水力發(fā)電系統(tǒng)隨機(jī)動(dòng)力學(xué)建模與振動(dòng)模態(tài)分析
發(fā)布時(shí)間:2022-01-04 11:19
近年來(lái)隨著水電產(chǎn)業(yè)迅猛發(fā)展,對(duì)大中型水電站需求越來(lái)越大,而水力發(fā)電系統(tǒng)作為水電站重要組成部分,是由壓力引水管道、水輪發(fā)電機(jī)和調(diào)速器等子系統(tǒng)組成的復(fù)雜非線性系統(tǒng)。機(jī)組運(yùn)行時(shí)系統(tǒng)會(huì)出現(xiàn)不同程度穩(wěn)定性問(wèn)題,例如水錘引起的管道破裂和機(jī)組自身共振等問(wèn)題。以上問(wèn)題直接關(guān)系到水電站系統(tǒng)發(fā)電效率和安全穩(wěn)定運(yùn)行,甚至?xí)绊憴C(jī)組并網(wǎng)時(shí)對(duì)電力系統(tǒng)沖擊。本文首先引入系統(tǒng)轉(zhuǎn)速參數(shù)建立水輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)隨機(jī)動(dòng)力學(xué)模型,基于Chebyshev多項(xiàng)式逼近研究了隨機(jī)參數(shù)對(duì)水輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響規(guī)律;基于模態(tài)理論定義一階振蕩模態(tài)、復(fù)合振蕩模態(tài)和共振模態(tài)來(lái)揭示水輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)現(xiàn)象;考慮水輪發(fā)電機(jī)組軸系統(tǒng)水力不平衡力,利用模態(tài)交互作用指數(shù)分析對(duì)水輪發(fā)電機(jī)組軸系統(tǒng)穩(wěn)定性進(jìn)行研究。本論文研究?jī)?nèi)容和結(jié)論主要分為以下三個(gè)方面:(1)為了研究甩負(fù)荷過(guò)程中發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速隨機(jī)波動(dòng)問(wèn)題,通過(guò)將隨機(jī)變量引入到發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速上,利用Chebyshev多項(xiàng)式逼近法將隨機(jī)動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)轉(zhuǎn)化為確定性系統(tǒng),建立水輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)甩負(fù)荷隨機(jī)動(dòng)力學(xué)模型。利用數(shù)值模擬從兩個(gè)方面(發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速相對(duì)偏差和轉(zhuǎn)子角度相對(duì)偏差)分析水輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型隨時(shí)間響應(yīng)動(dòng)力學(xué)演化規(guī)律。發(fā)現(xiàn)...
【文章來(lái)源】:西北農(nóng)林科技大學(xué)陜西省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:71 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
主要符號(hào)對(duì)照表
第一章 緒論
1.1 研究意義和背景
1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.2.1 水輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)模型及其穩(wěn)定性研究
1.2.2 水輪發(fā)電機(jī)組軸系統(tǒng)模型及其振動(dòng)研究
1.2.3 基于模態(tài)級(jí)數(shù)理論系統(tǒng)振動(dòng)模態(tài)研究及其應(yīng)用
1.3 研究目標(biāo)及研究?jī)?nèi)容
1.3.1 研究目標(biāo)
1.3.2 研究?jī)?nèi)容
1.4 研究方法及技術(shù)路線
1.4.1 研究方法
1.4.2 技術(shù)路線
第二章 水輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)隨機(jī)動(dòng)力學(xué)建模及穩(wěn)定性分析
2.1 水輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)隨機(jī)動(dòng)力學(xué)建模
2.2 水輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)穩(wěn)定性分析
2.3 本章小結(jié)
第三章 水輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)振動(dòng)模態(tài)分析
3.1 基于模態(tài)級(jí)數(shù)水輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)建模
