一、一种改善水轮发电机组稳定性的方法（论文文献综述）
王锦华[1]（2021）在《机组变速与附加控制协同抑制含调压室调节系统尾波研究》文中提出电力系统对承担调峰调频任务的水电机组动态特性要求越来越高,但具有长压力引水道的水电站过渡过程中调压室水位波动引起的尾波衰减缓慢,恶化了调节系统的调节品质,对机组调频造成的严重影响一直没有得到解决。对此,本文提出机组变速与附加控制协同抑制含调压室转速调节系统尾波的策略,通过变速机组的转子储能抑制发电机功率波动,利用附加控制改善水轮机转速调节系统调节品质。（1）分析了压力管道、调压室、压力引水道、水轮机、转速调节器、随动系统、最优转速发生器、双馈电机、变流器及控制系统等环节的特性,分别写出各部分的数学模型,并建立含调压室的可变速水轮发电机组整体仿真模型。（2）针对发电机输出功率的尾波波动,基于合理假设,先对调节系统的电机及控制部分进行化简,得到双馈电机有功控制的简化模型;然后通过双馈电机转子侧矢量控制实现有功功率快速响应,抑制了调压室引起的发电机功率尾波波动;最后通过模型仿真,结合过渡过程调节品质指标,证实了机组变速运行后发电机功率尾波得到改善。（3）常规转速调节器对调压室水位波动引起的水轮机出力、转速、水头、流量等参数的尾波波动控制能力有限,机组运行过渡过程的调节品质无法达到要求。针对该问题,首先通过数学手段简化模型,推导出水轮机系统中导叶开度与功率间的传递函数,分析水轮机转速调节系统中调节品质差的内在机制;其次,通过分析传递函数的动力特性,结合时域瞬态响应性能指标,分别通过水压反馈和串联校正两种方法获得附加控制信号,引入转速调节器中,抑制了尾波波动;最后通过模型仿真,分析校正前后水轮机系统各参数调节品质指标,验证校正信号引入后对尾波的控制效果。结果表明:在一定参数范围内,通过机组变速与附加控制协同抑制,系统尾波振荡幅度减弱、调节时间减小。证实该方法是提高机组调节品质的有效途径。
李常开[2]（2021）在《全功率变速水轮发电机组的低电压穿越控制策略研究》文中研究说明全功率变速是水轮发电机组变速运行的主要方式之一,因其控制系统、变速运行范围、功率响应速度等相对于双馈变速水轮发电机组更具有优势,受到了业内的广泛关注,由于变流器的使用,这就要求其具备相应的低电压穿越能力,因此本文针对全功率变速水轮发电机组的低电压穿越控制策略展开研究,在分析机组的能量流动关系和传统卸荷电路的基础上,提出利用转子储能及有功无功协调控制的低电压穿越控制策略,并给出了该策略下低电压穿越时,水轮发电机组转速上升最大值的解析方法,该研究成果可为提高全功率变速水轮发电机组的低电压穿越能力以及全功率变速水轮发电机组设计提供有效参考。具体内容如下:（1）建立了全功率变速水轮发电机组的数学模型,采用转速调节器控制机组转速,机侧变流器控制有功无功功率,网侧变流器控制直流母线电压恒定的传统控制策略,分析了机组的电压跌落特性,采用卸荷电路实现机组的低电压穿越,通过仿真进行了验证,但卸荷电路增加了硬件,系统更加复杂、成本高、变流器的通用性降低。（2）根据水轮发电机组旋转储能能力强、转速运行范围宽、水轮机功率可通过转速调节器灵活调节的特点,提出了机侧变流器控制直流母线电压,网侧变流器控制机组的有功和无功功率,转速调节器控制机组转速的转子储能的低电压穿越控制策略。该策略取消了卸荷电路,将不平衡功率转移到了发电机,利用发电机转子升速储存低电压穿越期间的不平衡功率,并根据电网电压跌落幅值向电网输送一定无功电流。仿真结果表明,该策略将直流母线电压有效限制在1.1pu以内,减小了直流母线电压波动,机组转速上升到1.12pu,不会对机组的稳定运行造成影响,网侧变流器向电网输送1.05pu的无功电流,并随着电网电压的恢复逐渐减小至0,提高了机组的低电压穿越能力。（3）利用转子储能策略实现机组低电压穿越时,为了能够快速得出机组转速上升最大值,本文考虑导叶动作和导叶不动作两种情况,对系统进行合理简化,推导出转速上升最大值数值解析模型,通过仿真验证,该解析模型可较好的模拟转速上升的动态过程,得出转速上升最大值,以及机组参数对转速上升最大值影响规律,为变速机组低电压穿越选型提供了依据。
范宇宏[3]（2021）在《水轮发电机组轴系横/轴向耦合振动特性分析》文中进行了进一步梳理在国家电力系统规模扩大化和能源结构形式多样化的背景下,风能、太阳能等随机可再生能源将会更多地被电力系统所消纳。随着水电在电力系统所占比重不断增加,其对电网安全稳定运行所带来的影响也日益突出,相应水力发电机组的安全稳定运行成为水利水电工程领域关注的热点问题。深入分析水轮发电机组的振动机制将能更好地确保其运行稳定性,有效减轻甚至避免振动故障给机组带来的潜在危害。本文以水轮发电机组轴系为研究对象,采用转子动力学理论和有限元分析方法,对机组转子-轴承系统在机械及电磁外激励作用下的动力特性进行了分析,论文主要研究内容如下:（1）针对以往利用有限元方法建立机组轴系模型多未考虑轴向自由度的情况,本文以单节点4自由度Euler梁为基础,将轴向位移纳入轴系整体,推导并建立了相应的单节点5自由度水电机组转子-轴承有限元模型,从而为后续展开轴系在多振源激励下的动态特性研究提供模型基础。（2）针对由机械、电磁因素引起的定、转子碰摩问题,构建了考虑动静偏心影响的不平衡磁拉力模型。在此基础上,利用Newmark-β和Newton-Raphson相结合方法,同时借助Poincaré映射图、轴心轨迹图、时域图和频谱图等非线性分析手段对机组轴系在多振源激励下的振动特性进行了研究,对比了有无轴向自由度及轴向电磁力对系统横向振动特性的影响。本文研究成果可为水轮发电机组轴系振动研究提供参考。
李欢欢[4]（2021）在《水轮发电机组安全评价及其调节特性对互补发电效益影响研究》文中研究指明在电力低碳转型大背景下,水轮发电机组（常规水轮发电机组和水泵水轮发电机组）作为稳定灵活性资源将消纳更多风光可再生能源。受电力负荷峰谷差与自身水-机-电耦合特性的双重影响,水轮发电机组将面临更为频繁的过渡过程,顶盖振动、导轴承摆度及尾水压力等指标参数剧烈变化,严重威胁机组安全运行及调能效果。本文以揭示水轮发电机组过渡过程复杂水-机-电耦合关联机制与解析多指标参数复杂波动变化背后潜在风险规律为关键科学问题,构建水轮发电机组动态安全评价新框架,并将水轮发电机组动态调节特性纳入高比例可再生能源入网的现实情景下,进一步优化机组互补性能与互补效益,取得以下三方面研究成果。1.围绕揭示水轮发电机组过渡过程复杂水-机-电耦合关联机制这一关键科学问题,克服传统水轮机调节系统模型、轴系模型或抽蓄电动机模型不能全面描述机组水-机-电耦合特性的缺陷,探究子系统耦合切入点,建立两类机组过渡过程水-机-电耦合模型并深入研究机组动态稳定性。主要包括:（1）针对一管两机常规水轮发电机组,由水轮机力矩推求转轮水力不平衡力,以水力不平衡力为切入点耦连发电机不平衡磁拉力、阻尼力、碰摩力及水导轴承非线性油膜力,使水力系统与机电耦合系统紧密联系,利用特征线法求解引水管-尾水管传递函数、四阶龙格库塔法求解轴系受力方程,建立水轮机调节系统与轴系耦合统一模型,将可靠性验证后的耦合统一模型应用于开机稳定性分析,研究主要运行或结构参数对机组振动特性影响规律,优化主要参数取值,从而使机组能够以最经济、操作最简便的优化方式提高过渡过程稳定性。结果表明:转子振幅与自调节系数关系可用二次方程近似描述,转子振幅与转轮进出口直径比关系可用五次方程近似描述;轴承离心率对开机振动失去响应的临界数量级趋近于1×10-6,转轮进出口直径比最优取值趋近于0.8,自调节系数最优取值趋近于3。（2）针对一管两机水泵水轮发电机组,将其抽水调相运行时水压扰动等异常变化等效为高斯随机型或阶跃型外部激励,以“外部激励影响有功输出,有功输出影响无功特性”为切入点耦连水力系统与机电耦合系统,利用特征线法求解复杂管道传递函数并基于Matlab/Simulink模块耦合励磁装置及抽蓄电动机模型,建立完整水泵水轮发电机组多机调相仿真模型。