文档介绍：分类号 TK7 密级
U D C
硕士学位论文
水电站水机电联合过渡过程仿真模型
研究与开发
学位申请人: 汪洋
学科专业: 电力系统及其自动化
指导教师: 胡翔勇教授
李咸善教授
二○一一年四月
A Dissertation Submitted in Partial Fulfillment of the Requirements for the
Degree of Master of Science in Engineering
Research and Development of Electromechanical Joint
Transition Process Simulation Model for Hydropower
Station
Graduate Student: Wang Yang
Major: Power System and Its Automation
Supervisor: Prof. Hu Xiangyong
Prof. Li Xianshan
China Three Gorges University
Yichang, 443002,
April, 2011
三峡大学硕士学位论文
三峡大学学位论文原创性声明
本人郑重声明:所呈交的学位论文,是本人在导师的指导下,独立进行研究工作
所取得的成果,除文中已经注明引用的内容外,本论文不含任何其他个人或集体已经
发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体均已在文中以明
确方式标明,本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。
学位论文作者签名:
日期:
I
三峡大学硕士学位论文
内容摘要
水电站水机电联合过渡过程是指由于机组负荷变化将引起水电站输水管道、水轮
机、调压井、发电机机械部件以及相关的调节控制系统的动态变化。这种动态变化在
水电站实际运行中是不可避免的。它关系到水电站的安全稳定运行和供电品质。本文
在前人研究成果的基础上,继续对水电站水机电联合过渡过程仿真模型进行研究,旨
在开发出一套完整的水机电过渡过程的仿真平台。本文的主要工作如下:
1)分析和推导了水击基本方程,研究了用特征线法求解水击基本方程的方法,
建立了基于特征线法的水力系统边界条件。
2)分析和推导了水轮机的实用数学模型以及电网侧的发电机、负荷、电网、调
速器、励磁系统的数学模型。
3)提出了把面向结构图的模块化建模方法应用到水电站水力系统、机械系统、
电力系统建模中的方法。基于此建模方法上设计了水力系统中的水库入口节点、中间
节点、分岔节点、调压井、水轮机节点、尾水管节点的模块化模型,设计了电力系统
中发电机、负荷、电网、调速器、励磁系统的模块化模型。
4)研究了用 Delphi 和 Matlab 语言混合编程思想,在此基础上设计和开发了水
轮机模型曲线采集与拟合程序,为水轮机建模提供了较为精确的模型。
5)根据所建立的水机电的模块化模型,在 Delphi 语言的开发环境下,设计和开
发了一套仿真运行机制和仿真算法,开发了水机电仿真模块库,最终建立了一套面向
结构图的水电站水机电动态过程仿真程序。
6)以单机无穷大系统,IEEE 5 节点系统为例对基于水轮机简单模型的水机电联
合过渡过程进行了仿真,以某水电站引水发电系统为例对基于水轮机详细模型的水机
电联合过渡过程进行了仿真,并对结果进行验证和分析。
关键词:特征线法仿真模型过渡过程结构图
II
三峡大学硕士学位论文
Abstract
Research and development of electromechanical joint transition process simulation
model for hydropower station is due to changes of unit load will cause the dynamic
development of the station water pipelines, turbine, surge tank, generator and related
ponents and other regulating control system. This dynamic change in the
actual operation of hydropower station is inevitable. It relates to the safe and stable
operation of hydropower stat