郭文成
- 作品数：13 被引量：82H指数：6
- 供职机构：武汉大学水利水电学院水资源与水电工程科学国家重点实验室更多>>
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- 设气垫式调压室的超长引水隧洞水电站大波动过渡过程探讨被引量：1
- 2016年
- 超长引水隧洞水电站设置气垫式调压室可以有效抑制过渡过程中调压室涌浪振幅,但蜗壳压力的变化规律也因气垫式调压室的影响变得更为复杂。本文通过数值计算方法,分析了设气垫式调压室超长引水隧洞水电站大波动过渡过程中,导叶关闭时间、引水隧洞水流惯性、压力管道水流惯性及调压室参数等因素对蜗壳最大动水压力的影响;并与常规调压室进行对比,讨论了气垫式调压室对超长引水隧洞水电站甩负荷过渡过程中反射水击波特性的作用。结果表明:气垫式调压室对水击波的反射效果不如常规调压室,且气垫和涌浪压力之和最大值大于常规调压室最大水压力,更容易发生蜗壳最大动水压力,此压力由调压室压力极值决定、不受导叶关闭规律控制的影响。
- 张洋杨建东郭文成
- 关键词：水电站气垫式调压室
- 地下式水电站调压室交通洞过渡过程中的风速模拟被引量：1
- 2016年
- 在考虑气体可压缩性的基础上,建立了地下式水电站调压室交通洞过渡过程中的气体运动数学模型,依据气体管道瞬变流的特征线法,提出了风速模拟的方法并编制了完整的模拟程序,通过与试验结果的对比验证了所提求解方法与模拟程序的适用性与合理性。然后分析了交通洞的体型(长度、断面积、倾角)对风速发展、分布及波动过程的影响,并从波动叠加的角度揭示了各因素的作用机理。结果表明:对于地下式水电站调压室交通洞在过渡过程中的风速的模拟,考虑气体可压缩性是必要的。交通洞断面的风速波动过程由低频质量波(基波)与高频弹性波(谐波)叠加而成。通气洞长度影响谐波的振幅和周期、断面积影响基波和谐波的振幅、倾角则仅影响谐波的振幅。
- 陈闯闯杨建东郭文成
- 关键词：风速数值模拟
- 带上游串联双调压室电站水力-调速系统稳定性的研究被引量：5
- 2015年
- 上游串联双调压室可以作为超长引水隧洞水电站的重要的、可行的平压措施,本文开展了带此种平压措施的水电站水力-调速系统的稳定性的研究。首先建立了包括引水管道、调压室、水轮机、调速器、发电机等子系统的完整的水力-调速系统数学模型,推导出描述其系统动态特性的综合传递函数与自由运动方程,然后利用系统的稳定条件绘制稳定域的方式,分析了调压室面积和引水管道水流惯性对系统稳定性的影响。得到:上游串联双调压室水力-调速系统稳定域达到与只设置一个调压室系统相同稳定域时,双调压室的临界稳定断面积之和大于设置单调压室时所对应的稳定断面积;第二调压室(靠厂房)的面积越小,达到相同稳定域时两调压室的临界稳定断面积之和越大;两调压室之间管道的水流惯性占第二调压室上游段管道总水流惯性的比例越小,达到相同稳定域时,两调压室的临界稳定断面积之和与设置单调压室系统的临界稳定断面之差就越小。
- 滕毅杨建东郭文成陈捷平
- 关键词：水电站稳定性
- 考虑压力管道水流惯性和调速器特性的调压室临界稳定断面研究被引量：13
- 2014年
- 针对现有的调压室临界稳定断面公式没有考虑压力管道水流惯性和调速器的影响,本文建立了考虑这两个因素的水力-调速系统数学模型,证明出临界稳定断面判据为描述调节系统的线性常系数齐次微分方程的一阶导数项系数大于零,并据此推导出包含压力管道水流惯性时间常数和调速器参数的临界稳定断面解析公式,此公式由引水隧洞项、压力管道项、调速器项组成,其中引水隧洞项即为托马公式,压力管道项为正值,调速器项为负值;最后揭示了调速器参数对临界稳定断面影响的数学本质:bt、Td对临界稳定断面增减性的影响存在临界值,但此临界值只是数学意义上的存在,工程实际中不会出现,临界稳定断面是bt、Td的单调递减函数。
- 郭文成杨建东陈一明单新健
- 关键词：水电站调压室
- 多水源引水式水电站管道系统水力设计
- 2013年
- 为提高水能资源的利用率,实现水资源的优化配置,跨流域多水源引水式水电开发在我国逐渐得到运用.但设计中发现有可能存在倒流与高水源被抽空的问题.针对该问题,运用恒定流理论,建立多水源引水式水电站管道系统的数学模型,在无量纲处理的基础上,推导引水主洞与引水副洞的流量计算公式及流量分配控制条件,并对影响流量分配的各种因素进行敏感性分析.其结论是:引水副洞水头损失系数是主导因素,增大该系数可消除倒流现象,进而使主、副洞流量分配达到合理范围,具体工程中可以通过减小副洞断面尺寸、增大副洞糙率及局部损失等措施来实现.