利用可靠性验证后的仿真模型研究外部激励作用下进相与迟相转化机制及多机间无功流动特性,并结合工程案例提供调相机跳机情景下的风险缓解建议。结果表明:一台机组受到外部激励时,易导致并行机组进相深度减小甚至转迟相运行;阶跃激励比高斯随机激励对进相与迟相转化行为影响更大;阶跃激励较大时,励磁电流辅助调节作用可适当缓解调相不稳定性。2.围绕解析多指标参数复杂波动变化背后潜在风险规律这一关键科学问题,克服子系统耦合复杂性造成风险特征提取和风险表现归类困难问题,提出利用动态风险量化方法深入挖掘两类机组过渡过程指标参数间及与运行风险间关联规律的新思路。（1）为准确界定常规水轮发电机组不推荐运行区、且缓解推荐运行区风险问题,基于理论修正的顶盖振动、导轴承摆度及尾水压力等动平衡实验关键指标参数,利用动态熵改进模糊集评价方法与灰色关联评价方法,提出动态熵-模糊集风险评价方法与灰-熵关联动态风险评价方法深入挖掘不推荐运行区与推荐运行区关键指标参数潜在风险规律,以概率形式量化机组实时风险度,提取高风险指标参数并对危险度排序。结果表明:机组不推荐运行区可从0 MW～121 MW缩减至0 MW～100 MW,将为灵活性调度增加21 MW可调容量。推荐运行区内不同水头下指标参数危险度排序存在明显差异,证明不同运行水头下定位的高风险部件将各有侧重。（2）为缓解水泵水轮发电机组水轮机工况甩负荷过渡过程运行风险,考虑导叶直线关闭和球阀-导叶联动关闭两种方式,利用训练数据和相应风险判别准则改进传统Fisher判别法,提出基于Fisher判别的动态风险评价方法深入挖掘甩负荷过程水轮机流量、转速、尾水压力及蜗壳压力等关键指标参数风险演化特征,量化各工况点下机组运行风险概率。结果表明:导叶直线关闭和球阀-导叶联动关闭方式下机组不稳定运行概率分别为0.23和0.16,说明导叶直线关闭方式下机组甩负荷后会出现包括水锤压力在内的严重稳定性问题,若不优化导叶关闭方式,长期运行将造成部件疲劳损伤;两种关闭方式下机组风险演化特征均呈现双峰特性,其中第1波峰发生于甩负荷初期,而第2波峰发生于甩负荷后期;球阀辅助关闭的加入对机组第1波峰运行风险缓解作用极小,但可显着降低第2波峰风险概率。3.围绕高比例可再生能源入网严重威胁水轮发电机组安全运行及调能效果这一现实情景,克服现有经济目标函数缺乏对灵活性水电机组调节成本量化的缺陷,构建超调量、上升时间、调节时间及响应峰值等水电机组动态调节性能指标以衡量PID控制参数、能源配比及传输线路布置优化对水光互补系统稳定运行优化作用。进一步地,以水风互补系统为研究对象,提取高敏感性超调量指标量化水电机组动态调节成本,综合考虑电能损失成本、投入成本及售电利润等较完备的投入-产出费用因子,提出以成本-利润为目标函数的水风互补发电效益评价方法,研究风速类型、容量配比及市场电价波动对互补发电效益作用机制。结果表明:当风电接入比例超54.5%时,最不利风速条件下风力发电效益将反超水力发电效益;分时电价每天捕获的互补系统总发电效益比固定电价效益要高出1万元左右。
马优[5]（2021）在《700MW等级斜立筋水轮发电机组不平衡磁拉力振动数学模型的建立与验证试验研究》文中研究指明我国水能资源丰富,水电装机容量为世界第一,并且有大量大型水轮发电机组,其中多数为700MW等级水轮发电机组,如三峡、小湾、龙滩、溪洛渡、向家坝、糯扎渡等大型水电站。700MW等级水轮发电机制造技术为我国通过三峡工程引入,目前已经消化吸收,并且实现了自主创新,水轮发电机的单机容量已达1000MW。700MW及以上的大容量水轮发电机组大多都采用斜立筋结构定子机座,此结构形式能有效抵消热应力,保证定子系统的同心度,防止定子铁芯叠片翘曲。但是降低了定子系统径向刚度,使得产生了定子系统机械电磁耦合作用引起的稳定性问题。本文以华能澜沧江水电股份有限公司小湾电厂的水轮发电机组为例,建立了有限元模型与非线性薄短圆柱壳模型,计算结果与稳定性试验结果对比,有限元模型计算误差分别为5.68%与5.23%,非线性薄短圆柱壳模型计算误差分别为1.81%与11.2%,计算结果基于稳定性试验结果,对水轮发电机组的运行、检修具有实用和指导性意义。具体研究内容如下:（1）进行了小湾电厂某机组的变转速、变励磁、变负荷工况下的稳定性试验,得知定子系统的振动偏大的主要原因为机械-电磁耦合产生的不平衡磁拉力;定子系统在稳定运行时,其轴向振动很小,建立模型时可以忽略;且定子机座与定子铁芯水平振动幅值相当,在研究径向振动时,可以视为整体。（2）建立了有限元分析模型,完善了有限元分析的计算流程,可以利用谐响应耦合中的相位信息,得到振动幅值时域图,相比于瞬态计算,大大减小了时间。（3）用有限元模型验证了定子系统在定位筋连接刚度变化时定子系统模态变化情况,当定位筋连接刚度趋于无穷大时,定子系统模态会趋于稳定,此时模型可以反应定子系统稳定运行状态。本模型计算时,线性摄动模态分析了空载与满负荷工况下,静态电磁拉力与负荷转矩对定子系统模态的影响,空载下静态电磁拉力降低了系统的低阶固有频率,对高阶固有频率的影响不大,负荷转矩作用对固有频率影响不大。（4）建立了非线性薄短圆柱壳模型,分析了不平衡磁拉力与定子系统径向振动位移的耦合作用,建立了不平衡磁拉力与圆柱壳振动位移耦合的非线性方程。以额定励磁工况计算了定子系统的非线性振动,此工况下无切向力作用,且忽略轴向振动变化,可将偏微分方程简化为常微分方程。在同样工况与激励下,非线性模型计算结果远大于有限元模型计算结果。在实际运行时,机组振动该情况会由于非线性特征迅速恶化。非线性分析中,定子系统刚度减小会使得非线性振动频率减小。有限元模型与非线性薄短圆柱壳模型计算结果均表明,定子系统振动运行与研究的关注点主要为低频振动。
刘公成[6]（2020）在《不同激励作用下的水力发电系统典型工况稳定性评估》文中指出水力发电系统是一类具备非线性、耦合性和随机性等特点的复杂非线性动力系统,系统中的机械、电磁和水力等因素彼此之间相互影响、相互制约。完整的水力发电系统包含水轮发电机系统、引水系统和调速控制系统,这三个重要子系统之间虽然具有不同的物理属性,参数的量级也不尽相同,但通过系统内部的耦联形成一个统一运行的水-机-电耦合系统。其中任意子系统的状态发生变化,均会通过耦联机制对整个水力发电系统产生影响。以水力发电系统为研究对象,考虑到其作为典型的水-机-电耦合系统,受到干扰后,系统的稳定性和动态响应随时间推移会发生变化。将实际中影响机组稳定运行的扰动转化为激励的形式进而引入到模型中,分析不同激励下水力发电系统运行的稳定性和动态特性。本论文研究的主要内容和结果如下:（1）水轮发电机组的稳定性可以用机组的振动、摆度以及压力脉动这些参数进行表征,其中振动是是衡量机组稳定性最直接、最重要的指标。影响水力稳定性的因素相对比较复杂,尾水管涡带是影响水力发电系统稳定性的关键因素之一。为了深入研究水力发电系统在压力脉动影响下的稳定性与振动特性,基于水轮机调节系统与轴系耦联关系,建立包含调节系统与轴系的耦合动力学模型并引入尾水管压力脉动作为水力激励。揭示了系统不同组成要素之间的非线性耦合关系及不同机械系统参数对系统振动特征的影响规律。研究成果为探究压力脉动影响下的稳定机理提供一定的理论参考。（2）时滞现象经常出现在许多实际机械和电气系统中,如电网、过程控制系统和工程系统。虽然在许多工程实践中,时间延迟很小,但对非线性系统的稳定性和可控性仍有很大的负面影响。考虑到机械系统中惯性和间隙的影响,将时滞通过系统参数引入到水轮机调节系统中,利用数值模拟分析不同时滞对水轮机调节系统的稳定性的影响规律。系统在运行过程中不是一直稳定在单一工况点,而是根据网侧需求不断的进行负荷调整和工况转换,传递系数在这个过程中是不断变化的,选取与传递系数关系密切的中间变量e转化为周期激励,研究了不同时滞与不同激励强度耦合下的系统动态响应,并揭示系统随激励幅值和时滞增大过程中的失稳机理。（3）水力发电系统的稳定性受到水力发电系统的内部特性以及外部的运行条件的共同影响,内部因素与外部因素相互作用,相互影响,会出现明显的随机性。考虑水轮机会受到压力随机波动、传动结构的失效以及机械系统的固有误差的影响,在水力发电系统中的轴系模型中引入内外随机激励,并将其从传统的Lagrange体系转换到能量体系,把内外激励影响下的水力发电系统随机问题转化为对单一因素（能量）的分析。运用随机平均法把水力发电系统的随机模型用一维扩散过程来表示,运用边界分析法对系统的随机稳定性进行分析,通过确定安全域和对可靠性函数的计算,对水轮发电机的稳定性和可靠性进行了研究。
