一种水轮机调节系统实时仿真方法、装置和电子设备.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)发明专利申请
(10)申请公布号 CN 108763785 A
(43)申请公布日
(21)申请号
(22)申请日
(71)申请人 湖南五凌电力科技有限公司
地址 410004 湖南省长沙市天心区五凌路
188号
(72)发明人 张培　万元　胡边　潘平衡　
邓盛名　李汉臻　姜晓峰　胡蝶　
(74)专利代理机构 北京风雅颂专利代理有限公
司 11403
代理人 马骁　于洁
(51) .
G06F 17/50()

权利要求书3页 说明书22页 附图7页
(54)发明名称
一种水轮机调节系统实时仿真方法、装置和
电子设备
(57)摘要
本发明公开了一种水轮机调节系统实时仿
真方法、装置、电子设备。所述方法包括：获取水
电站基本参数、基本常数，进行变量定义，通过所
述基本参数、基本常数、所述变量设定基本关系
式；建立基于特征线法的所述水电站的水轮机引
水系统的水击特征线数学模型；建立基本特征线
法系统计算原理框图；建立去掉水头损失项、引
入水头到流量的反馈的基于基本特征线法系统
计算原理框图的改进的线型模型计算原理框图，
依据所述改进的线型模型计算原理框图写出所
述水轮机引水系统的z传递函数，获得所述改进
的线型模型；建立所述改进的线型模型进行仿
真。
CN 108763785 A
CN 108763785 A 权　利　要　求　书 1/3 页
1 .一种水轮机调节系统实时仿真方法，其特征在于，包括：
获取水电站基本技术数据，利用所述基本技术数据进行基本参数和变量定义、基本常
数定义、计算用变量和常数定义、基本关系式定义；
利用所述基本参数和变量、所述基本常数、所述计算用变量和常数、所述基本关系式建
立基于特征线法的所述水电站的水轮机引水系统的水击特征线数学模型；
利用所述水击特征线数学模型建立基本特征线法系统计算原理框图；
在所述基本特征线法系统计算原理框图基础上，建立去掉水头损失项、引入水头到流
量的反馈的线型模型计算原理框图，依据所述线型模型计算原理框图得到所述水轮机引水
系统的z传递函数，获得改进的线型模型；
利用所述改进的线型模型进行建模仿真。
，其特征在于，所述获取水电站
基本技术数据的步骤中，通过实地测量、监控数据采集的方法获取所述水电站基本技术数
据；
所述基本参数和变量为：
v—水击波速；L—等效管道长；D—等效管道直径；Hr—计算额定净水头；Qr—计算额定
流量；QA—水轮机入口流量；QB—水库入口流量；F—等效管道截面积；g—重力加速度；Ts—
采样周期；y—接力器位置相对值；a—导叶开度相对值；j—轮叶开度相对值；H—水轮机实
际作用水头；N11—水轮机单位转速；Q11—水轮机单位流量；M11—水轮机单位力矩； —水轮
机力矩相对值；D1—水轮机转轮直径；
所述基本常数为：
Tr＝2L/v—水击相长；hw＝vQr/(2gFHr)—管道常数；Tw＝hwTr＝LQr/(gFHr)—水流加速
时间常数；
所述计算用变量和常数为：
—水轮机入口相对流量； —水库入口相对流量； —水轮机
入口相对压力上升值； —水头损失系数；Ca＝1/(2hw)—计算常数；
所述基本关系式为：
a＝fa(y)—导叶开度相对