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计及管道特性的调压室三维流场计算研究被引量：3: 2012年; 本文对两侧各接有较长管道的调压室系统实现了管道特征线法和调压室三维非定常流动的联合计算,即建立了联合计算模型,其调压室底部与管道连接处通过迭代计算而获得有机衔接。将其结果与建立在一维压力平衡原则基础上的调压室(一维)模型的计算结果进行比较,在一维模型孔口阻尼取值合适时,两者计算结果有很好的一致性。验证了用调压室一维模型来描述调压室的动态特性,有较好的准确度。但混合模型的计算结果能反映调压室孔口等部位的结构形式对流动的影响,从而使结果能更基础地显示调压井真实的动态性能。; 袁义发樊红刚李凤超陈乃祥; 关键词：水电站调压室非定常流动

两级半开式串联电站双PID并联调节器运行稳定性被引量：2: 2010年; 为了解决站间用明渠及管道连接的半开式梯级串联电站发电系统的水位及频率综合控制问题,提出一种双PID调节器。该调节器对由梯级电站所有机组构成的系统进行联合调节,稳定机组转速和站间水位,最终使梯级串联电站联合稳定运行。将该调节模型应用于由明渠及管道连接的某安装混流式机组的两级梯级电站,对电站正常运行及小波动等过程进行数值模拟,结果表明:该调节器模型能够在稳定机组频率的同时控制住站间水位,解决该电站运行稳定性问题。; 韩标樊红刚陈乃祥; 关键词：运行稳定性

导叶关闭规律非线性评价函数及多工况优化被引量：15: 2013年; 基于多目标优化基本理论,建立了一种针对导叶关闭规律优化问题的非线性评价函数,并根据导叶关闭规律优化的特点,采用遗传算法建立了导叶关闭规律的多工况优化模型.运用建立的评价函数与优化模型,对某实际电站进行了导叶关闭规律优化计算,并与采用线性评价函数的优化结果进行了比较分析.采用线性评价函数优化的导叶关闭规律,机组最大速率上升值为49.4%,与控制值50%接近,安全余量仅为0.6%,但蜗壳末端最大压力头和尾水管进口最小压力头的安全余量分别为4.717和2.812 m,相对较大;采用非线性评价函数,不需要试算权系数,仅需要给定各优化目标的控制要求即可得到优化的导叶关闭规律,虽然蜗壳末端最大压力头和尾水管进口最小压力头的安全余量分别减小到2.501和1.765 m,但机组最大速率上升值为46.1%,安全余量提高到3.9%,各目标的安全余量分配比较平均.基于非线性评价函数的多工况导叶关闭规律优化得到的结果虽然对单个工况不一定是最优解,但能保证所有工况的各优化目标均能满足控制要求且安全余量分配比较平均,比单工况优化结果更符合实际控制要求.; 樊红刚崔赫辰陈乃祥; 关键词：水电站过渡过程导叶关闭规律优化计算

连接引水管道的水轮机暂态过程计算被引量：2: 2012年; 考虑水轮机工况变换过程中引水管道内瞬变流与机组内部暂态流动的相互影响,对管道瞬变流采用特征线法求解,机组内部暂态流动采用三维不可压缩流动的有限体积法求解,按照管道与机组连接处流量连续和水头平衡的原则,建立了管道瞬变流与机组内部三维暂态流动的耦合计算模型.并分别采用建立的耦合计算模型、电站常规过渡过程计算模型和常规三维流动计算模型对带有引水管道的水轮机甩负荷导叶关闭工况进行了仿真计算.结果表明:3种计算方法得到的机组压力、转速等宏观参数变化趋势一致,但采用耦合计算模型时,由于考虑了管道内水击压力的反射和叠加,导叶关闭过程中蜗壳进口的压力上升更高,机组内的压力脉动也更剧烈,能够更真实地反映动态过程中管道瞬变流与机组内部三维暂态流动的相互作用.; 樊红刚黄伟德陈乃祥; 关键词：水轮机暂态过程非定常流动

梯级电站联合运行水位无差状态反馈调节器被引量：3: 2015年; 为了实现梯级串联电站系统的稳定运行,基于最优控制原理,将站间调节池的水位偏差值引入上一级电站的反馈调节器中,提出了在进行功率(或转速)调节的同时能够平衡电站间流量,并使站间调节池的水位得到调节与控制的状态反馈调节器.通过数值仿真试验,比较了转速、调节池水位和导叶开度的不同权重因子对系统动态特性的影响.由仿真结果可以看出,转速和调节池水位的权重因子对调节品质影响小,改变转速和调节池水位的权重因子,转速的最大变化相对值均为3%左右,调节时间大约为45 s;调节池水位的最大变化相对值均为0.011%,调节时间约为4 000 s.而当导叶开度权重因子从130减小为1时,其转速的最大变化相对值减小约46%;调节池水位最大变化相对值减小41%,调节时间减少为原来的33%左右,所以采用较小的导叶开度权重因子设计出的最优控制调节器,机组转速的调节时间缩短,峰值降低,调节池水位的峰值也降低.为了便于实际应用,选择合理的权矩阵设计了能实现梯级电站联合运行时站间水位无差调节的状态降维反馈调节器.由仿真结果可以看出,状态降维前后,转速、调节池水位等状态量的调节品质相差不大.; 杨海霞樊红刚朱渊岳陈乃祥; 关键词：梯级电站权矩阵

管道瞬变流和机组段三维流动相耦合的过渡过程计算模型被引量：2: 2013年; 本文以有角加速度的旋转参考坐标系下的流体控制方程和管道瞬变流的特征线法计算模型为基础,针对机组蜗壳前连接有引水管道的水力发电系统,建立了管道瞬变流与机组内部三维流动的耦合计算模型,成功地应用该模型实现了电站甩负荷的过渡过程计算,并与管道和机组都采用三维不可压流动的有限体积法求解的计算结果进行了比较分析,比较结果表明,耦合模型能计及管道中水击波的反射和叠加作用,更好地反映引水管道内水击现象与机组内部的三维非定常流动的相互影响。; 黄伟德樊红刚陈乃祥; 关键词：水力机械非定常流动

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国家自然科学基金(50879037)