刘静[7]（2020）在《风水互补发电系统的电能质量与稳定性研究》文中指出风电受不可控、随机波动风速的影响,电能质量通常较差。随着并网容量不断增加,风电在电网中的渗透率日益提高,从而对电网的安全稳定运行带来严峻挑战。水电作为目前电力系统中技术最成熟的清洁能源,具有灵活的调节能力和稳定的供电质量,风水互补发电是解决目前风电发展问题的有效途径。然而目前水电的实际运行与控制仍以承担传统电力系统发电任务为主,风水互补发电系统的研究多集中在优化调度和协调控制上。风水互补系统的电能质量是反映系统互补特性的关键指标,水力发电机组的稳定性是互补系统安全可靠运行的重要保障。因此非常有必要研究在风水互补发电系统框架下互补系统的电能质量与水力发电机组的稳定性。论文主要安排如下:（1）随机扰动下水力发电机组并网稳定性。为探究水电机组在并入新能源电力系统过程中的瞬态稳定性,建立开机并网过程中水轮机调节系统非线性模型。建模过程中,小波动工况下传递系数被描述为随时间衰减震荡逐渐趋于定值的动态传递系数,同时考虑随机扰动对水头的影响,对水头引入了随机因素。通过数值模拟和计算处理,分析了水轮发电机组在开机过程中的转速规律,以及水头在不同随机强度下对水力发电机组并网稳定性的影响,最后研究了在随机扰动下不同系统参数对水力发电机组并网稳定性的影响。（2）风水互补发电系统建模。以秒为时间尺度,利用模块化建模方法建立精细的风力发电系统和水力发电系统模型,并与IEEE 9节点模型耦合,建立风水互补发电系统模型,并通过Matlab/Simulink数值仿真与已有文献结论对比进行模型验证。（3）风水互补发电系统的电能质量研究。基于建立的风水互补发电系统模型,分析了不同风水容量配比和不同风速对风电、水电和互补发电系统功率、频率和电压质量的影响;针对电力系统电能质量标准制定电能质量评估指标,定量评价了风水配比对互补发电系统有功功率、频率和电压的影响;考虑到电力系统暂态电能质量问题中电压跌落的频发性,研究了电力系统电压跌落幅值和跌落持续时间对互补发电系统电能质量稳定性的影响规律。（4）风水互补发电系统下水电机组轴系稳定性研究。从水力发电系统稳定性角度出发,建立了水力发电机组轴系数学模型,并将其与风水互补发电系统模型耦合;考虑风速的随机性与波动性对轴系的影响,选取六种典型风速,探究轴系发电机转子和水轮机转轮的振动特征;进一步探究风水容量配比对轴系的影响,分析发电机转子、水轮机转轮以及整个轴系的动力学演化规律。
李建玲[8]（2020）在《水轮发电机组轴系建模及振动特性研究》文中研究说明水力发电系统作为水电站最重要的组成部分,其安全、稳定、高效运行是保证水电厂安全、优质、经济发供电的基础,但随着当前大容量、高水头、高比转速机组的建成投运,水轮发电机组的振动问题与水力发电系统整体的安全稳定性问题日益突出。因此,本文通过综合考虑随机扰动、外部作用力和系统内部参数等对系统的影响,建立了更加精确的水力发电系统非线性数学模型,研究分析了随机扰动、复杂外力作用下水力发电系统局部和整体的振动特性及其运行稳定性。本论文的主要研究内容和结论可概括为以下三方面:（1）针对多重随机因素影响下水轮机调节系统机组转速波动问题,本文从水力发电系统中存在的随机因素对系统产生的影响出发,在传统水轮机调节系统非线性数学模型的基础上,对流量q1、调压室底部压力值h2和水轮机进口压力值h3分别引入随机变量ω1、ω2和ω3,建立水轮机调节系统多随机非线性数学模型;然后依次改变随机强度为0.025、0.050和0.100,利用Matlab进行大量数值仿真及数据统计,分析不同随机强度作用下单随机因素、双随机因素和三随机因素分别对水轮机调节系统稳定性产生的影响,并提出相关理论措施对系统中存在的随机因素加以规避或利用。（2）为分析陀螺效应对水轮发电机组局部及整体振动特性的影响,本文以大容量、高水头、高比转速水轮发电机组为研究对象,综合考虑陀螺力矩、转动惯量、不平衡磁拉力等的影响,建立考虑陀螺效应的水轮发电机组主轴系统多自由度非线性数学模型;以某电站实际安装参数为基础,利用Runge-Kutta法对所建模型进行数值仿真,并就不同角速度下（20rad/s、60rad/s、80rad/s和120rad/s）,考虑陀螺效应与不考虑陀螺效应分别对机组振动特性的影响进行了分析,相关结论可以为水轮发电机组的设计、运行及安全评估提供理论依据。（3）水力发电系统为水机电耦合的复杂非线性系统,其运行过程中的水力因素、机械因素及电磁因素均会对系统整体的稳定性产生较大影响。为进一步研究分析这些因素对系统振动特性的影响规律,本文通过分析水轮机调节系统和水轮机主轴系统之间的耦联关系,建立了复杂管系的水轮机调节系统与考虑陀螺效应的主轴系统相耦合的水力发电系统整体模型,研究了陀螺效应对耦合系统的影响,并在此基础上分析了不同轴向偏差（r=0.0001、r=0.0002和r=0.0003）对水轮发电机组振动响应特性的影响,相关研究成果可以为机组设计、安装提供理论指导,以最大程度的减小机组振动。
蒙鸿培[9]（2020）在《储能型电气制动装置与发电机的综合协调控制研究》文中认为电气制动装置对改善发电机组的暂态稳定性,特别是机组甩负荷情况下的暂态稳定性有重要作用。因此,研究发电机组的电气制动装置具有重要意义。传统的电气制动装置是耗能型装置,即当发电机甩负荷后,通过电阻来消耗发电机转子的动能。本文提出了储能型电气制动装置,即采用超级电容将发电机转子动能存储起来,待发电机恢复并网后再将存储的能量释放回电网,本文称之为超级电容储能型电气制动装置（Super Capacitor energy storage Brake Device,SCBD）。研究表明SCBD不仅能够提高发电机系统的暂态稳定性,还能对系统进行功率补偿,发挥出STACOM的功能。本文以水轮发电机为研究对象,研究了SCBD与水轮发电机的综合协调控制,并通过仿真结果分析了SCBD对水轮发电机系统暂态稳定性的影响和功率补偿功能。此外,还将SCBD应用于负荷侧,对SCBD的功率补偿功能做了进一步验证。全文主要完成以下几点工作:1、从SCBD原理图入手,推导出SCBD在dq0坐标下包含超级电容器侧直流电压的三阶准确数学模型。接着以水轮发电机为研究对象,并根据SCBD与发电机连接的结构图,建立了包含发电机励磁、调速控制系统和SCBD的八阶非线性综合控制系统模型。2、根据综合控制系统模型的特征,选取微分代数非线性控制法为控制策略,完成了对控制系统的多指标非线性控制器设计（Differential Algebraic Multi-index Nonlinear Control,DAMNC）,得到系统的非线性控制律u。运用MATLAB仿真所建系统,与线性最优控制法（LOC）设计控制器作比较,校验了系统模型的有效性和所设计控制律u的优越性,并通过三相短路扰动仿真验证SCBD对系统暂态性稳定的影响,通过调压和调功等小扰动验证SCBD的功率补偿功能。3、采用开关函数法建立SCBD的模型,扩展了SCBD的建模方式。并且为了避免多指标非线性控制法中C参数的配置,减少控制器参数配置的数量,降低控制器对系统约束条件的依赖,本文将目标全息反馈法（Nonlinear Coordinated Control method with Objective Holographic Feedback,NCCOHF）运用于非线性控制器设计中,扩宽了对SCBD与发电机综合控制研究的设计思路。并针对NCCOHF法,对系统做了有、无SCBD的仿真,进一步验证了SCBD对系统暂态稳定性能改善的有效性。4、研究了SCBD在负荷侧的应用,进一步验证了SCBD的功率补偿功能。
