近年來，我國水力發(fā)電建設(shè)發(fā)展十分迅速，新建發(fā)電機組大量投入運行，由于電站建設(shè)投資方眾多，電廠機電設(shè)備的制造、安裝、調(diào)試及竣工驗收等各方面存在很多問題，使機組投入運行后機組運行穩(wěn)定性差，影響機組的安全運行。為此，本文對水力發(fā)電機組的運行穩(wěn)定性及振動原因進行了相關(guān)的分析，以供大家交流探討。

對水電機組運行穩(wěn)定性以及振動分析，不僅是每一個水利水電工程相關(guān)負(fù)責(zé)人需要重點關(guān)注的問題，同時也是相關(guān)技術(shù)維護人員需要不斷改進和完善的重要工作。本文主要對我國水電機組運行穩(wěn)定性以及振動相關(guān)內(nèi)容進行探討，從而促進我國水利事業(yè)不斷發(fā)展。

通過對水電機組復(fù)雜非線性模型的仿真,研究了水輪機調(diào)速器控制規(guī)律對電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響,并提出了采用水壓反饋改善電力系統(tǒng)穩(wěn)定的控制思想。仿真研究結(jié)果表明:由于水電機組引水系統(tǒng)的水擊效應(yīng),原動機的自動調(diào)節(jié)會惡化系統(tǒng)阻尼,使轉(zhuǎn)子搖擺曲線的衰減速度明顯減慢,而引入水壓的微分反饋可加快振蕩過程的衰減,有效改善電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性。文中所提方法簡單,易于在水電機組調(diào)速器上實現(xiàn)。

大型水電機組多采用混流式機組,其轉(zhuǎn)輪葉片是固定的,不能隨電站運行工況的變化而調(diào)節(jié),易產(chǎn)生脫流和渦帶,引起水力振動,導(dǎo)致葉片裂紋和尾水管開裂。國內(nèi)外許多大型電站幾乎都發(fā)生過這類運行穩(wěn)定性問題,它屬于世界性課題。文章論述了水電機組轉(zhuǎn)輪葉片產(chǎn)生裂紋的機理,給出了實踐證明是行之有效的預(yù)防措施,以及改進的修復(fù)方法。

在剛性聯(lián)結(jié)電網(wǎng)模型基礎(chǔ)上,分析了水電機組并網(wǎng)運行頻率調(diào)節(jié)系統(tǒng)穩(wěn)定性。隨著一次調(diào)頻機組及容量增加,產(chǎn)生了電網(wǎng)頻率穩(wěn)定性下降的問題。如果電網(wǎng)中存在多個小容量機組的調(diào)節(jié)系統(tǒng),穩(wěn)定性較差,將會引起整個電網(wǎng)頻率調(diào)節(jié)系統(tǒng)穩(wěn)定性下降或不穩(wěn)定情況發(fā)生。因此必須重視小容量機組并入大電網(wǎng)運行時忽視系統(tǒng)穩(wěn)定性的現(xiàn)象,足夠的單機調(diào)節(jié)系統(tǒng)穩(wěn)定性可以保證多機調(diào)節(jié)系統(tǒng)的穩(wěn)定。當(dāng)各機組調(diào)節(jié)系統(tǒng)主導(dǎo)時間常數(shù)相同時,各執(zhí)行機構(gòu)動作趨于同步,電網(wǎng)頻率調(diào)節(jié)系統(tǒng)才會獲得良好的動態(tài)品質(zhì)。

介紹了在現(xiàn)場試驗時就水電機組勵磁系統(tǒng)對孤立運行頻率穩(wěn)定性的影響進行的研究,并據(jù)此對機組進行了優(yōu)化設(shè)計和試驗。

對不同工況下水輪機組的運行穩(wěn)定性作了分析;探討了實際運行中機組可能的運行工況、調(diào)速器參數(shù)的設(shè)置情況以及調(diào)速器參數(shù)對機組運行穩(wěn)定性的影響;通過調(diào)速器動態(tài)特性試驗進一步證實現(xiàn)有的調(diào)速器pid參數(shù)設(shè)置將使機組孤網(wǎng)帶負(fù)荷運行出現(xiàn)失穩(wěn)。筆者提出了解決辦法,并介紹了具體實施措施。

