[發(fā)明專利]一種抽水蓄能機組過水系統(tǒng)的建模方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610521828.0
• 申請日: 2016-07-05
• 公開（公告）號: CN105956350B
• 公開（公告）日: 2017-04-19
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 周建中;許顏賀;趙威;鄭陽;張云程;張楚;付文龍;胡弦;李超順;胡肇偉;趙志高;張楠;武越越
• 申請（專利權(quán)）人: 華中科技大學(xué)
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 華中科技大學(xué)專利中心42201
• 代理人: 趙偉

1.一種抽水蓄能機組過水系統(tǒng)的建模方法，其特征在于，包括如下步驟：

(1)采用等效T型電路建立有壓過水管道的第一電路等效模型；

(2)依據(jù)阻抗式調(diào)壓室的基本方程建立調(diào)壓室的第二電路等效模型；

(3)根據(jù)水泵水輪機全特性曲線建立水泵水輪機的第三電路等效模型；

(4)將所述第一電路等效模型、第二電路等效模型、第三電路等效模型進行疊加，獲得包括電壓源、電感、電容和可變電阻的抽水蓄能機組過水系統(tǒng)的電路等效模型；

所述步驟(1)包括如下子步驟：

(1-1)將整段有壓過水管道劃分成n個長度為dx的有壓微管段；n為正整數(shù)；

(1-2)對各有壓微管段建模，獲得各有壓微管段的T型電路；

(1-3)獲取各有壓微管段的T型電路的參數(shù)，包括等效電容C′、等效電感L′和等效電阻R′；

等效電容

等效電感

等效電阻

其中，Q為流量，D為管道直徑，A為管道斷面積，g為重力加速度，a為水擊波速，λ為摩阻系數(shù)；

(1-4)將n個有壓微管段的T型等效電路進行級聯(lián)，獲得整段有壓過水管道的第一等效電路模型；

所述步驟(2)包括如下子步驟：

(2-1)建立阻抗式調(diào)壓室的基本方程；

其基本方程為

其中，H_S、Q_S為調(diào)壓室底部壓強、流量，A₁為阻抗孔口面積，A₂為調(diào)壓室的面積，H_C為調(diào)壓室水面高程，K_R為底部孔口流量損失系數(shù)，H_R為阻抗孔的水頭損失，K_S為流量進入調(diào)壓室底部孔口阻抗系數(shù)，g為重力加速度；

(2-2)根據(jù)阻抗式調(diào)壓室的基本方程建立調(diào)壓室的由電容C_s與電阻R_s組成的第二電路等效模型，電路等效模型的參數(shù)為：C_S＝A₂，R_S＝K_S|Q_S|；

所述步驟(3)包括如下子步驟：

(3-1)采用由Suter數(shù)值變換公式，用無量綱相似參數(shù)WH和WM對水泵水輪機全特性曲線進行描述，具體為：

$\left\{\begin{array}{c}WH(x,y)=\frac{h}{a^2+q^2}\\ WM(x,y)=\frac{m}{a^2+q^2}\end{array}\right.;$

其中，a、q、h、m分別為轉(zhuǎn)速、流量、水頭和轉(zhuǎn)矩的相對值，x為相對流量角，y為導(dǎo)葉相對開度，

(3-2)將流入水泵水輪機的水流所具有的慣性等效為電感L_pt，將水泵水輪機的特性等效為可變電壓源，根據(jù)所述電感和可變電壓源建立水泵水輪機的第三電路等效模型；

所述可變電壓源的電壓根據(jù)水泵水輪機的全特性曲線H(W_H(y,q,a))插值計算獲得。