许贝贝[10]（2020）在《水力发电机组系统可靠性与多能互补综合性能研究》文中认为在国家进行电力结构化、市场化改革大背景下,风水等随机可再生能源将会更多地被电力系统所消纳。水电作为调峰调频重要角色,将会面临更为频繁的过渡工况调节和非最优工况运行两个重要发展趋势。准确认识在非最优工况运行下水轮发电机组动态变化特征,对提高水轮发电机组系统的灵活性运行和维护区域电力系统的安全可靠性具有重要的科学意义价值。机组在非最优工况区轴系振动剧烈,以传统水轮机调节系统为核心的PID调速器控制效果无法保证发电机角速度的稳定性,这严重威胁了水轮发电机组在非最优工况区的发电可靠性。论文以水轮机调节系统发电机角速度控制与轴系振动相互作用关系为关键科学问题并对传统水轮机调节系统模型进行改进以研究水轮发电机组发电可靠性和综合性能评估问题,并取得以下三方面研究成果:1.基于最优工况设计的传统水轮机调节系统因轴系振动微小而忽略其对调速器控制的影响,这已不适应能源结构改革背景下电力系统对水轮发电机组全工况运行的新要求,故提出基于传统水轮机调节系统评估非最优工况下水轮发电机组发电可靠性建模新思路——传统调节系统与水轮发电机组轴系统模型的耦合统一围绕水轮机调节系统控制与水力发电机组轴系振动相互作用关系问题,系统论述和分析调节系统与机组轴系耦合关系和参数传递方式。通过对三种耦合方法的深入研究,进一步提高了水轮机调节系统在部分负荷或过负荷工况下的模拟精度。主要包括:（1）以水轮机调节系统中发电机角速度与水轮发电机组转子形心偏移一阶导数为耦合界面参数,实现了调速器控制与轴系振动相互作用的模型统一;选择经典调节系统模型和基于纳子峡水电站现场测量轴系偏移峰峰值数据作对比探究统一模型模拟精度。结果表明:机组轴系形心偏移不受流量变化的影响,即工况变化形心偏移值保持不变,且轴系固有频率基本保持不变。可见,通过发电机角速度耦合的水轮发电机组系统在不同工况下相互作用关系极不明显,且在轴心偏移上模拟精度较差。（2）以水力不平衡力和水轮机动力矩为耦合界面参数,并选择经典调节系统模型与耦合统一模型仿真结果对比探究模型模拟精度。结果表明:水轮机调节系统动态响应模拟误差在稳定值无差别,在过渡过程下模拟误差超过10%。可见,基于水力不平衡力和水轮机动力矩耦合的系统模型能够较好反映机组在过渡过程下调节系统与轴系振动相互作用关系,但在过渡过程中模拟误差较大。（3）以水力激励力、水力不平衡力和水轮机动力矩为耦合界面参数,并对轴系不对中故障振动实验测量的轴心轨迹和振动频率与所建耦合统一模型仿真结果进行对比分析,发现机组固有频率模拟误差小于3%。可见,通过水力激励力、水力不平衡力和水轮机动力矩耦合的系统模型在模拟不对中故障时表现出较好的模拟精度。2.围绕非最优工况下水轮机调节系统耦合关系复杂且参数取值存在不确定性导致的发电可靠性评价困难问题,提出利用敏感性和可靠性分析工具量化不同工况下机组发电可靠性的新构想——水轮发电机组系统发电可靠性指标及其初步应用（1）稳定工况和过渡工况下模型参数不确定性分析从水电站参数设计角度对机组模型参数进行随机不确定性定义,并选择发电机角速度和发电机形心偏移作为调节系统和轴系系统模型输出值,从而得到机组在稳定运行工况和过渡工况下模型单参数敏感性排序和参数间相互作用的敏感性排序,进而确立水力发电系统发电可靠性的场景设计原则。（2）不同场景下水轮发电机组发电可靠性指标选取与评估通过设计不同可再生能源占比、不同风速干扰等场景,选择最小调节值、最大调节值、超调、欠调和峰值五个动态指标作为发电可靠性评估指标,研究风水互补发电系统的故障响应、调节性能等动态特征。研究结果表明,水力发电系统调节能力对随机风低标准差和梯度风高平均值低标准差极为敏感。相反,对阵风属性指标（即风速频率、幅值和偏移量）的调节敏感性较弱。此外,快速响应（以调节时间和峰值时间表示）与稳定响应（以最小调节值、最大调节值、超调、欠调和峰值表示）之间的主导因素评价比较复杂。但当快速响应与稳定响应相一致时,就很容易对水轮发电机组动态调节性能做出评价。3.为克服传统风水互补系统以天为最小时间尺度而忽略水轮发电机组动态性能状态的经济型问题,提出一种基于秒级尺度动力学模型的经济性评估方案——资源利用度、平抑性等级和综合效益分析通过研究风电资源的时间与空间尺度效应,给出简单时空尺度等效方案,进而提出基于秒级尺度的风水互补发电系统模型风速变异系数、波动系数和平抑系数的计算方法;进一步通过设计不同可再生能源占比、不同风速干扰等场景,获取风水互补系统的动态响应,并计算年运行内的售电效益、调峰效益、节省能源效益、机组启停成本、导叶疲劳损失成本、维护成本（无导叶损失）等,全方位衡量水电站在调节风电功率变化场景下所带来的经济收益情况。初步试算结果表明,基于秒级尺度的风水互补系统的经济性评估方案是可行的。
二、一种改善水轮发电机组稳定性的方法（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、一种改善水轮发电机组稳定性的方法（论文提纲范文）
（1）机组变速与附加控制协同抑制含调压室调节系统尾波研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 含调压室水电站过渡过程研究现状 |
| 1.2.2 变速恒频发电技术研究现状 |
| 1.2.3 转速调节系统附加控制研究现状 |
| 1.3 主要研究内容及目的 |
| 2 含调压室的双馈水轮发电机组调节系统数学模型 |
| 2.1 概述 |
| 2.2 含调压室的压力引水系统数学模型 |
| 2.2.1 压力管道的数学模型 |
| 2.2.2 调压室的数学模型 |
| 2.2.3 压力引水道的数学模型 |
| 2.3 水轮机的数学模型 |
| 2.4 转速调节系统的数学模型 |
| 2.4.1 转速调节器的数学模型 |
| 2.4.2 随动系统的数学模型 |
| 2.4.3 最优转速发生器的数学模型 |
| 2.5 双馈电机的数学模型 |
| 2.5.1 双馈感应电机的基本原理 |
| 2.5.2 三项静止坐标系下双馈电机的数学模型 |
| 2.5.3 两项旋转坐标系下双馈电机的数学模型 |
| 2.6 变流器数学模型及控制策略 |
| 2.6.1 变流器的数学模型 |
| 2.6.2 机侧变流器的控制策略 |
| 2.6.3 网侧变流器的控制策略 |
| 2.7 含调压室的双馈水轮发电机组整体框图 |
| 2.8 本章小结 |
| 3 利用变速抑制调压室引起的水轮发电机功率尾波波动 |
| 3.1 概述 |
| 3.2 双馈水轮发电机组有功功率控制的简化 |
| 3.3 功率响应仿真实验与结果分析 |
| 3.3.1 功率响应仿真模型 |
| 3.3.2 水轮机转速调节系统动态品质的性能指标 |
| 3.3.3 仿真结果分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 机组变速与附加控制协同抑制含调压室转速调节系统尾波 |
| 4.1 概述 |
| 4.2 常规转速调节器参数对尾波的影响分析 |
| 4.2.1 比例增益对尾波的影响 |
| 4.2.2 积分增益对尾波的影响 |
| 4.2.3 微分增益对尾波的影响 |
| 4.3 含调压室系统尾波形成机理分析 |
| 4.3.1 高阶系统瞬态响应近似分析 |
| 4.3.2 水轮机与含调压室引水系统的瞬态特性 |
| 4.4 采用水压信号反馈的转速调节器抑制尾波波动 |
| 4.4.1 引入水压反馈补偿信号的尾波抑制策略的提出 |