3.1.1 模態(tài)級(jí)數(shù)理論分析
3.1.2 二階非線性參與因子理論分析
3.1.3 基于模態(tài)級(jí)數(shù)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)建模
3.2 系統(tǒng)振動(dòng)模態(tài)分析
3.2.1 振動(dòng)模態(tài)仿真驗(yàn)證
3.2.2 線性理論分析
3.2.3 水輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性分析
3.3 本章小結(jié)
第四章 水輪發(fā)電機(jī)組軸系統(tǒng)非線性模態(tài)分析
4.1 水輪發(fā)電機(jī)組軸系建模
4.1.1 水力不平衡力建模
4.1.2 水輪發(fā)電機(jī)組軸系建模
4.1.3 模態(tài)級(jí)數(shù)理論
4.1.4 模態(tài)非線性指數(shù)理論
4.2 水輪發(fā)電機(jī)組模態(tài)交互作用分析
4.2.1 系統(tǒng)模態(tài)驗(yàn)證
4.2.2 系統(tǒng)特征值分析
4.2.3 參與因子分析
4.2.4 非線性模態(tài)交互作用指數(shù)分析
4.3 本章小結(jié)
第五章 結(jié)論
5.1 結(jié)論
5.2 主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)
5.3 存在不足及展望
參考文獻(xiàn)
致謝
個(gè)人簡(jiǎn)歷
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]孤網(wǎng)模式下水電機(jī)組變工況穩(wěn)定性分析[J]. 袁喜來(lái),劉冬,胡曉,劉東,肖志懷. 中國(guó)農(nóng)村水利水電. 2019(04)
[2]水輪發(fā)電機(jī)組低頻振蕩機(jī)理與穩(wěn)定特性[J]. 葉偉,陳帝伊,許貝貝,張京京,王鵬飛. 水力發(fā)電學(xué)報(bào). 2019(05)
[3]混流式水輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的魯棒控制策略研究[J]. 杜敏剛,許眾,李相峰,于浩,袁洪亮,孫文. 水電能源科學(xué). 2019(01)
[4]基于Monte Carlo方法的地表水地下水耦合模擬模型不確定分析[J]. 張將偉,盧文喜,曲延光,安永凱. 水利學(xué)報(bào). 2018(10)
[5]考慮主軸扭轉(zhuǎn)變形的軸系振動(dòng)模型[J]. 王永利,曾云,徐連奎,孫佳祥,趙盟,郭亞昆. 排灌機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2019(09)
[6]基于靈敏度分析和時(shí)域仿真的暫態(tài)穩(wěn)定預(yù)防控制優(yōu)化方法[J]. 田芳,周孝信,于之虹. 電力自動(dòng)化設(shè)備. 2018(07)
[7]隨機(jī)轉(zhuǎn)速波動(dòng)下水輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)動(dòng)力穩(wěn)定性[J]. 許貝貝,陳帝伊,張浩,李歡歡. 振動(dòng)與沖擊. 2018(12)
[8]水力發(fā)電機(jī)組的安全穩(wěn)定運(yùn)行探討[J]. 劉曉能. 電工技術(shù). 2018(12)
[9]變頂高尾水洞水輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)哈密頓模型[J]. 張浩,許貝貝,陳帝伊. 振動(dòng)工程學(xué)報(bào). 2018(02)
[10]四階龍格—庫(kù)塔法的原理及其應(yīng)用[J]. 馮建強(qiáng),孫詩(shī)一. 數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)與研究. 2017(17)
博士論文
[1]基于水輪機(jī)內(nèi)外特性復(fù)合數(shù)學(xué)模型的調(diào)節(jié)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性研究[D]. 門闖社.西安理工大學(xué) 2018
[2]電力系統(tǒng)高階模態(tài)交互作用分析及其控制關(guān)鍵問(wèn)題研究[D]. 王州強(qiáng).電子科技大學(xué) 2017
[3]非線性動(dòng)力學(xué)分析與控制的若干理論問(wèn)題及應(yīng)用研究[D]. 陳帝伊.西北農(nóng)林科技大學(xué) 2013
[4]交/直流互聯(lián)電力系統(tǒng)的非線性模態(tài)分析和柔性協(xié)調(diào)控制[D]. 劉紅超.四川大學(xué) 2004
碩士論文
[1]不同尾水系統(tǒng)對(duì)水電站系統(tǒng)穩(wěn)定性影響[D]. 韓軍穎.西北農(nóng)林科技大學(xué) 2018
[2]水力發(fā)電系統(tǒng)大波動(dòng)暫態(tài)建模與動(dòng)態(tài)特性研究[D]. 李歡歡.西北農(nóng)林科技大學(xué) 2018
[3]不同激勵(lì)下抽水蓄能電站穩(wěn)定性研究[D]. 韓青爽.西北農(nóng)林科技大學(xué) 2018
