水轮机导叶关闭规律鲁棒性综合评价

水电站的导叶关闭规律影响水力瞬变过程，应具有良好的鲁棒性能。本文运用罚函数和权函数从蜗壳水压最大上升率、尾水管最大真空度、机组转速最大上升率等3个方面对水轮机大波动过渡过程评价指标进行分析，构建了导叶关闭规律鲁棒性的综合评价方法。采用正交试验法，评估了中高水头水电站不同拐点时间、拐点开度和导叶有效关闭时间对这3个调节保证参数的影响。结果表明：导叶有效关闭时间对调节保证参数的影响相对较小，而拐点开度和拐点时间显著影响水锤压强和机组转速之间的平衡。导叶关闭规律的综合评价结果不仅可使各调保参数具有足够的安全裕度，而且具备良好的鲁棒性，可为中高水头水电站导叶关闭规律的合理选择提供参考。     

基于LBM的贯流式水轮机甩负荷特性研究

基于格子Boltzmann方法(LBM),采用壁面自适应局部涡黏模型,对原型贯流式水轮机甩额定负荷的瞬态过程进行了大涡模拟,获得了在活动导叶两段关闭方式下水轮机甩负荷过程中转轮转速、水力矩、轴向力等工作参数的变化规律,探讨了贯流式水轮机在甩负荷过程中导叶和转轮前后的水压变化.计算得到甩负荷过程中转轮最大转速上升率为36.7%,满足电站甩负荷调节的要求.较慢的导叶关闭速率可以降低水压力波动的幅度.对甩负荷过程中水轮机各过流部件内的瞬态流场进行了分析,结果表明:在水轮机甩负荷过程中,水流冲角的变化使得叶片表面产生低压区从而引起空化空蚀,在转轮和尾水管内部存在湍流涡及复杂的二次流动,影响系统的运行稳定性.     

桨叶调节对轴流式水轮机甩负荷特性影响研究

提出了轴流转桨式水轮机模型甩负荷过渡过程三维非定常数值模拟方法,采用动网格及网格重构方法实现了甩负荷过程中导叶和桨叶的动态关闭过程,获得了相关工作参数变化规律和内部流场变化情况.结果表明:计算得到的转速和测点静压变化规律与模型试验结果较一致,最大转速误差约为1.8%,验证了三维数值模拟方法的可靠性;当甩相同负荷,导叶采用相同关闭规律时,导叶关闭规律对参数变化起着决定性作用;最大向上轴向力出现在导叶关闭结束时刻,合理设置导叶关闭分段点位置将有效改善过渡过程品质;桨叶小角度关闭对抑制转速上升和压力波动作用不明显,反而会加剧轴向力波动和最大向上轴向力值,从降低最大向上轴向力防抬机角度,桨叶保持不动比桨叶小角度关闭更有利.本研究实现了桨叶与导叶双重调节的动态仿真.     

水轮机导叶两段关闭规律的优化计算及其应用

建立了水轮机导叶两段关闭规律优化计算的数学模型，开发了相应的ＦＯＲＴＲＡＮ程序，求得导叶最优关闭时间及最佳拐点位置，使参数选择有了明确的目标，能得到最优关闭规律。实例计算表明，本文方法可用于有效地改善水轮机机组甩负荷过渡过程的综合特性，并能进行实际计算。     

抽水蓄能机组导叶关闭策略优化方法研究

为了解决水电站大波动过渡过程运行安全问题,综合考虑蜗壳水击压力极值和转速上升极值两个目标,建立了抽水蓄能机组导叶关闭策略多目标优化模型,提出了基于改进多目标引力搜索算法(IMOGSA)的抽水蓄能机组导叶关闭策略优化方法.利用该方法得到包含蜗壳水击压力极值和转速上升峰值的帕累托非劣解集,采用模糊满意度评价法在帕累托非劣解集中选出兼容性最好的解,并与多目标粒子群算法进行对比,结果表明利用IMOGSA优选的导叶关闭策略能有效提高对抽水蓄能机组水泵断电工况的控制水平.     