| 4.4.2 实例仿真验证 |
| 4.5 采用串联校正转速调节器抑制尾波波动 |
| 4.5.1 引入串联校正补偿的尾波抑制策略的提出 |
| 4.5.2 实例仿真验证 |
| 4.6 两种控制策略的综合对比 |
| 4.7 本章小结 |
| 5 结论 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录A |
（2）全功率变速水轮发电机组的低电压穿越控制策略研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 变速水轮发电机组发展和研究现状 |
| 1.2.1 变速水轮发电机组发展 |
| 1.2.2 变速水轮发电机组研究现状 |
| 1.3 低电压穿越的研究现状 |
| 1.3.1 低电压穿越的概述及必要性 |
| 1.3.2 低电压穿越的控制方法 |
| 1.4 本文主要研究内容 |
| 2 全功率变速水轮发电机组的数学模型 |
| 2.1 水轮机调节系统的数学模型 |
| 2.1.1 水轮机及引水系统数学模型 |
| 2.1.2 转速调节系统数学模型 |
| 2.1.3 转速寻优模型 |
| 2.2 永磁发电机数学模型 |
| 2.2.1 三相静止坐标系下永磁电机数学模型 |
| 2.2.2 两相旋转坐标系下永磁电机数学模型 |
| 2.3 机侧变流器数学模型及控制策略 |
| 2.3.1 机侧变流器数学模型 |
| 2.3.2 机侧变流器控制策略 |
| 2.4 网侧变流器数学模型及控制策略 |
| 2.4.1 网侧变流器数学模型 |
| 2.4.2 网侧变流器控制策略 |
| 2.5 全功率变速水轮发电机组整体模型 |
| 2.6 本章小结 |
| 3 全功率变速水轮发电机组的电压跌落特性及卸荷电路分析 |
| 3.1 电压跌落对全功率变速水轮发电机组的影响 |
| 3.2 全功率变速水轮发电机组电压跌落时的仿真分析 |
| 3.3 基于卸荷电路的低电压穿越控制策略 |
| 3.3.1 卸荷电路控制方案 |
| 3.3.2 卸荷电阻阻值大小的计算 |
| 3.3.3 仿真结果分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 基于转子惯性储能的协调控制策略实现全功率变速水轮发电机组的低电压穿越 |
| 4.1 控制策略 |
| 4.11 机侧控制策略 |
| 4.12 网侧无功补偿控制策略 |
| 4.13 转速调节器控制策略 |
| 4.2 转子储能控制策略能量流动分析 |
| 4.3 仿真结果分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 基于转子储能的全功率变速水轮发电机组低电压穿越中转速上升最大值的解析方法 |
| 5.1 低电压穿越中转速上升最大值解析模型 |
| 5.1.1 导叶动作情况 |
| 5.1.2 导叶不动作情况 |
| 5.2 转速上升最大值分析 |
| 5.3 仿真验证 |
| 5.3.1 验证解析模型的正确性 |
| 5.3.2 验证解析模型的分析结果 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
（3）水轮发电机组轴系横/轴向耦合振动特性分析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究进展 |
| 1.2.1 水轮发电机组轴系建模 |
| 1.2.2 有限元方法在旋转机械建模的应用 |
| 1.3 本文主要研究内容 |
| 第2章 水轮发电机组转子-轴承系统有限元建模 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 水轮发电机组转子-轴承系统有限元模型 |
| 2.2.1 单节点4自由度的转子-轴承系统有限元模型 |
| 2.2.2 单节点5自由度的转子-轴承系统有限元模型 |
| 2.3 数值算法 |
| 2.3.1 Newmark-β法 |
| 2.3.2 Newton-Raphson法 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 系统外激力 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 径向碰摩力 |
| 3.3 径向不平衡电磁力 |
| 3.4 动静偏心下的UMP |
| 3.5 轴向电磁力 |
| 3.5.1 理论分析 |
| 3.5.2 轴向电磁力四个分量 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 数值计算分析 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 水电机组转子-轴承系统在动静偏心UMP作用下横向振动分析 |
| 4.2.1 碰摩刚度对系统振动的影响 |
| 4.2.2 静偏心对系统振动的影响 |
| 4.2.3 动偏心对系统振动的影响 |
| 4.2.4 质量偏心对系统振动的影响 |
| 4.3 水轮发电机组横/轴有限元建模及振动分析 |
| 4.3.1 轴向自由度对系统横向振动的影响 |
| 4.3.2 轴向电磁力对系统横向振动的影响 |
| 4.3.3 动偏心对系统横向振动的影响 |
| 4.3.4 碰摩刚度对系统横向振动的影响 |
| 4.4 结论 |
| 第5章 总结与展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间取得的科研成果 |
| 致谢 |
（4）水轮发电机组安全评价及其调节特性对互补发电效益影响研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 水电在我国能源结构中的战略地位 |
| 1.3 水轮发电机组安全评价综述 |
| 1.3.1 常规水轮发电机组过渡过程模型与稳定性分析 |
| 1.3.2 水泵水轮发电机组过渡过程模型与稳定性分析 |
| 1.3.3 两类水轮发电机组过渡过程风险分析 |
| 1.4 水风光多能互补性优化及经济效益评估综述 |
| 1.4.1 多能互补性优化 |
| 1.4.2 多能互补经济效益评价 |
| 1.5 研究内容与技术路线 |
| 1.5.1 研究内容 |
| 1.5.2 技术路线 |
| 第二章 常规水轮发电机组开机过渡过程建模与稳定性分析 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 开机特性 |
| 2.3 水轮发电机组基本模型 |
| 2.3.1 水轮机调节系统模型 |
| 2.3.2 轴系模型 |
| 2.4 水轮机调节系统与轴系耦合统一新模型 |
| 2.4.1 水轮机调节系统与轴系耦合模型的建立 |
| 2.4.2 参数设置 |
| 2.4.3 模型验证 |
| 2.5 常规水轮发电机组开机稳定性分析 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 水泵水轮发电机组抽水调相建模与稳定性分析 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 抽水调相工况特性 |
| 3.3 抽水调相运行理论 |
| 3.3.1 抽水调相运行迟相与进相基本理论 |
| 3.3.2 多机进相运行稳定性理论 |
| 3.4 水泵水轮发电机组仿真模型 |
| 3.4.1 多机系统抽水调相模型的建立 |
| 3.4.2 模型验证 |
| 3.5 水泵水轮发电机组抽水调相运行稳定性分析 |
| 3.5.1 励磁电流作用下多机调相运行稳定性分析 |
| 3.5.2 外部激励作用下迟相与进相运行转化机制分析 |
