水力機(jī)組過水系統(tǒng)動態(tài)特性的時滯方程描述及水擊計算研究.pdf

1、目前針對水力機(jī)組過水系統(tǒng)水擊及過渡過程計算的方法主要為基于有壓非恒定流基本方程的數(shù)值計算法和解析法。其中，數(shù)值計算方法以特征線法為代表，具有復(fù)雜邊界條件處理簡單、計算精度較高的優(yōu)點，但由于這種方法無法提供水壓與流量連續(xù)表達(dá)式，不利于構(gòu)建水力機(jī)組連續(xù)模型；解析法一般采用水擊基本方程泰勒級數(shù)展開的簡化形式，為水力機(jī)組控制策略研究提供方便，但存在難以準(zhǔn)確反映過水系統(tǒng)動態(tài)特性的缺點。時滯微分描述能夠準(zhǔn)確反映管道流體水力變化的本質(zhì)特性，方便建立高

2、精度的水力機(jī)組模型。因此，開展基于時滯微分方程描述的有壓過水系統(tǒng)水擊計算方法體系研究，以及相應(yīng)的實際工程應(yīng)用研究十分必要
　　根據(jù)水擊計算的基本原理，研究了一般單一管段、上游端為水庫管道及下游端為水庫管道的時滯方程；研究了阻抗式調(diào)壓室的非線性數(shù)學(xué)模型；給出了四種典型過水系統(tǒng)的時滯微分方程描述，進(jìn)而歸納了系統(tǒng)時滯微分方程維數(shù)與各環(huán)節(jié)數(shù)量間存在的關(guān)系，研究了任意分段過水系統(tǒng)的時滯表達(dá)通式；證明了系數(shù)矩陣A可逆，研究了時滯微分方程組的差

3、分求解問題；研究了用插值法改進(jìn)差分方程的方法。建立了過水系統(tǒng)時滯微分描述的方法體系。
　　為了分析比較有壓過水系統(tǒng)解析法、特征線法、時滯微分方程描述三種方法的計算性能，以實際電站為研究對象進(jìn)行了過渡過程計算試驗，過水系統(tǒng)的時滯微分方程描述具有計算速度快、計算精度高的優(yōu)點，驗證了所研究方法的可行性與優(yōu)越性。
　　根據(jù)管道的時滯方程和阻抗式調(diào)壓室的動態(tài)方程，研究了含有阻抗式調(diào)壓室的引水管道動態(tài)特性及其壓力變化周期的表達(dá)式，進(jìn)而針