抽水蓄能电站导叶关闭规律的优化

为了改善抽水蓄能电站的传统两段导叶关闭规律优化效率较低的缺陷,对一种先延时再直线关闭的特殊关闭规律进行了研究。采用延时直线关闭规律和两段关闭规律对不同转轮特性、不同额定水头的抽水蓄能电站进行了过渡过程仿真计算并对结果加以比较。延时直线关闭规律能显著地降低最大水击升值和机组转速升值,并且仅有两个控制变量,因而易于优化。在其延时段,可利用可逆机组甩负荷后转速上升和机组流量相互抑制的特点而提高关闭规律的优化效率。     

遗传算法在抽水蓄能机组导叶关闭规律优化中的应用

为优化抽水蓄能机组导叶关闭规律,引入遗传算法.将反映导叶关闭规律的特征点开度和时间值作为操作对象,通过过渡过程计算得到适应函数值,根据适应函数值计算选择概率,按照一定概率进行繁殖,杂交和变异,产生新的规律,直至收敛达到优化效果.研究表明,对水轮机工况最高水头和最低水头同时进行优化可以取得较好效果.     

八盘峡水电站哈尔滨机组导叶轴套密封改造

八盘峡水电站位于多泥沙的黄河上游,机组运行过程中不仅对水轮机过流部件气蚀磨损非常严重,还加速了导叶轴套密封的磨损,造成了导叶轴套漏水量增大,顶盖淤泥增多,顶盖排水泵频繁启动,从而加大了设备检修维护量,降低了机组运行可靠性.针对电站水轮机导叶轴套的漏水问题,在机组大修过程中对导叶轴套的密封形式进行了改造,改造后导叶轴套的漏水问题得到了彻底解决,也减少了设备的检修维护量,提高了机组的运行可靠性.     

水泵水轮机导叶开启瞬态过程数值分析

基于滑移网格和动态网格相结合的思想,实现水泵水轮机二维模型在转轮区转速增大和活动导叶开启共同作用下引起的瞬变流场的数值模拟,得到速度、压强随时间的瞬态变化规律,探讨水泵水轮机导叶开启过程的流场特性;对预开一对导叶下的启动过程进行模拟,分析导叶区域的内部流场瞬态演化过程.结果表明:导叶开启过程中叶片对导叶区域的干涉作用由强变弱,速度分布的均匀性和周向对称性逐渐提高;设置预开一对导叶后,破坏了初始阶段流动的对称性,导致流动的不稳定性增强,活动导叶与转轮之间的压强波动幅度增大,对机组运行的稳定性有一定影响.     

论水电站导水机构的安装技术

导水机构的主要功能是使水流在进入转轮前形成环量,并根据机组的功率要求调节流量,水轮机停止运行时导叶关闭切断水流,针对水轮发电机组导水机构安装过程中极易发生吊装变形问题,结合工程实例,对水电站导水机构的安装作浅述。     

具有明满交替流动的三峡右岸地下电站的动态仿真

以三峡电站为背景对大型水电站动态仿真的主要问题进行了研究。对几种用于明满交替流动计算的方法进行了比较分析,提出了特征隐式格式法求解明满交替流动,具有良好的稳定性;提出了管流和明流联合计算的变时步模型,在保证计算精度的前提下减少了计算量,使大型水电工程的动态仿真得以在微机上实现;提出了一种新方法（对数曲线投影法）描述转轮特性,与Ｓｕｔｅｒ法比较,新方法完全解决了转轮特性曲线描述中小开度与零开度以及多值的问题,小开度区计算结果没有异常的压力脉动,转化过程简单,运算速度快,精度高。应用上述方法编制了过渡过程仿真程序,对三峡电站的各种工况进行了动态仿真计算,得到了满意的计算结果     

具有复杂引水管道的水轮机调节系统小波动稳定性分析

根据南桠河姚河坝水电站的设计方案，对水轮机调节系统以复杂管道、弹性水锤、调速器为PID调节规律，建立其小波动数学模型，据此编制了源程序并进行了仿真计算。通过对该电站水轮机调节系统各种不同工况及参数组合的计算，得出了调速器最优参数组及其调整范围，可保证系统小波动调节稳定。     