| 3.6 抽水调相风险情景下的运行建议 |
| 3.7 本章小结 |
| 第四章 水轮发电机组典型过渡过程运行风险分析 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 常规水轮发电机组不推荐运行区动态风险分析 |
| 4.2.1 试验机组参数设置与运行区初步界定 |
| 4.2.2 动平衡实验与初步分析 |
| 4.2.3 动态熵-模糊集风险评价方法 |
| 4.2.4 不推荐运行区优化与动态风险分析 |
| 4.3 常规水轮发电机组推荐运行区动态风险分析 |
| 4.3.1 试验机组概况与运行水头设置 |
| 4.3.2 动平衡实验与初步分析 |
| 4.3.3 灰-熵关联动态风险评价方法 |
| 4.3.4 推荐运行区动态风险分析 |
| 4.4 水泵水轮发电机组水轮机工况甩负荷过渡过程风险分析 |
| 4.4.1 甩负荷过渡过程导叶及球阀-导叶联动关闭规律 |
| 4.4.2 数据来源 |
| 4.4.3 基于Fisher判别的动态风险评价方法 |
| 4.4.4 考虑导叶-球阀联动关闭的水泵水轮发电机组风险分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 水风光混合系统互补性能与发电效益优化研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 水光混合系统互补性能优化研究 |
| 5.2.1 动态调节性能指标 |
| 5.2.2 水光互补发电模型 |
| 5.2.3 算例分析 |
| 5.3 水风混合系统互补发电效益优化研究 |
| 5.3.1 基于成本-利润的互补发电效益评价方法 |
| 5.3.2 水风互补发电仿真模型 |
| 5.3.3 互补性验证 |
| 5.3.4 算例分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 创新点 |
| 6.3 展望 |
| 参考文献 |
| 附录 A 其他指标隶属度函数 |
| 附录 B 参数表 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
（5）700MW等级斜立筋水轮发电机组不平衡磁拉力振动数学模型的建立与验证试验研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 绪论 |
| 1.1 本课题研究背景及意义 |
| 1.2 水电机组稳定性研究现状 |
| 1.3 本文主要研究内容 |
| 2 水轮发电机组的稳定性试验 |
| 2.1 小湾电厂 |
| 2.2 试验内容 |
| 2.2.1 测点布置 |
| 2.2.2 试验目的 |
| 2.2.3 试验工况 |
| 2.2.4 试验结果 |
| 2.3 试验结果分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 模型建立 |
| 3.1 小湾水轮发电机结构特征 |
| 3.2 有限元模型 |
| 3.2.1 有限元理论 |
| 3.2.2 电磁场有限元模型 |
| 3.2.3 结构有限元模型 |
| 3.3 非线性薄短圆柱壳模型 |
| 3.3.1 圆柱壳模型 |
| 3.3.2 非线性薄短圆柱壳模型 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 定子系统模型计算 |
| 4.1 有限元计算 |
| 4.1.1 电磁场求解 |
| 4.1.2 动力学分析 |
| 4.2 定子模型模态分析 |
| 4.2.1 不同定位筋刚度定子模型模态 |
| 4.2.2 静态电磁拉力与负荷转矩对模态影响 |
| 4.3 振动响应计算 |
| 4.3.1 有限元模型设置 |
| 4.3.2 有限元振动计算 |
| 4.4 非线性薄短圆柱壳模型计算 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 结论与展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读学位期间取得的研究成果 |
（6）不同激励作用下的水力发电系统典型工况稳定性评估（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 选题意义和依据 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 水力发电系统模型 |
| 1.2.2 水力发电系统稳定性 |
| 1.2.3 非线性系统的其他影响因素 |
| 1.3 研究内容 |
| 1.4 研究方法及技术路线 |
| 1.4.1 研究方法 |
| 1.4.2 技术路线 |
| 第二章 考虑尾水管压力脉动的水力发电系统稳定性与振动演化特性 |
| 2.1 水轮机调节系统模型 |
| 2.1.1 水轮机调节系统模型 |
| 2.1.2 尾水管压力脉动模型 |
| 2.1.3 水轮发电机组轴系数学模型 |
| 2.1.4 水力发电系统耦合模型 |
| 2.2 模型验证 |
| 2.2.1 模型耦合的正确性验证 |
| 2.2.2 压力脉动的规律验证 |
| 2.3 耦合系统稳定性与振动分析 |
| 2.3.1 稳定性对比 |
| 2.3.2 机械因素的影响 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 时滞和周期激励影响下的水力发电系统动态性能评价 |
| 3.1 水力发电系统建模 |
| 3.1.1 水轮机数学模型 |
| 3.1.2 压力管道系统的模型 |
| 3.1.3 发电机模型 |
| 3.1.4 调速器模型 |
| 3.1.5 传递系数 |
| 3.1.6 非线性数学模型 |
| 3.2 非线性动力学分析 |
| 3.3 周期激励影响下的系统稳定性分析 |
| 3.3.1 周期激励的引入 |
| 3.3.2 水力发电系统快慢动力学行为 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 随机激励下水力发电系统随机稳定性与可靠性分析 |
| 4.1 随机激励下轴系的建模 |
| 4.1.1 轴系模型的建立 |
| 4.1.2 外部和内部随机因素 |
| 4.1.3 哈密顿框架中的模型 |
| 4.1.4 随机平均方程 |
| 4.2 随机稳定性分析 |
| 4.3 随机可靠性分析 |
| 4.3.1 可靠性函数 |
| 4.3.2 可靠性分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 结论与展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
（7）风水互补发电系统的电能质量与稳定性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 风水互补发电系统模型 |
| 1.2.2 风水互补发电系统电能质量 |
| 1.2.3 水力发电机组轴系稳定性 |
| 1.3 主要研究内容 |
| 1.3.1 研究内容 |
| 1.3.2 研究方法 |
| 1.3.3 技术路线 |
| 第二章 随机扰动下水力发电机组并网稳定性 |
| 2.1 水力发电机组模型 |
| 2.1.1 导叶开启阶段水轮机模型 |
| 2.1.2 小波动阶段水轮机调节系统模型 |
| 2.2 开机-并网过程中水力发电机组转速规律分析 |
| 2.3 不同随机强度下并网稳定性分析 |
| 2.4 不同参数下并网稳定性分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 风水互补发电系统建模 |