文章針對水電機組穩(wěn)定性測試中傳感器的選擇、測點選擇,對測試中應(yīng)注意的一些干擾問題以及數(shù)據(jù)信號等方面進行了具體的分析,并提出了針對性的解決方法。

從電廠設(shè)備安全運行的角度而言,對發(fā)電機組的振動監(jiān)測是很重要的.但是,以前我國水電廠用于現(xiàn)場在線運行的振動監(jiān)測儀長期運行的穩(wěn)定性及可靠性問題沒有完全解決.針對水電廠需要而研制的第一臺擺度振動監(jiān)測儀bzj于1987年年底在廣東某水電廠投入運行以來,已無故障地在現(xiàn)場在線運行五年多了.本文對該儀器的穩(wěn)定性及可靠性問題進行了分析討論.

大型風(fēng)力發(fā)電機組是復(fù)雜的多變量非線性動力學(xué)系統(tǒng),具有不確定性和多干擾性,導(dǎo)致難以獲取風(fēng)電機組精確的數(shù)學(xué)模型。為了保證風(fēng)力發(fā)電機組的穩(wěn)定運行,設(shè)計了一個穩(wěn)定的狀態(tài)反饋控制器,在風(fēng)速低于額定風(fēng)速時,通過控制發(fā)電機轉(zhuǎn)矩調(diào)整發(fā)電機的轉(zhuǎn)速,使風(fēng)輪轉(zhuǎn)速達到期望轉(zhuǎn)速,最大限度地捕獲風(fēng)能。通過狀態(tài)轉(zhuǎn)換將原問題轉(zhuǎn)換成系統(tǒng)在原點穩(wěn)定的問題,再通過李雅普諾夫函數(shù)找到合適的參數(shù),進而設(shè)計出控制器。之后給出了該系統(tǒng)的穩(wěn)定性證明,并基于該控制器,計算出了風(fēng)機運行的穩(wěn)定域。最后利用simulink搭建了風(fēng)力發(fā)電機組控制仿真平臺,并進行了數(shù)值仿真。結(jié)果顯示控制系統(tǒng)具有良好的穩(wěn)定性和期望的動態(tài)特性,表明該控制器取得了較好的控制效果,且在風(fēng)機運行穩(wěn)定域內(nèi),系統(tǒng)能穩(wěn)定運行。該方法設(shè)計簡單,不包含復(fù)雜的控制算法,具有一定的實用價值。穩(wěn)定域的提出,為風(fēng)機正常運行提供了理論依據(jù)。

大型風(fēng)力發(fā)電機組是復(fù)雜的多變量非線性動力學(xué)系統(tǒng),具有不確定性和多干擾性,導(dǎo)致難以獲取風(fēng)電機組精確的數(shù)學(xué)模型。為了保證風(fēng)力發(fā)電機組的穩(wěn)定運行,設(shè)計了一個穩(wěn)定的狀態(tài)反饋控制器,在風(fēng)速低于額定風(fēng)速時,通過控制發(fā)電機轉(zhuǎn)矩調(diào)整發(fā)電機的轉(zhuǎn)速,使風(fēng)輪轉(zhuǎn)速達到期望轉(zhuǎn)速,最大限度地捕獲風(fēng)能。通過狀態(tài)轉(zhuǎn)換將原問題轉(zhuǎn)換成系統(tǒng)在原點穩(wěn)定的問題,再通過李雅普諾夫函數(shù)找到合適的參數(shù),進而設(shè)計出控制器。之后給出了該系統(tǒng)的穩(wěn)定性證明,并基于該控制器,計算出了風(fēng)機運行的穩(wěn)定域。最后利用simulink搭建了風(fēng)力發(fā)電機組控制仿真平臺,并進行了數(shù)值仿真。結(jié)果顯示控制系統(tǒng)具有良好的穩(wěn)定性和期望的動態(tài)特性,表明該控制器取得了較好的控制效果,且在風(fēng)機運行穩(wěn)定域內(nèi),系統(tǒng)能穩(wěn)定運行。該方法設(shè)計簡單,不包含復(fù)雜的控制算法,具有一定的實用價值。穩(wěn)定域的提出,為風(fēng)機正常運行提供了理論依據(jù)。

隨著我國風(fēng)力發(fā)電技術(shù)不斷的發(fā)展,風(fēng)電在電網(wǎng)中滲透率逐漸增加已經(jīng)成為了一種發(fā)展趨勢,風(fēng)電機組運行穩(wěn)定性也備受人們的關(guān)注,發(fā)電網(wǎng)絡(luò)對風(fēng)電機組的適應(yīng)能力提出了更高的要求.所以,為了提高風(fēng)電機組電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性,就需要從風(fēng)電機組的角度來研究影響機組穩(wěn)定性的因素,并對其加以改進.