[4]分?jǐn)?shù)階水輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的穩(wěn)定性控制研究[D]. 黃孫華.湖南大學(xué) 2018
[5]水輪機(jī)組軸系的建模及有限元分析[D]. 劉燁.華中科技大學(xué) 2017
[6]水輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)預(yù)測(cè)控制方法研究[D]. 周瑞.西北農(nóng)林科技大學(xué) 2017
[7]時(shí)滯分?jǐn)?shù)階微積分若干理論及其在水輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)中應(yīng)用[D]. 王菲菲.西北農(nóng)林科技大學(xué) 2017
[8]水力發(fā)電系統(tǒng)分?jǐn)?shù)階動(dòng)力學(xué)模型與穩(wěn)定性[D]. 許貝貝.西北農(nóng)林科技大學(xué) 2017
[9]基于全特性曲線抽水蓄能電站典型過(guò)渡過(guò)程特性分析[D]. 劉進(jìn)楊.西北農(nóng)林科技大學(xué) 2017
[10]水泵水輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)與典型暫態(tài)過(guò)程穩(wěn)定性分析[D]. 王壘.西北農(nóng)林科技大學(xué) 2017
本文編號(hào):3568240
【文章來(lái)源】:西北農(nóng)林科技大學(xué)陜西省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:71 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
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摘要
ABSTRACT
主要符號(hào)對(duì)照表
第一章 緒論
1.1 研究意義和背景
1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.2.1 水輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)模型及其穩(wěn)定性研究
1.2.2 水輪發(fā)電機(jī)組軸系統(tǒng)模型及其振動(dòng)研究
1.2.3 基于模態(tài)級(jí)數(shù)理論系統(tǒng)振動(dòng)模態(tài)研究及其應(yīng)用
1.3 研究目標(biāo)及研究?jī)?nèi)容
1.3.1 研究目標(biāo)
1.3.2 研究?jī)?nèi)容
1.4 研究方法及技術(shù)路線
1.4.1 研究方法
1.4.2 技術(shù)路線
第二章 水輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)隨機(jī)動(dòng)力學(xué)建模及穩(wěn)定性分析
2.1 水輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)隨機(jī)動(dòng)力學(xué)建模
2.2 水輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)穩(wěn)定性分析
2.3 本章小結(jié)
第三章 水輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)振動(dòng)模態(tài)分析
3.1 基于模態(tài)級(jí)數(shù)水輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)建模
3.1.1 模態(tài)級(jí)數(shù)理論分析
3.1.2 二階非線性參與因子理論分析
3.1.3 基于模態(tài)級(jí)數(shù)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)建模
3.2 系統(tǒng)振動(dòng)模態(tài)分析
3.2.1 振動(dòng)模態(tài)仿真驗(yàn)證
3.2.2 線性理論分析
3.2.3 水輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性分析
3.3 本章小結(jié)
第四章 水輪發(fā)電機(jī)組軸系統(tǒng)非線性模態(tài)分析
4.1 水輪發(fā)電機(jī)組軸系建模
4.1.1 水力不平衡力建模
4.1.2 水輪發(fā)電機(jī)組軸系建模
4.1.3 模態(tài)級(jí)數(shù)理論
4.1.4 模態(tài)非線性指數(shù)理論
4.2 水輪發(fā)電機(jī)組模態(tài)交互作用分析
4.2.1 系統(tǒng)模態(tài)驗(yàn)證
4.2.2 系統(tǒng)特征值分析
4.2.3 參與因子分析
4.2.4 非線性模態(tài)交互作用指數(shù)分析
4.3 本章小結(jié)
第五章 結(jié)論
5.1 結(jié)論
5.2 主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)
5.3 存在不足及展望
參考文獻(xiàn)
致謝
個(gè)人簡(jiǎn)歷