| 3.1 风力发电系统建模 |
| 3.1.1 风速模型 |
| 3.1.2 风电机组模型 |
| 3.2 水力发电系统建模 |
| 3.2.1 水轮机和引水管道模型 |
| 3.2.2 水轮机微机调速器模型 |
| 3.2.3 水力发电系统模型 |
| 3.3 风水互补发电系统建模与模型验证 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 风水互补发电系统的电能质量研究 |
| 4.1 电力系统的电能质量标准 |
| 4.2 不同风水容量配比下互补发电系统的电能质量 |
| 4.3 电网电压跌落对风水互补发电系统电能质量的影响 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 风水互补发电系统中水力发电机组轴系稳定性研究 |
| 5.1 水电机组轴系建模 |
| 5.2 不同风速条件下水力发电机组轴系稳定性 |
| 5.2.1 x方向与y方向的轴系振动特征 |
| 5.2.2 转子与转轮的振动特征对比 |
| 5.3 不同风水容量配比下水力发电机组振动特征 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 主要创新点 |
| 6.3 存在不足与今后努力方向 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
（8）水轮发电机组轴系建模及振动特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 水力发电系统稳定性及振动特性的研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 水轮机调节系统随机建模及稳定性研究 |
| 1.2.2 水轮发电机组系统建模及振动特性研究 |
| 1.3 本文主要研究内容及研究方法 |
| 1.3.1 研究内容 |
| 1.3.2 研究方法 |
| 1.3.3 技术路线 |
| 第二章 多随机因素共同作用下水轮机调节系统稳定性分析 |
| 2.1 考虑调压井效应的水轮机调节系统非线性随机数学模型 |
| 2.1.1 压力引水管道模型 |
| 2.1.2 发电机系统数学模型 |
| 2.1.3 调速器数学模型 |
| 2.1.4 考虑调压井时的水轮机调节系统的非线性动态模型 |
| 2.2 水轮机调节系统动态响应 |
| 2.2.1 随机因素对水轮机调节系统稳定性的影响 |
| 2.2.2 随机数据统计分析 |
| 2.3 本章小结 |
| 第三章 考虑陀螺效应的水轮发电机组轴系建模及振动特性研究 |
| 3.1 陀螺效应现象与原理 |
| 3.2 考虑陀螺效应的水轮发电机组轴系建模 |
| 3.2.1 陀螺效应在水轮发电机组中的数学表示 |
| 3.2.2 考虑陀螺效应的水轮发电机组主轴系统数学建模 |
| 3.3 考虑陀螺效应的水轮发电机组振动特性研究 |
| 3.3.1 主轴系统振动特性分析 |
| 3.3.2 频域响应特性分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 水轮机调节系统耦联主轴系统建模及振动特性研究 |
| 4.1 水轮机调节系统耦联主轴系统建模 |
| 4.1.1 复杂管系水轮机调节系统建模 |
| 4.1.2 考虑陀螺效应的水轮发电机组主轴系统建模 |
| 4.1.3 水轮机调节系统耦联主轴系统数学模型 |
| 4.2 耦合系统的振动响应特性分析 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 结论与展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 创新点 |
| 5.3 存在不足与今后努力方向 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（9）储能型电气制动装置与发电机的综合协调控制研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景和意义 |
| 1.2 电气制动与超级电容器的研究现状 |
| 1.2.1 电气制动的研究现状 |
| 1.2.2 超级电容器的研究现状 |
| 1.3 发电机和双向变换器的稳定控制理论 |
| 1.3.1 发电机稳定控制理论 |
| 1.3.2 双向变换器的控制方式 |
| 1.4 研究内容 |
| 1.4.1 储能型电气制动装置的提出与功能介绍 |
| 1.4.2 具体研究内容 |
| 1.5 全文结构安排 |
| 第二章 非线性控制理论设计基础 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 相关概念 |
| 2.2.1 微分动力系统模型 |
| 2.2.2 M导数与M括号 |
| 2.2.3 相对阶 |
| 2.3 状态反馈线性化理论 |
| 2.3.1 Frobenius定理与Hartman-Grobman定理 |
| 2.3.2 SISO系统中关系度与系统阶次相同时的设计原理 |
| 2.3.3 SISO系统中关系度小于系统阶次时的设计原理 |
| 2.3.4 MIMO系统中总关系度等于系统阶次时的设计原理 |
| 2.3.5 MIMO系统中总关系度小于系统阶次时的设计原理 |
| 2.4 DAMNC设计原理 |
| 2.5 NCCOHF设计原理 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 SCBD与发电机的多指标综合协调控制 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 SCBD的拓扑与数学建模 |
| 3.2.1 SCBD的拓扑 |
| 3.2.2 SCBD的控制模型 |
| 3.3 SCBD与水轮发电机综合控制模型的建立 |
| 3.4 综合控制系统的控制律设计 |
| 3.5 综合控制系统的仿真与分析 |
| 3.5.1 算例简介及选取相关参数 |
| 3.5.2 三相短路仿真及分析 |
| 3.5.3 调压扰动仿真及分析 |
| 3.5.4 调功扰动仿真及分析 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 SCBD与发电机的目标全息反馈综合协调控制研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 综合控制模型的建立 |
| 4.2.1 SCBD的开关函数模型 |
| 4.2.2 SCBD与发电机励磁-调速系统的控制模型 |
| 4.3 系统的NCCOHF控制律设计 |
| 4.4 各种扰动仿真及结果分析 |
| 4.4.1 三相短路扰动 |
| 4.4.2 调压扰动 |
| 4.4.3 调功扰动 |
| 4.5 有、无SCBD仿真及结果分析 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 SCBD在负荷侧的研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 SCBD与负荷的控制模型 |
| 5.3 控制系统的NCCOHF控制律设计 |
| 5.4 仿真分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 工作总结 |
| 6.2 课题展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读学位期间发表论文情况 |
| 资金资助声明 |
