[发明专利]一种水电站过渡过程中压力管道电路等值模拟方法

说明书

技术领域

本发明涉及电力系统水电站中压力管道的电路等值模拟方法，属于水电站水力系统建模领域。

背景技术

我国有众多的河流和河川径流，拥有丰富的水能资源。随着全国对电力需求的飞速增长，我国水电站的发展相当迅速。目前，在长江、黄河上中游的干支流上，一批大型水电站正在建设或者即将开始建设。由于水轮发电机组启动迅速，出力调整快，运行操作灵便，因而是电力系统中最好的调峰、调频和事故备用电源^[1]。同时，水电站由于其显著的优越性，其开发进程将不断加快。

这些大型水电站的建设，使得与之相关的水力、机械、电气系统之间的安全稳定问题显得日益突出。当水电站运行的过程中，由于种种原因，正常的和非正常的，不可避免地要从某一恒定状态转换到另一种恒定状态，这个过程就叫做过渡过程^[2]。

到目前为止，水电站过渡过程的数值仿真研究手段是依据一维有压管道非恒定流的基本方程，结合机组、调压室、岔管、水库等边界条件进行计算^[2]。利用基本方程，可解出压力管道中的水击过程，其方法主要有[3-4]：解析计算法、图解分析法、线性差分法和特征线法。其中应用最多的是特征线法，这种方法可计入摩阻损失、精确度高，可计算复杂的水力系统。但是特征线法编程复杂，很难与电力系统仿真软件接口，限制了它在电力系统稳定研究过程中的使用。因此在研究电力系统稳定时，研究者通常采用比较简单的刚性水击模型来描述压力管道的水击过程[5-9]。但文献[10-11]通过分析不同的水击模型，指出如果压力管道水击模型使用不当，将不能正确地反应出系统的实际情况。因此要精确地模拟水力系统对电力系统的影响，水力系统应该采用弹性水击模型。文献[12-14]便采用不同方法和精度的模型来模拟管道内的弹性水击，以研究水力系统对整个系统稳定性的影响和动态过程。

参考文献：

[1]金钟元，伏义淑.水电站.北京：中国水利水电出版社，1994.

[2]吴荣樵，陈鉴治.水电站水力过渡过程[M].北京：中国水利水电出版社，1997.

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