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]孤網(wǎng)模式下水電機(jī)組變工況穩(wěn)定性分析[J]. 袁喜來(lái),劉冬,胡曉,劉東,肖志懷. 中國(guó)農(nóng)村水利水電. 2019(04)
[2]水輪發(fā)電機(jī)組低頻振蕩機(jī)理與穩(wěn)定特性[J]. 葉偉,陳帝伊,許貝貝,張京京,王鵬飛. 水力發(fā)電學(xué)報(bào). 2019(05)
[3]混流式水輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的魯棒控制策略研究[J]. 杜敏剛,許眾,李相峰,于浩,袁洪亮,孫文. 水電能源科學(xué). 2019(01)
[4]基于Monte Carlo方法的地表水地下水耦合模擬模型不確定分析[J]. 張將偉,盧文喜,曲延光,安永凱. 水利學(xué)報(bào). 2018(10)
[5]考慮主軸扭轉(zhuǎn)變形的軸系振動(dòng)模型[J]. 王永利,曾云,徐連奎,孫佳祥,趙盟,郭亞昆. 排灌機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2019(09)
[6]基于靈敏度分析和時(shí)域仿真的暫態(tài)穩(wěn)定預(yù)防控制優(yōu)化方法[J]. 田芳,周孝信,于之虹. 電力自動(dòng)化設(shè)備. 2018(07)
[7]隨機(jī)轉(zhuǎn)速波動(dòng)下水輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)動(dòng)力穩(wěn)定性[J]. 許貝貝,陳帝伊,張浩,李歡歡. 振動(dòng)與沖擊. 2018(12)
[8]水力發(fā)電機(jī)組的安全穩(wěn)定運(yùn)行探討[J]. 劉曉能. 電工技術(shù). 2018(12)
[9]變頂高尾水洞水輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)哈密頓模型[J]. 張浩,許貝貝,陳帝伊. 振動(dòng)工程學(xué)報(bào). 2018(02)
[10]四階龍格—庫(kù)塔法的原理及其應(yīng)用[J]. 馮建強(qiáng),孫詩(shī)一. 數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)與研究. 2017(17)
博士論文
[1]基于水輪機(jī)內(nèi)外特性復(fù)合數(shù)學(xué)模型的調(diào)節(jié)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性研究[D]. 門闖社.西安理工大學(xué) 2018
[2]電力系統(tǒng)高階模態(tài)交互作用分析及其控制關(guān)鍵問(wèn)題研究[D]. 王州強(qiáng).電子科技大學(xué) 2017
[3]非線性動(dòng)力學(xué)分析與控制的若干理論問(wèn)題及應(yīng)用研究[D]. 陳帝伊.西北農(nóng)林科技大學(xué) 2013
[4]交/直流互聯(lián)電力系統(tǒng)的非線性模態(tài)分析和柔性協(xié)調(diào)控制[D]. 劉紅超.四川大學(xué) 2004
碩士論文
[1]不同尾水系統(tǒng)對(duì)水電站系統(tǒng)穩(wěn)定性影響[D]. 韓軍穎.西北農(nóng)林科技大學(xué) 2018
[2]水力發(fā)電系統(tǒng)大波動(dòng)暫態(tài)建模與動(dòng)態(tài)特性研究[D]. 李歡歡.西北農(nóng)林科技大學(xué) 2018
[3]不同激勵(lì)下抽水蓄能電站穩(wěn)定性研究[D]. 韓青爽.西北農(nóng)林科技大學(xué) 2018
[4]分?jǐn)?shù)階水輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的穩(wěn)定性控制研究[D]. 黃孫華.湖南大學(xué) 2018
[5]水輪機(jī)組軸系的建模及有限元分析[D]. 劉燁.華中科技大學(xué) 2017
[6]水輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)預(yù)測(cè)控制方法研究[D]. 周瑞.西北農(nóng)林科技大學(xué) 2017
[7]時(shí)滯分?jǐn)?shù)階微積分若干理論及其在水輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)中應(yīng)用[D]. 王菲菲.西北農(nóng)林科技大學(xué) 2017
[8]水力發(fā)電系統(tǒng)分?jǐn)?shù)階動(dòng)力學(xué)模型與穩(wěn)定性[D]. 許貝貝.西北農(nóng)林科技大學(xué) 2017
[9]基于全特性曲線抽水蓄能電站典型過(guò)渡過(guò)程特性分析[D]. 劉進(jìn)楊.西北農(nóng)林科技大學(xué) 2017
[10]水泵水輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)與典型暫態(tài)過(guò)程穩(wěn)定性分析[D]. 王壘.西北農(nóng)林科技大學(xué) 2017
本文編號(hào):3568240
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