大型混流式水轮机组的数学模型及仿真

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1、第#"卷第"$期水力发电$!!%年"$月机电与金属结构文章编号：!""#$#%&’（’!!"）(’$!!"&$!’大型混流式水轮机组的数学模型及仿真展锦程，何祖威（重庆大学动力工程学院，重庆&!!!&&）关键词：水轮机；数学模型；仿真摘要：在水力机组暂态过程中的数值解法可分为两类：一类是以水轮机模型静态全特性或完整综合特性曲线为基础的边界条件的数值解法，简称为外特性数值解法；另一类是以水轮机内特性解析为基础的数值解法，简称为内特性数值解法。因为以水轮机静态全特性或完整综合特性曲线是以模型水轮机实验得到的，是在一定范围内的，通常为%!)*((")，对于低负荷工况精度不好

2、。所以外特性数值解法建立的模型不宜适用于全工况。而本文采用的内特性数值解法基于水轮机本身的物理原理建立数学模型，解决了以往拟合法不考虑动态附加量而造成的不准确性，由于对象模型是严格按照物理原则建立的，所以适用于各种运行工况和事故过程，且精度高。通过计算机仿真试验说明本文建立的数学模型可以用于水电仿真机的开发。!"#$%&"#’(")&*+%)",+-’&.)"#’*,*/)"01%$2+0*#.03’,%+,-./0.12,3.4563+718309:;<<343;=>;83?@.40.33?0.45:,;.4A0.4B.0C3?D0EF5:,;.4A0.4&!!!&

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6、，采用仿因素的内在关系的基础上，利用一定的假设条件推导近似计真机培训运行、调度和管理人员愈发显示出其优越性，在电力算公式进行计算和研究；图解法是根据给定的数学表达式，针工业中逐渐得到广泛的应用。对某一待求参数，通过作图来求取；由于数字计算机和计算方本文所述的仿真系统的对象数学模型是采用以水力和电法的发展，数值解法在水力机组暂态过程的研究中得到了广气动态系统建模理论和建模方法为基础，完全依据物理原理开发出来的全工况非线性动态模型。模型参数主要取自机组收稿日期：’!!"$!#$%!的结构设计和水力计算的结果，并参照一些现场测量的数据基金项目：国家自然科学基金项目及电力工业

7、部重点科研项目而获得。由于对象模型是严格按照物理原则建立的，所以适用（T#!’!&U，#V!%(V%!）于各种运行工况和事故过程，且精度高。作者简介：展锦程（(#V#—），男，江苏邳州人，博士研究生，高级工程师，从事控制与仿真技术、信息技术等研发及管理；何祖威"水轮机建模和仿真的计算方法概述（(#&&—），男，重庆人，教授，博士生导师，长期从事热力系统仿真与水轮机建模和仿真的计算方法大体上分为&种，即解析控制的科研及教学O第$"卷第")期展锦程，等：大型混流式水轮机组的数学模型及仿真机电与金属结构泛的应用，目前大体上可分为两类：一类是以水轮机模型静态