（10）水力发电机组系统可靠性与多能互补综合性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 能源结构现状与发展趋势 |
| 1.2.1 能源结构大转型下的水电角色 |
| 1.2.2 能源结构调整水电调节重任 |
| 1.3 水力发电系统运行稳定性研究综述 |
| 1.3.1 水轮机调节系统之发电可靠性 |
| 1.3.2 水轮发电机组轴系统之轴系振动 |
| 1.3.3 风光水多能互补分析 |
| 1.4 发电可靠性研究综述 |
| 1.4.1 敏感性分析 |
| 1.4.2 可靠性分析 |
| 1.4.3 经济性分析 |
| 1.5 课题来源 |
| 1.6 研究思路与技术路线 |
| 1.6.1 研究思路 |
| 1.6.2 技术路线 |
| 第二章 水轮机调节系统基本模型及随机扰动分析 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 水轮机调节系统动力学模型及其随机扰动概述 |
| 2.2.1 引水系统动态模型随机扰动 |
| 2.2.2 水轮机线性化(非线性)动态数学模型及随机扰动 |
| 2.2.3 同步发电机动态模型随机扰动 |
| 2.2.4 负荷动态模型随机扰动 |
| 2.2.5 调速器动态模型 |
| 2.2.6 励磁系统动态模型 |
| 2.2.7 水轮机调节系统任务与调节模式 |
| 2.3 本章小结 |
| 第三章 水轮发电机组轴系与水轮机调节系统耦合建模 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 水轮发电机组轴系与水轮机调节系统耦合建模 |
| 3.2.1 以发电机角速度为传递参数的耦合统一建模 |
| 3.2.2 以水力不平衡力和水轮机动力矩为传递参数的耦合统一建模 |
| 3.2.3 以水力激励力为传递参数的耦合统一建模 |
| 3.3 本章小结 |
| 第四章 水轮发电机组系统参数不确定性分析 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 数值仿真抽样方法 |
| 4.2.1 蒙特卡洛(Monte-Carlo)抽样方法原理 |
| 4.2.2 蒙特卡洛(Monte-Carlo)抽样方法步骤 |
| 4.3 敏感性分析方法 |
| 4.3.1 扩展傅里叶幅度检验法 |
| 4.3.2 Sobol敏感性分析 |
| 4.4 基于发电机角速度耦合统一模型参数不确定性分析与模型验证 |
| 4.4.1 水轮机调节系统与水轮发电机组轴系耦合系统模型 |
| 4.4.2 模型参数不确定性分析与模型验证 |
| 4.4.3 不对中参数对系统模型状态变量动态演化过程影响 |
| 4.4.4 发电机转子形心晃动幅度和不对中量关系 |
| 4.4.5 小结 |
| 4.5 基于水力不平衡力和动力矩模型参数不确定性分析与模型验证 |
| 4.5.1 水轮机调节系统与水轮发电机组轴系耦合系统模型 |
| 4.5.2 模型参数不确定性分析 |
| 4.5.3 水轮机调节系统与水轮发电机组轴系耦合系统模型验证 |
| 4.5.4 小结 |
| 4.6 基于水力不平衡和动力矩的耦合系统振动模态分析 |
| 4.6.1 水轮机调节系统与水轮发电机组轴系耦合系统模型 |
| 4.6.2 非线性模态级数法 |
| 4.6.3 非线性振动模态分析方法验证 |
| 4.6.4 一阶振动模态分析 |
| 4.6.5 讨论 |
| 4.6.6 小结 |
| 4.7 相继甩负荷工况下水力发电系统模型参数不确定性分析 |
| 4.7.1 全局敏感性分析 |
| 4.7.2 模型验证 |
| 4.7.3 相继甩负荷对管道压力的影响 |
| 4.7.4 相继甩负荷对调压室涌浪的影响 |
| 4.7.5 相继甩负荷对转速波动的影响 |
| 4.7.6 小结 |
| 4.8 本章小结 |
| 第五章 风光水互补发电系统发电可靠性分析 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 可靠性分析方法 |
| 5.2.1 一阶可靠度法 |
| 5.2.2 二阶可靠度法 |
| 5.3 混合光伏/风电/水电微电网系统建模与参数不确定性分析 |
| 5.3.1 基于水力激励力的耦合系统模型 |
| 5.3.2 混合光伏/风电微电网 |
| 5.3.3 参数不确定性对水力发电系统发电可靠性的影响 |
| 5.3.4 水力发电系统参数间相互作用对并网可靠性影响 |
| 5.3.5 水力发电系统轴系模型验证 |
| 5.3.6 混合光伏/风电/水电微电网系统建模 |
| 5.3.7 混合光伏/风电/水电微电网系统三相短路故障分析 |
| 5.3.8 小结 |
| 5.3.9 微电网系统参数 |
| 5.4 风水互补发电系统发电可靠性分析 |
| 5.4.1 风水互补发电系统模型说明 |
| 5.4.2 风力发电系统风速模型场景 |
| 5.4.3 风水互补系统互补特性分析 |
| 5.4.4 风水互补系统发电可靠性评估指标 |
| 5.4.5 风水互补系统水轮发电机组发电可靠性评估 |
| 5.4.6 小结 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 水力发电系统的综合调节优势 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 基于时空尺度风水互补发电资源利用度与平抑性等级评估 |
| 6.2.1 基于连续小波变换的时间序列多尺度分解 |
| 6.2.2 基于连续小波变换分析的时间序列多尺度分解 |
| 6.2.3 基于最小二乘支持向量机的等级评估 |
| 6.2.4 系统资源利用度与平抑性等级评估模型 |
| 6.2.5 风水互补发电系统联合模型 |
| 6.2.6 各类风速条件下风力发电资源评估 |
| 6.2.7 小结 |
| 6.3 水力发电系统在调节风力波动方面的经济性评估 |
| 6.3.1 综合评价方法 |
| 6.3.2 风水互补特性分析 |
| 6.3.3 十四节点网络风水互补发电系统综合优势分析 |
| 6.3.4 风水互补系统综合调节效益分析 |
| 6.4 本章小结 |
| 第七章 总结与展望 |
| 7.1 本文的主要贡献 |
| 7.2 工作设想 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读博士学位期间取得的研究成果 |
四、一种改善水轮发电机组稳定性的方法（论文参考文献）
- [1]机组变速与附加控制协同抑制含调压室调节系统尾波研究[D]. 王锦华. 西安理工大学, 2021
- [2]全功率变速水轮发电机组的低电压穿越控制策略研究[D]. 李常开. 西安理工大学, 2021
- [3]水轮发电机组轴系横/轴向耦合振动特性分析[D]. 范宇宏. 太原理工大学, 2021(01)
- [4]水轮发电机组安全评价及其调节特性对互补发电效益影响研究[D]. 李欢欢. 西北农林科技大学, 2021
- [5]700MW等级斜立筋水轮发电机组不平衡磁拉力振动数学模型的建立与验证试验研究[D]. 马优. 西安热工研究院有限公司, 2021(01)
- [6]不同激励作用下的水力发电系统典型工况稳定性评估[D]. 刘公成. 西北农林科技大学, 2020(02)
- [7]风水互补发电系统的电能质量与稳定性研究[D]. 刘静. 西北农林科技大学, 2020(02)
- [8]水轮发电机组轴系建模及振动特性研究[D]. 李建玲. 西北农林科技大学, 2020(02)
- [9]储能型电气制动装置与发电机的综合协调控制研究[D]. 蒙鸿培. 广西大学, 2020
- [10]水力发电机组系统可靠性与多能互补综合性能研究[D]. 许贝贝. 西北农林科技大学, 2020