水泵水轮机全特性的改进suter变换方法

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1、中国农村水利水电·２０１５年第１期１４３文章编号：１００７－２２８４（２０１５）０１－０１４３－０３水泵水轮机全特性的改进Ｓｕｔｅｒ变换方法刘志淼，张德虎，刘莹莹，张醒（河海大学能源与电气学院，南京２１１１００）摘要：水泵水轮机全特性曲线在水轮机飞逸工况区和反水泵工况区出现Ｓ型，在水泵工况区存在交叉和重叠现象，这种单位流量和单位转矩的多值性给过渡过程计算带来不便。通过分析Ｓｕｔｅｒ变换和改进Ｓｕｔｅｒ变换对水泵水轮机全特性曲线的处理效果，提出了一种新的转换关系式，重点消除了ＷＭ曲线交叉和分布不均匀等缺陷。在新变换的基础上利用ＭＡＴＬＡＢ软件将变换后的特性曲线表达成三维曲面形式，提出了

2、一种求取水泵水轮机组的转轮边界瞬态参数的新方法，并通过验证说明了该方法的有效性。关键词：水泵水轮机；全特性；改进Ｓｕｔｅｒ变换；三维曲面；插值中图分类号：ＴＫ７３０．２；ＴＶ７４３文献标识码：ＡＮｅｗＳｕｔｅｒ?ｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎＭｅｔｈｏｄｏｆＣｏｍｐｌｅｔｅＣｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃＣｕｒｖｅｓｏｆＰｕｍｐ?ｔｕｒｂｉｎｅｓＢａｓｅｄｏｎｔｈｅ３?ＤＳｕｒｆａｃｅＬＩＵＺｈｉ－ｍｉａｏ，ＺＨＡＮＧＤｅ－ｈｕ，ＬＩＵＹｉｎｇ－ｙｉｎｇ，ＺＨＡＮＧＸｉｎｇ（ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＥｎｅｒｇｙａｎｄＥｌｅｃｔｒｉｃＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＨｏｈａｉＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｎａｎｊ

3、ｉｎｇ２１１１００，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｃｏｍｐｌｅｔｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｃｕｒｖｅｓｏｆｐｕｍｐ－ｔｕｒｂｉｎｅａｐｐｅａｒＳｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｉｎｔｈｅｒｕｎａｗａｙｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓａｎｄｒｅｖｅｒｓｅｐｕｍｐｃｏｎｄｉ－ｔｉｏｎｓ，ａｎｄｃｒｏｓｓｏｖｅｒａｎｄｏｖｅｒｌａｐｐｈｅｎｏｍｅｎａｉｎｔｈｅｗｏｒｋｉｎｇａｒｅａｏｆｐｕｍｐｓ．Ｔｈｅｍｕｌｔｉ－ｖａｌｕｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｏｆｕｎｉｔｄｉｓｃｈａｒｇｅａｎｄｕｎｉｔｍｏｖｅｍｅｎｔｃａｎｃａｕｓｅｉｎｃｏｎｖｅｎｉｅｎｃｅｆｏｒｔｒａｎｓｉｔｉｏｎｐｒｏｃｅｓｓａｎａｌ

4、ｙｓｉｓ．ＢｙａｎａｌｙｚｉｎｇｔｈｅｔｒｅａｔｍｅｎｔｅｆｆｅｃｔｏｆＳｕｔｅｒ－ｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎａｎｄｉｍ－ｐｒｏｖｅｄＳｕｔｅｒ－ｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｃｏｍｐｌｅｔｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｃｕｒｖｅｓ，ａｎｅｗｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎｉｓｐｕｔｆｏｒｗａｒｄ，ｆｏｃｕｓｉｎｇｏｎｔｈｅｅｌｉｍｉｎａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｄｅｆｅｃｔｓｏｆｔｈｅＷＭｃｕｒｖｅｃｒｏｓｓｉｎｇａｎｄｕｎｅｖｅｎｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ．Ｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｎｅｗｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎ，ｔｈｉｓｐａｐｅｒｐｕｔｓｆｏｒｗａｒｄａｎｅｗｍｅｔｈｏｄｆｏｒｔｈｅ

5、ｔｒａｎｓｉｅｎｔｐａｒａｍｅｔｅｒｓｏｆｐｕｍｐｔｕｒｂｉｎｅｒｕｎｎｅｒｂｏｕｎｄａｒｙｂｙｕｓｉｎｇＭＡＴＬＡＢｔｏｅｘｐｒｅｓｓｔｈｅｃｕｒｖｅｉｎａｔｈｒｅｅ－ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌｓｕｒｆａｃｅ．Ｔｈｅｅｆｆｅｃｔｉｖｅｎｅｓｓｏｆｔｈｅｍｅｔｈｏｄｉｓｉｌｌｕｓｔｒａｔｅｄｂｙｍｅａｎｓｏｆｖｅｒｉｆｉｃａｔｉｏｎ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｐｕｍｐｔｕｒｂｉｎｅ；ｃｏｍｐｌｅｔｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ；ｉｍｐｒｏｖｅｄＳｕｔｅｒ－ｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎ；３－Ｄｓｕｒｆａｃｅ；ｉｎｔｅｒｐｏｌａｔｉｏｎ为此，国内外不少学者对厂家提供的水泵水轮机全特性曲０引言［３］

6、线进行了数学变换。Ｓｕｔｅｒ利用无因次参数将全特性曲线转目前在抽水蓄能电站的过渡过程计算中，需要频繁利用水换成２条周期性变化的曲线，转换后的曲线两侧被拉平，有效［４，５］泵水轮机全特性曲线来确定机组的瞬态参数。通常给定的全改善了多值性给插值带来的误差。刘启钊等人对Ｓｕｔｅｒ变特性曲线［１，２］在水轮机飞逸工况区和制动工况区出现Ｓ型，在换提出了深入的改进方法，将曲线作一定程度的平移，消除了［６］水泵工况区有交叉和重叠现象。若对全特性曲线直接利用ｎ１１Ｓｕｔｅｒ曲线分布不均匀、交叉和重叠的缺陷。王林锁等人以和Ｑ１１值进行插值计算，将会带来较大的插值误差，并可能由于相对流动角和导叶相对开度

7、为自变量建立曲面函数表达水泵水轮机全特性，用矩形域最小二乘曲面进行拟合，彻底消除了其多值性导致插值和迭代计算无法进行。因此，水泵水轮机全［７］全特性曲线交叉和重叠现象。黄文涛等人提出了基于ＢＰ神特性曲线的处理问题就成为抽水蓄能电站过渡过程计算的首经网络的水泵水轮机全特性空间曲面数学模型。可以发现，上要任务，它直接影响到计算成果的可靠性。述的方法只是在全特性曲线处理的某些方面有所改善，而没有收稿日期：２０１４－０６－０５提出在过渡过程计算过程中简单完整的处理