隨著我國風(fēng)力發(fā)電技術(shù)不斷的發(fā)展,風(fēng)電在電網(wǎng)中滲透率逐漸增加已經(jīng)成為了一種發(fā)展趨勢,風(fēng)電機組運行穩(wěn)定性也備受人們的關(guān)注,發(fā)電網(wǎng)絡(luò)對風(fēng)電機組的適應(yīng)能力提出了更高的要求。所以,為了提高風(fēng)電機組電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性,就需要從風(fēng)電機組的角度來研究影響機組穩(wěn)定性的因素,并對其加以改進。

小山電站機組為80mw混流式水輪發(fā)電機組,為了檢驗機組的運行特性,在機組大修后,對機組進行了穩(wěn)定性試驗,通過試驗,分析各運行工況下機組各部位振動擺度、壓力脈動數(shù)據(jù),找出機組振動原因,從而為機組避振運行、提高運行壽命提供科學(xué)依據(jù)。

從系統(tǒng)軟件設(shè)計的角度,以狀態(tài)監(jiān)測參數(shù)的選取、專家知識庫及狀態(tài)參數(shù)數(shù)據(jù)庫的建立為重點,介紹了水電機組狀態(tài)監(jiān)測與檢修系統(tǒng)的構(gòu)成及該系統(tǒng)各軟件模塊的設(shè)計思路和應(yīng)用功能

對高水頭長隧洞雙機組雙調(diào)壓井的水輪機組水、機、電系統(tǒng)進行研究,得出系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型及其穩(wěn)定性和動態(tài)品質(zhì);分析有壓過水系統(tǒng)、調(diào)速器等參數(shù)以及機組間水力干擾對穩(wěn)定性及動態(tài)品質(zhì)的影響;提出改善系統(tǒng)穩(wěn)定性及動態(tài)品質(zhì)的措施。

在調(diào)研的基礎(chǔ)上,分析了當(dāng)前大型水電機組推力軸承運行狀況及其故障原因,并結(jié)合電網(wǎng)和水電廠的運行實際,按照電力系統(tǒng)實施運行機組狀態(tài)檢修的目的和要求,建立了一個大型水電機組推力軸承運行穩(wěn)定性狀態(tài)監(jiān)測及故障診斷系統(tǒng),為軸承分析診斷提供了有效、可靠的依據(jù)

本文論述了同步發(fā)電機進相運行的基本原理,闡述了同步發(fā)電機進相運行對發(fā)電機組的危害,論述了發(fā)電機帶自動勵磁調(diào)節(jié)器(avr)的靜穩(wěn)定分析,得出了同步發(fā)電機進相運行可達到靜穩(wěn)定的結(jié)論。

介紹了對我國100多臺已運行的水輪機氣蝕調(diào)查結(jié)果,分析了氣蝕改善的原因,并給了有關(guān)水輪機比轉(zhuǎn)數(shù)和裝置氣蝕系數(shù)的統(tǒng)計關(guān)系曲線等。

根據(jù)萬家寨水電站幾年來的運行實測數(shù)據(jù)和有關(guān)科研院校的試驗數(shù)據(jù),分析了萬家寨樞紐大壩庫區(qū)水位、電站運行負(fù)荷和水輪機組的運行振動及節(jié)水的關(guān)系,給出了從穩(wěn)定運行和節(jié)水等因素綜合考慮的較為合理的庫區(qū)運行水位和水輪機組運行負(fù)荷。

針對水電機組激振試驗的特點，設(shè)計、制造并標(biāo)定了大型力錘。它克服了信噪比不高的缺點，使瞬態(tài)激振成功地應(yīng)用于水電機組的實驗分析，并取得了較高的試驗精度。

在長達一年多的時間里,對柘林水電廠b廠兩臺機組進行了28臺次試驗,全面掌握了機組各水頭下尾水錐管、頂蓋和渦殼中的壓力脈動情況,以及對機組安全穩(wěn)定運行的影響。