水轮机非线性特性作用下的水电站调速系统稳定性研究

发布时间：2021-02-08 02:44

　　针对水轮机非线性特性,采用Hopf分岔理论研究了水电站调速系统稳定性。即建立了考虑水轮机非线性特性的水电站调速系统数学模型,基于Hopf分岔和临界稳定判据分析了系统的稳定性,通过对比分析揭示了水轮机非线性特性对调速系统稳定性的作用机理。结果表明,考虑水轮机非线性特性的水电站调速系统Hopf分岔是超临界的,系统的稳定域位于分岔线下方。水轮机非线性特性对调速系统稳定性和调节品质的影响由水头非线性和转速非线性两种因素引起,水头非线性起主要作用,转速非线性几乎无影响。减负荷工况下水头非线性对系统稳定性有利,系统具有较好的调节品质;增负荷工况则相反。 

【文章来源】：水电能源科学. 2020,38(10)北大核心

【文章页数】：5 页

【部分图文】：

mg取-0.1、0.1时模型调速系统的稳定域和x动态响应过程

依据上述分析，以某水电站为例进行调速系统稳定性分析。采用的水电站基本资料为：H0=45.45m,Q0=97.70m3/s,TwP0=2.66s,eg=0,Ta=9.94s,eh0=1.72、ex0=-1.07、ey0=0.77、eqh0=0.72、eqx0=-0.29、eqy0=0.82,mg=-0.10。计算并绘制得到的分岔线及其对应的横截系数σ′μ（c）的取值分别见图1、2。图2 水电站调速系统对应所有分岔点的σ′（μc)

图1 水电站调速系统的分岔线、稳定域与不稳定域由图1可知，分岔线是一条光滑的曲线。由图2可知，对于所有的分岔点，均有σ′μc()>0，所以系统出现的Hopf分岔是超临界的。故对于一个Kp，当μ<μc，即Ki<Ki*时，系统的平衡点为稳定的焦点，反之系统是不稳定的；从而可以确定稳定域位于分岔线的下方，另一方则为不稳定域，见图1。


本文编号：3023247