水电站工作闸门动水关闭数值模拟分析

结合某水电站的实际资料建立了由水库、引流道、工作闸门和蜗壳组成的三维模型,运用数值模拟软件对实际工况和设计工况进行计算对比.计算结果表明闸门在两个剪断销剪断时无法关闭的原因是滑块的老化导致摩擦系数增大.由于闸门底部的特殊型式闸门在正常下落过程中底缘所受压力分布不均匀,且随着开度的减小底部不均匀程度有所增加,导致闸门关闭过程中的垂直振动,机组强烈震动弃负荷时将飞逸,对系统和人员的安全带来重大隐患.本文对电站的安全生产和闸门的优化设计有一定参考价值.     

水库并联供水方式水电站大波动水力过渡过程工况的拟定

基于工况拟定的目的，以及常规供水方式水电站工况拟定的一般原则，通过对二个水库并联供水方式水电站的特殊性的研究，得出了拟定二水库并联供水方式水电站大波动水力过渡过程工况的程序和方法。     

水电站供水系统小水轮发电机组代替减压阀方案的研究

研究了在水电站供水系统中采用小水轮机代替减压阀时水轮机选择及工况稳定问题，在高水头型水电站中采用小水轮机组作为钢管引水降压设施，将高水头的能量转化为电能送入厂用电网，小水轮机出口保持供水系统所需要的稳定水压，将水输入用水设备；并以某水电站为例加以论述。研究表明，水轮机利用减压供水的方案完全可以作为主供水方案，其运行操作比水泵作为主供水简单可靠，本研究对我国许多高水头电站有实用价值。     

小型水电站扩容后水轮机原型效能分析

水轮机效率是反映水轮机性能的重要指标,也是水电站经济运行的基础。以某水电站增容改造为研究对象,针对改造后的水轮机机组的效率测试与评定问题,通过计算流体力学(computational fluid dynamics, CFD)的方式获得了流量测量误差,在此基础上采用超声波法对改造后的实际机组进行了效率试验,得到了额定水头下的机组效率曲线,并进行了结果评估。结果验证了试验方法的可行性与准确性,且机组效率达到了改造要求,对行业有一定借鉴意义。     

某煤矿变电站母联合闸时态分析

针对母联断路器合闸的短时并列操作所产生的暂态冲击威胁煤矿安全可靠供电的问题,通过以某煤矿35kV/6kV变电站的现场参数为计算依据,进行母联合闸的暂稳态电流的计算,并结合现场实测结果进行分析,从而总结出母联合闸产生的电流冲击过程对供电网络的影响,为直接带电合闸的智能母联倒闸装置的设计提供了理论计算基础和积极的指导意义。     

筒阀紧急动水关闭特性的数值模拟

为了防止水轮机飞选现象的发生,运用动网格和滑移网格技术,对动水关闭状态下的筒阀运动进行了三维非定常数值模拟和水力特性的研究．结果表明,筒阀的表面压力呈不均匀分布,引起的倾覆力矩最大值达2．94×10^4N·m．轴向力在筒阀关闭90％时达到峰值,并根据其变化的平稳程度提出了优化的筒阀关闭方式．此外,对筒阀表面的压力脉动进行了频谱分析,表明压力脉动的形成是尾水管涡带振动向上传递的结果．上述水力特性的分析不仅可以预测混流炎水轮机的工作状态．而且可以为筒阀运动的执行机构——多液压缸同步运动系统提供理论依据．     

水电站监控系统的方案设计及实现

为了保证水电站生产的安全、稳定、高效运行,必须设计安全可靠、经济实用的监控系统,结合具体的小型水电站工程项目,对水电站计算机监控系统包括设计原则、监控模式、系统配置、监控系统结构以及监控系统功能等进行了详细的描述,实践表明,该系统方案充分考虑了小型水电站的特点,基本实现了电站"少人值班"的目标.