[发明专利]水轮机调速系统优化方法及系统、电子设备和存储介质

说明书

本发明提供一种水轮机调速系统优化方法及系统、电子设备和存储介质，其中，方法包括：基于水轮机流态特征，确定水轮机叶栅几何参数与水轮机过流能力对应关系；其中，叶栅几何参数包括：叶栅稠密度、叶片扭角参数和叶片厚度参数；基于水轮机叶栅几何参数与水轮机过流能力对应关系，确定叶栅几何参数优化值；其中，叶栅几何参数优化值包括：叶栅稠密度优化值、叶片扭角参数优化值和叶片厚度参数优化值；基于叶栅几何参数优化值，优化水轮机调速系统。能够对水轮机调速系统参数进行优化，提高系统在态流量下的稳定性。

技术领域

本发明涉及电力系统技术领域，尤其涉及一种水轮机调速系统优化方法及系统、电子设备和存储介质。

背景技术

水电机组过渡过程表征了机组从一种稳定工况或状态过渡到另一种性质不同的稳定工况或状态所经历的过程，直接关联着水电站的经济技术指标以及安全运行。调速系统作为水电机组过渡过程的基础和根本，其运行品质优劣直接影响到机组的运行性能和工况调节。调速系统为适应机组过渡过程运行状态及运行工况的转换，满足调节对象的要求，应选择最佳地调节参数组合；调节参数组合的好坏，决定了机组过渡过程特性的优劣。

水电站调速系统参数优化对实现水电机组过渡过程控制性能优化具有重要意义。目前学者对水电站调速系统参数优化方面做了大量研究，但目前现有技术虽然能够在静态水流环境下保持水轮机稳定工作，但在动态水流情况下，系统不稳定。

因此，如何提供一种水轮机调速系统优化方法及系统、电子设备和存储介质，对水轮机调速系统参数进行优化，提高系统在态流量下的稳定性，成为亟待解决的问题。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明实施例提供一种水轮机调速系统优化方法及系统、电子设备和存储介质。

本发明提供一种水轮机调速系统优化方法，包括：

基于水轮机流态特征，确定水轮机叶栅几何参数与水轮机过流能力对应关系；其中，叶栅几何参数包括：叶栅稠密度、叶片扭角参数和叶片厚度参数；

基于水轮机叶栅几何参数与水轮机过流能力对应关系，确定叶栅几何参数优化值；其中，叶栅几何参数优化值包括：叶栅稠密度优化值、叶片扭角参数优化值和叶片厚度参数优化值；

基于叶栅几何参数优化值，优化水轮机调速系统。

根据本发明提供的水轮机调速系统优化方法，水轮机叶栅几何参数与水轮机过流能力对应关系包括：水轮机过流能力与单位流量之间的关系式、叶片扭角与单位转速和流量之间的关系式和水轮机过流能力与叶片排挤系数之间的关系式；

其中，水轮机过流能力与单位流量之间的关系式用于优化叶栅稠密度；叶片扭角与单位转速和流量之间的关系式用于优化叶片扭角参数；转轮圆柱截面轴向速度与叶片排挤系数之间的关系式用于优化叶片厚度参数。

根据本发明提供的水轮机调速系统优化方法，基于水轮机流态特征，确定水轮机叶栅几何参数与水轮机过流能力对应关系，具体包括：

基于水轮机流态特征，通过计算叶栅前后速度差，确定转轮过流截面平均速度，在相同的单位转速及效率条件下，确定水轮机过流能力与单位流量之间的关系式；

水轮机过流能力与单位流量之间的关系式为：

其中，Q′表示单位流量；d表示轮毂直径；D表示转轮直径。

根据本发明提供的水轮机调速系统优化方法，基于水轮机流态特征，确定水轮机叶栅几何参数与水轮机过流能力对应关系，具体包括：

分析叶片扭角、单位转速与单位流量之间的关系，确定叶片扭角与单位转速和流量之间的关系式；

叶片扭角与单位转速和流量之间的关系式为：