- 郭文成杨建东单新健
- 关键词：跨流域引水恒定流管道系统水力设计
- 水轮机三种调节模式稳定性比较研究被引量：7
- 2014年
- 水电站实际运行中的小波动过渡过程稳定性关系到整个系统过渡过程品质,对小波动过渡过程采用单一的频率调节模式有很大的局限性。本文在不考虑人工死区的前提下推导得到包含压力管道水流惯性的频率调节、功率调节、开度调节下的描述调节系统的线性常系数齐次微分方程,分析三种调节模式的稳定条件,并结合实际算例对比分析不同因素对三种调节模式稳定域的影响。结果表明:频率调节和功率调节都是有条件稳定的,并且前者的稳定域远小于后者,而开度调节则是无条件稳定的。功率调节的稳定性品质明显优于频率调节。
- 郭文成杨建东杨威嘉
- 关键词：水轮机调节
- 水电站水机电联合过渡过程模型试验相似律的研究被引量：2
- 2014年
- 相似律是开展模型试验的首要条件。本文从水电站的水机电系统数学模型出发,利用方程式法推导建立了完整的过渡过程模型试验相似律,推导的过程中对调速器、采用三阶发电机模型并考虑励磁系统、负载与网络的电气系统进行了重点研究。然后结合水机电相似律提出了满足模型发电机同步转速要求的变频控制方法和满足电气设备标准电压要求的变压控制方法,并从理论上揭示了模型调速器与原型调速器具有相同的内回路稳定条件。
- 郭文成杨建东杨威嘉
- 关键词：水电站相似律变频控制
- 基于Hopf分岔的变顶高尾水洞水电站水轮机调节系统稳定性研究被引量：11
- 2016年
- 运用Hopf分岔理论对变顶高尾水洞水电站水轮机调节系统的稳定性进行研究。首先建立水轮机调节系统非线性数学模型,其中改进的引水系统动力方程可更准确描述变顶高尾水洞明满流分界面运动特性,据此模型进行非线性动力系统Hopf分岔的存在性、分岔方向等的分析,推导得到系统发生Hopf分岔的代数判据;然后利用代数判据绘制了系统的稳定域,并分析了系统在不同状态参数下的稳定特性;最后利用稳定域分析了变顶高尾水洞在机组负荷调整下的稳定性工作原理。结果表明:变顶高尾水洞水电站水轮机调节系统的Hopf分岔是超临界的;明满流引起的水流惯性变化在机组减负荷时对系统的稳定性有利、增负荷时对系统的稳定性不利,明流段水位波动的作用对于系统的稳定性在增、减负荷下都是有利的。
- 郭文成杨建东王明疆
- 关键词：变顶高尾水洞水轮机调节非线性系统HOPF分岔
- 抽水蓄能电站尾水系统布置对相继甩负荷工况尾水管进口最小压力的影响被引量：13
- 2014年
- 抽水蓄能电站机组在相继甩负荷过程中,尾水系统布置方式对尾水管进口最小压力影响很大。本文通过理论分析、数值计算和工程实例,揭示了相继甩负荷工况产生尾水管进口最小压力的内在机理,探究分析了尾水系统布置方式对相继甩负荷工况中的尾水管进口最小压力的影响。结果表明:尾水系统环状布置比树状布置对相继甩负荷过程中的尾水管进口最小压力更有利;环状布置方式中的尾水岔管越靠近机组、尾水主洞断面积越大,尾水管进口最小压力越大。
- 张新春杨建东郭文成王炳豹
- 水泵水轮机飞逸稳定性及其与反S特性曲线的关联被引量：23
- 2015年
- 抽水蓄能电站的安全稳定运行与水泵水轮机反S特性直接相关。在电站甩负荷工况下,时有发生调速器事故,导致水泵水轮机导叶拒动,使机组进入飞逸工况。而由于水泵水轮机的反S特性会使得机组参数不能像常规水轮机一样快速收敛,甚至出现振荡的现象,导致事故进一步扩大。针对布置有下游调压室的抽水蓄能电站,采用线性化处理方法获得了水泵水轮机反S特性曲线的传递函数,并建立了流道-水轮机-发电机耦合的常微分数学模型,并进一步推导了水泵水轮机飞逸工况稳定性的判别条件。结果表明飞逸振荡的现象由多种因素共同决定,其中水泵水轮机飞逸点的曲线斜率为关键因素。利用已建立的物理模型平台,对这些影响因素进行了分析,并验证了所得的理论分析结论。
- 杨建东曾威杨威嘉姚尚武郭文成
- 关键词：水泵水轮机抽水蓄能电站
